淺談運動攝像機的特點及原理

徐小虎

摘 要：近年來，隨著科技的發(fā)展和人們生活水平的提高，迷你運動佩戴式攝像機開始流行，它既可以固定在自行車上、頭盔上，又可以在水中、在各種惡劣環(huán)境中拍攝照片和視頻，甚至還被應用到了專業(yè)的電視節(jié)目制作中，受到了年輕人和戶外運動愛好者的廣泛好評。為什么運動攝像機現(xiàn)在會這么火呢？本文將對運動攝像機和普通DV的特點進行比較，來分析運動攝像機的特點。

關(guān)鍵詞：運動攝像機；高清；拍攝

運動攝像機的產(chǎn)生，是隨著極限運動的興起，一種專門為運動玩家而設計產(chǎn)生的。運動攝像機擁有一組高速的鏡頭，能夠在快門時間里進行追焦，清楚捕捉到運動物體的動態(tài)影像。運動攝像機攜帶方便，可加裝防水殼，在減震方面，有搭配數(shù)位變焦或光學變焦，減少畫面晃動。

然而運動攝像機技術(shù)經(jīng)過幾年的發(fā)展之后，現(xiàn)在已經(jīng)不僅僅是為了專業(yè)運動員而設的記錄器材，越來越多的功能讓運動攝像機的使用門檻降低，比如說超廣角的鏡頭，wifi遠程控制，重力感應鏡頭等等，讓普通人都能夠輕松掌握使用方法。

一、運動攝像機的特點

（一）外形小巧便攜。目前市場上的運動型攝像機通常只有一個火柴盒的大小，機身重量不到200g，相較于傳統(tǒng)攝像機的體積和重量明顯減小，更方便攜帶，但是小巧便攜并不意味著畫質(zhì)的下降，大多數(shù)設備都可以拍攝1080P高清視頻，有的機型甚至可以拍攝4K的視頻，新一代產(chǎn)品都配備了WIFI功能，便于與智能手機、平板電腦傳輸，可以及時分享。

（二）多采用“第一視角影像”拍攝。所謂“第一視角影像”是指從與用戶視線相同的角度拍攝的視頻和照片。在運動中，就是能追隨運動者，體驗到正在運動的用戶所看到的影像。這種視角隨著機器固定的位置不同，可以隨意的改變，實現(xiàn)了“裝在人身上或物體上拍攝”的全新體驗。目前幾乎所有的運動型攝像機都推出了專業(yè)的配件，并且可以防水、防塵，在很多普通攝像機無法承受的極端環(huán)境中工作，這也使機器的實用性大大提升。

（三）可以解放雙手。常規(guī)視頻的拍攝，不論是用手機或是用專門的攝像機，一定要用手來握住設備拍攝，即使使用支架固定，視角也很難隨意轉(zhuǎn)換，而運動型攝像機則很好地解決了這一問題，目前很多運動攝像機都附帶很多佩戴配件，例如自拍桿、安裝在不同設備上的卡槽、固定裝置，水下拍攝套裝等。采用更靈活的佩戴方式，可以懸掛在身上，頭盔，車前蓋，甚至是沖浪板上。即使在高速運動下，也能實現(xiàn)成像質(zhì)量高、連拍和定時自拍等功能，極大地迎合了自拍愛好者的心理，增添了很多樂趣。

（四）多采用無線技術(shù)。運動攝像機多采用wifi遠程控制，重力感應鏡頭等先進無線控制技術(shù)，可以使用手機或者平板電腦等設備進行無線遙控操作拍攝。內(nèi)置wifi技術(shù)也可以讓攝像機和手機、筆記本電腦等無線傳輸，甚至可以上傳云端?？梢耘c朋友更加快捷、方便的分享高品質(zhì)攝影畫面。

二、運動攝像機的防抖、高清原理

無論是什么類型的攝像機，最基本的要求就是能拍攝出來好的畫質(zhì)，運動攝像機也不例外。好的畫質(zhì)除了硬件上的要求之外，還有軟件上成像的算法，以及鏡頭的防抖都非常重要。

防抖有很多種，比較常見的是光學防抖和電子防抖。光學防抖原理并不難，是依靠在鏡頭內(nèi)的陀螺儀來感知抖動，當儀器感知到微小的抖動時，就會立即將這個信號以極快的速度傳輸至相關(guān)的微處理器，之后通過計算來的數(shù)據(jù)，來調(diào)整鏡頭需要補償?shù)奈灰屏浚@時候機器就會根據(jù)數(shù)據(jù)調(diào)用補償鏡頭組或者移動圖像傳感器，以達到消除抖動帶來的影響。

電子防抖則是利用數(shù)字電路對畫面進行處理，從而防抖，也就是說，并沒有在物理層次進行調(diào)整、干預。當攝像機相關(guān)的微傳感器偵測到抖動時，攝像機的防抖電路開始工作，這時候?qū)嶋H上已經(jīng)產(chǎn)生了圖像畫面，但并不完整，此后數(shù)字電路再對抖動方向進行預判，最后利用剩下的資源計算、補充畫面，如此就會最終得到一張不是那么模糊的照片了。電子防抖相對光學防抖而言成本低廉，不用在鏡頭上再加調(diào)整鏡頭組，但實際上是降低了圖像傳感器的利用率，對畫面清晰度、分辨率都會造成影響和損失。

對于照片質(zhì)量來說，防抖是一方面，另一方面是畫質(zhì)。無論是相機還是攝像機，決定拍攝效果的大致是鏡頭組、圖像傳感器、相關(guān)微處理器三個方面。其中比較重要的是圖像傳感器，也是決定拍攝質(zhì)量的關(guān)鍵因素。一般來說圖像傳感器的種類、尺寸和像素決定著照片的質(zhì)量。圖像傳感器有價格高低之分，只要廠家舍得下成本，就可以配置得很不錯。影響成像效果的另一個關(guān)鍵因素是成像算法，通俗一點說就是圖像通過圖像傳感器之后，再經(jīng)過一系列的處理器處理得到最后影像的過程。這與硬件無關(guān)，是程序的事情。舉一個例子，某款iPhone手機的攝像頭只有800萬的像素，而國產(chǎn)很多手機像素都超過這個標準，鏡頭和傳感器上的選用也不差，拍攝出來的照片卻不如iPhone的效果好，這是為什么呢？這是因為蘋果公司針對iPhone的成像根據(jù)自身的情況，采用了設計和優(yōu)化特殊的算法，取長補短，使得拍出來的影像變得相當不錯。

三、運動攝像機發(fā)展趨勢

然而隨著科技的發(fā)展，未來的運動攝像機將會更加便攜、畫面質(zhì)量更加清晰、所包含的科技元素也將越來越多。例如曾經(jīng)在前些日子比較火爆的谷歌眼鏡可以拍攝720P的視頻，也算一款便攜、“簡易”運動攝像機了。另外，在國外某部科幻電影中，主人公攜帶了一種類似眼角膜一樣的運動攝像機，貼在自己眼睛上，向全世界直播自己的生活。電影中的攝像機大概就是未來運動攝像機的發(fā)展趨勢，更好的拍攝性能，更大的存儲空間，更久的電池續(xù)航，也許有一天運動攝像機真的能夠模擬人眼來記錄人類豐富多彩的生活。

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