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录像画面抖怎么破,鸡头为啥能

日期:2019-12-17编辑作者:澳门新葡8455手机版

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澳门新葡8455手机版 2就是不动!原视频来自:SmarterEveryDay

鸟类头部有着非常良好的防抖功能,这一功能也给工程学家们不少想法。

然而,无论面对多么高端的人工防抖技术,人们总还是会回想起一种剑走偏锋的解决方案。它返璞归真、纯天然、低成本、操作简单、效果拔群……对,那就是——绑鸡头上。

不得不说,司空常见的画面也可以带来奇思妙想呢。

在那些传遍网络的动图中,稳如泰山的鸡头总会占有一席之地。甚至还真有网友对“鸡头摄像”的稳定性进行了评测。比起人手持和头戴摄像机,鸡头拍下的画面确实更稳定,不过无法控制鸡往哪边看成了这套设备的硬伤……

为了实现视野平稳,摄影师们往往需要有一个结实的体魄来稳稳的把握摄像机。时代发展迅速,摄影要求越来越高,仅仅指望摄影师人工防抖明显是不够的。如何防抖,成为了视觉技术领域的一个热点。

参考资料:

  1. Barrie J. Frostemai. Bird head stabilization. Current Biology, Volume 19, Issue 8, pR315–R316, 28 April 2009. DOI:
  2. Ashley E. Pete, Daniel Kress, Marina A. Dimitrov, et al. The role of passive avian head stabilization in flapping flight. Interface, September 2015 Volume: 12 Issue: 110. DOI: 10.1098/rsif.2015.0508
  3. Iwaniuk, A.N., and Wylie, D.R. (2007). Neural specialization for hovering in hummingbirds: Hypertrophy of the pretectal nucleus lentiformis mesencephali. J. Comp. Neurol. 500, 211.

文章题图:shutterstock澳门新葡8455手机版 , 友情提供

 

鸡头为什么能防抖?这种“种族天赋”有多厉害呢?

对比把摄像机绑在头上或拿在手里,绑在鸡头上的摄像机明显有着更加稳定的视野。为什么同样条件下鸡头的视野更稳?

鸟头防抖有多厉害?

在鸟类当中,头部“防抖”是非常普通存在的现象。除了鸡头,鸟头“防抖”的例子还有很多,比如那些一边行走一边“点头”的鸽子。它们可不是为了走出最摇摆的节奏感,而是要让自己的头部在行进中大部分时间都保持稳定,然后再歘地一下换到下一个位置。(更多阅读:鸟类行走的点头问题)

澳门新葡8455手机版 3鸽子行走时的头部运动。图片来自:参考文献1

鸟类对于空间变化的感知很敏感,只要头部发生了微小的位移,它们就能够通过视野中物体相对位置的变化感知出来,从而做出相应的调整。行走中的鸽子头部在“稳定期”的位移能控制在0.5毫米以内[1],而那些特别依赖空间判断的鸟类物种,比如蜂鸟、翠鸟以及茶隼,它们的“防抖性能”还会更高。

澳门新葡8455手机版 4悬停在空中的蜂鸟就是头部稳定的绝佳案例。原视频来自:BBC Earth Unplugged

视觉防抖?其实你也行

一般认为,鸟类稳定的头部是为了保持稳定的视线,在动物界,这其实是非常普遍的现象。当动物个体处于某种视觉环境中时,它们往往都会本能地将自己的视野中心锁定在某个点,或某一个物体上。如果你试试左右转头,也会发现自己的视线多半不会跟随着头部徐徐移动,而是从稳定的点跳到下一个点。

保持视线稳定对动物的生存很有好处,因为消除视线晃动的干扰,就可以更容易地分辨出真正在移动的目标——这些目标可能是一顿午饭,一位不怀好意的竞争对手,或者一位来势汹汹的捕食者。我们其实也一样有调节视线稳定的机制,只不过人类的“视觉防抖”更多依靠灵活转动的眼球。因为飞行对视觉的依赖性,鸟类的眼球十分发达,以至于几乎挤占了眼眶内所有的空间,而与此同时,它们的眼球运动则会受到限制。所以当鸟类想要调整视线时,它们就要依靠灵活的脖子了。

澳门新葡8455手机版 5靠脖子来尽可能维持视觉稳定,这招人类也用得上——看看那些转圈的舞蹈演员吧

此外,也有一些科学家认为,鸟类行走时头部“一顿一顿”的模式还可以产生运动视差,帮助提供物体深度和距离的信息。这个解释看起来很合理,不过它还未得到直接证实。

为了实现视野的稳定,视觉系统和平衡系统都会在其中参与调节。研究也发现,像蜂鸟这样格外擅长保持空中稳定的鸟类,它们也拥有比其他鸟类更大的相关脑区。

每当我们录像的时候,总是会出现画面抖动的情况。人眼看世界明明很稳,为什么一拍视频就糊了?

跟着鸟类学防抖

直接在鸡头上绑摄像机并不是什么好主意,不过从鸟类身上,研究者们确实能找到提升防抖性能的灵感。

2015年时,斯坦福大学的工程师们就用高速摄影机记录下了天鹅飞过湖面时头颈部的动作[2]。在扑动双翼时,天鹅们的身体上下摇摆,但在颈部的调整之下,头部却能保持相当平稳的状态。一些无人机侦察机也采用了扑翼的设计,把鸟类飞行中调整头部的过程记录下来,并建立模型来模拟它,这样的成果用在无人机上,拍摄到的画面也就能变得更加清晰了。

澳门新葡8455手机版 6把“鸟头防抖”变成物理模型。图片来自参考文献2

不管怎么说,鸟头确实是视觉系统稳定性的一个让人印象深刻的例子。或许有一天,我们手中的相机也会像它们一样稳如泰山呢。(编辑:窗敲雨)

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澳门新葡8455手机版 7机械防抖云台(斯坦尼康系统),不过这个用法有点奇怪……详情见:酷炫动图(十六):机械篇

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