稳中求进大疆工程师揭秘云台研发思路

  ,云台工程师们推动的技术进步是为了让普通人获得用稳定流畅的画面讲故事的机会

  今年春节前, 电影导演陈可辛发布的短片作品《三分钟》,讲述了一个关于团圆的故事。短片故事结构完整,在举家团圆之际推出,刷爆了朋友圈,而这部片子更大的噱头在于全程都由 iPhone X 拍摄。但仔细看拍摄花絮,你会发现自己与电影级别的作品之间差的远不止是一台拍摄设备,还有各种摄影辅助工具。

  很重要的一种辅助就是防抖,平稳流畅是大片的基本要求,普通人手持手机拍摄,最难克服的就是心跳、呼吸、路面震动等对拍摄造成的抖动,云台就是突破这种生理局限的一种解决方案,该片的幕后花絮也多次出现的大疆云台产品。

  “我们要让大众有拍电影的体会。”大疆如影系列云台的研发工程师这么解释为什么会有如影 Ronin-S 这款产品。

  如影是大疆面向专业电影人的云台系列,已经在影视圈被广泛使用。但在 2018 年 1 月的 CES 上,如影系列推出了一款针对单反和微单用户的云台产品,并在 5 月底正式发售。

  在产品团队的定义里,这不仅仅是一款手持云台,而是可以适应复杂作业环境的拍摄工具,3.6 kg 的载重,适用于多种设备,可以车载、用于电动滑轨等多种场景。

  这款云台很独特的一点就是非正交云台设计,这一结构可以在使用时不遮挡相机屏幕,可以实现高低机位的自由切换,同时也给更大型的相机和镜头预留了足够的装配和调平空间。

  “这不仅仅是结构件的变化,运动控制也会更复杂。”为了保证和正交云台一样的增稳效果和精准度,需要在控制算法上进一步的研究,解决更多控制上出现的耦合问题,使其成为一款真正好用的非正交云台。

  工业设计上大受好评的是如影 S 的手柄,电池手柄充分考虑了人体工程学,用粘胶增加握持摩擦力,形状接近网球拍弧度,单手持握不会太吃力。

  有了前几代产品的经验,如影 S 的跟随手感更加贴近摄影师的真正需求,跟随速度可预设三组并保存,并可以通过手柄 M 按键一键切换,可以为拍摄创造更丰富的动态效果,使镜头设计更为自由。

  “这将会是一种全新的镜头语言”,研发工程师演示了如影 S 的 360 旋转模式。从能拍电影到拍好电影,如影提升的不止是增稳性能,孜孜以求的是更加丰富的拍摄手法和更流畅的拍摄画面。

  如影 S 是大疆最新的一款云台产品,回顾大疆做云台的历史可以回溯到 2009 年,工程师突发奇想,没有机械结构带来的间隙,可以用无刷电机直驱的方式来做云台。但当时,电机直驱的概念才刚开始在工业界传递,因为这项技术减少了减速机的细分,电机本身控制的粒度要求瞬间就提升了两个数量级,工业界认为用电机直驱来做云台基本不太可能。

  事实也是如此,直到 2012 年,风扇同步电机大疆才在电机直驱的三轴稳定器上有了突破,在德国纽伦堡 Toy Fair 展会上正式发布了禅思 Z15 云台。风扇同步电机这是世界首款无刷直驱陀螺稳定增稳云台,更是全球首个民用高精度云台。

  2014 年 4 月,大疆推出首款手持云台如影 Ronin。也正是从这时开始,大疆将自身在天空端的技术优势移植到地面,以更大的电机去承载专业相机的重量和摄影师对平滑画面的要求。

  在做如影的同时, 新的无人机机载云台也在开发,在推出精灵 Phantom 2 Vision系列一体机后,大疆继续在机载云台的技术突破上深挖。

  在 2014 年 4 月推出的精灵 Phantom 2 Vision 成为当时全世界的第一套航拍一体机,克服了小型云台技术瓶颈的机器,使得云台技术在航拍市场得到开发和普及,从某种意义上来说,是云台让无人机真正成为了航拍利器。

  借助一体云台相机小巧便携的特点,大疆在 2015年推出灵眸 Osmo 系列产品,这也是全球第一款一体化手持云台相机,基本奠定了后来市场上所有手持云台的基本形态和工作原理。

  至此,大疆在手持云台领域,已经具备了针对不同使用人群的两个系列产品,即面向专业级摄影的如影系列及面向大众消费人群的灵眸 Osmo 系列。随着短视频,Vlog 的兴起,2016 年 9 月,大疆诞生了第一款手机稳定器灵眸手机云台。

  时间到了 2016 年,大疆再次刷新了机载云台的新记录:“御”Mavic Pro 上挂载的云台相机是当时量产消费产品中最小的 3 轴机械云台( 宽度 36.5 mm)。把云台做小并不是一件容易的事情,变小之后云台对摩擦更敏感,惯性更小,风扇同步电机装配工艺难度增加,空间小了散热也更困难。

  2017 年 4 月,大疆在专业摄影机稳定器由如影升级为如影 2,有了更多电影行业的实战经验,以更大的负载能力、更强的动力系统和稳定性承载专业摄影师的严苛要求和更多创意。

  2018 年 1 月初,和如影 S 一同发布的还有灵眸手机云台的升级版灵眸手机云台 2。跟第一代相比,灵眸手机云台 2 采用了全新的结构设计,工业设计上将原本的镁合金机身换成了高强度复合材料,更轻便也更便宜。

  最新款无人机“御”Mavic Air 的云台同样选用了复合材料,嵌入飞机,提高了云台这种精密光学仪器的抗摔性能。变小的同时也在增稳这一次云台精度控制在了 0.005 度,它指的是“在视频拍摄过程中能给人抖动感的频率范围内的抖动角度” 。也就是说人眼可以感受的频段内,抖动小于半个像素。

  可以看到,无论是手持影像还是无人机的机载云台,从无到有进步显而易见。没有银色子弹,技术的进步从来都是一步一个脚印的自我挑战。

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