引言
图像稳定是指相机光学系统在图像捕捉过程中的稳定性。如果相机不稳定，图像就会模糊。模糊照片的成因有很多，例如弱光条件、使用长焦距以及手持相机时慢速快门与相机抖动结合。
图像稳定的背景
焦距
焦距是透镜系统主平面与无限远图像焦点之间的距离。它根据记录区域的大小决定视角。
例如，广角相机焦距较短，意味着焦点更靠近主平面。焦距短时，角度增大，接收区域变宽，图像主体显示更小。为了正确曝光，相机传感器必须捕捉一定量的光线。
弱光
在弱光环境下，必须调整光线以实现正确曝光。您可以通过改变光圈、ISO敏感度和快门速度来进行调整。因此，在弱光环境下，您可以通过选择更大的光圈、更高的敏感度或更慢的快门速度来获得更多的光线。然而，环境越暗，可用的选择就越少。
在许多情况下，最大光圈不足，而增加敏感度将对图像质量产生负面影响。在这种情况下，降低快门速度是唯一的选择。
使用更长的曝光时间有助于在弱光条件下校正曝光。然而，快门速度越慢，特别是手持相机时，相机振动被捕捉到的可能性就越大，从而导致图像模糊。
使用更短的快门速度防止图像模糊
通常，快门速度应至少与焦距的倒数一样短。
T = 1/焦距
为了避免手持相机造成的图像模糊，请记住，焦距越长（35毫米等效焦距），选择的快门速度应越短。使用过长的焦距会导致可见振动增加。
图1：ISO 100 - f/5.6 - 1/13秒 - 200毫米（左）与ISO 400 - f/5.6 - 1/50秒 - 200毫米（中）和ISO 1600 - f/5.6 - 1/200秒 - 200毫米（右）的比较。
设置短快门速度
在大多数情况下，您可以通过在相机设置中选择更大的光圈或更高的ISO敏感度来设置更短的快门速度。然而，相机通常无法提供符合摄影师偏好的适当设置。例如，摄影师可能需要比可用光圈值更小的光圈。选择更高的ISO敏感度可以解决这个问题，但这样做通常会使图像信号放大到增加噪点并降低图像质量的程度。如果无法通过相机设置实现更短的快门速度，您可以使用设置之外的其他稳定方法来获得清晰的图像。
图像稳定方法
理解短快门速度是捕捉快速移动物体的最佳解决方案至关重要。如果没有短快门速度，即使使用下列稳定方法，移动物体的运动也会导致图像模糊。
图4：曝光期间的运动导致模糊（左）。没有运动时，图像可以被清晰捕捉（右）
三脚架
通过慢速快门防止模糊的经典方法是使用三脚架。当然，三脚架并非完美，其有效性很大程度上取决于其所放置表面的稳固性。此外，手动释放快门可能会导致轻微的相机抖动，因此建议使用自拍定时器或相机遥控器。
尽管三脚架可靠，但并非所有情况都适用。因此，如今大多数相机和镜头都内置了图像稳定器，无论是在镜头内（In-Lens）还是传感器内（In-Camera），以补偿手抖等稳定问题。
光学图像稳定器
In-Lens方法中的光学图像稳定器包含一个浮动镜头元件和相应的传感器，用于抵消振动。本质上，小型测量仪器会记录摄影师造成的运动，并将信息转发给处理器，处理器再借助浮动元件进行校正调整。该元件可以在水平和垂直方向上移动，以平衡偏航（绕Y轴旋转）和俯仰（绕X轴旋转）。
图5：绕Y轴的旋转称为偏航或“yaw”，绕X轴的旋转称为俯仰或“pitch”。
图6：浮动镜头元件（绿色）在水平和垂直方向上移动，以补偿绕x轴和y轴的旋转运动（右）。
In-Lens光学图像稳定器在带有光学取景器（例如长焦镜头）的相机中尤其重要。如果稳定器处于活动状态，它会在半按快门按钮后开始工作。从那时起，稳定的光信息通过相机内部的反光镜传输到光学取景器，使被摄物体在场景中保持静止。
In-Lens光学图像稳定器方法是一种更常见的图像稳定方法，但并非适用于所有镜头。
传感器位移光学图像稳定
一些制造商依赖基于传感器的（In-Camera）稳定器。与传感器固定的In-Lens稳定器相比，这种方法使用自由移动的传感器来补偿相机抖动。换句话说，传感器会根据相机运动沿着x轴或y轴向所需方向移动。除了稳定沿着x轴和y轴的运动外，传感器位移稳定器还可以抵消沿着光学轴的旋转（横滚），从而消除三个独立轴上的相机抖动。
图7：传感器位移稳定器能够纠正沿偏航、俯仰和横滚轴的相机抖动。
值得注意的是，您可以同时将In-Camera和In-Lens稳定器集成到相机和镜头系统中。在这种情况下，许多相机选择其中一种，但有些相机同时使用两种。在这些情况下，制造商必须确保它们不会相互产生负面干扰，最终导致不必要的模糊图像。
其他图像稳定方法
虽然前面提到的图像稳定方法被称为（纯粹的）光学图像稳定，但其他方法通常包括“非光学”方面。例如，一些手机制造商使用将多张曝光不足、曝光时间较短的图像与一张正常曝光的图像相结合的方法，通过将图像相互对齐并连接信号电平以形成最终图像。另一种方法是将一张正常曝光的模糊图像与一张曝光不足的清晰图像中的边缘相结合。这些方法的难点之一是定义被报告图像的“正确”曝光时间。即便如此，对用户而言，唯一重要的是即使在弱光条件下也能获得清晰的图像。
测量图像稳定系统的质量
测量相机系统图像稳定质量最有效的方法之一是使用抖动模拟设备和Test Charts。ISO 20954-1描述了这种方法。1使用这种设备，您可以定义和控制相机抖动以产生可比较的结果。设置好设备后，相机可以以各种曝光时间捕捉带有清晰图像和其他潜在结构的Test chart。对边缘的评估将报告哪些曝光时间会产生模糊的边缘。
图8：使用STEVE稳定模拟设备和倾斜边缘Test Chart的示例设置。
如果曝光时间无法控制，过程会稍微复杂一些。例如，当Test Chart上的照度水平被修改（降低）时，相机将被迫通过开大光圈、提高ISO感光度或增加曝光时间来做出反应。提高ISO感光度将导致更高的噪点水平或低对比度精细细节的丢失（降噪），这被称为纹理丢失。在没有图像稳定方法的情况下，曝光时间的增加将再次导致边缘模糊。对于这些情况，Test Chart将需要更复杂，带有用于分析噪点和纹理丢失的目标。
图9：一个带有详细目标的示例Test Chart，用于分析噪点和纹理丢失。
结论
图像稳定是指相机光学系统在捕捉过程中保持的稳定性。如果没有稳定的系统，图像会显得模糊，并影响整体图像质量。使用三脚架、光学稳定器或传感器位移光学图像稳定等方法有助于改善图像稳定。同时，测试相机图像稳定能力的质量也至关重要。
在测试相机时，我们建议遵循ISO 20954-1并使用倾斜边缘Test Chart和相机抖动模拟设备。该设备将允许您定义抖动水平，然后使用倾斜边缘Test Chart快速测试各种曝光时间，并查看哪些会导致最严重的模糊。对于弱光测试，我们建议使用带有用于测量噪点和纹理丢失的目标的图表。