Canon IS 防手震技術 的原理與歷程
晃動是影像品質的大敵，喜歡以現場光拍攝的攝影師，對此應該有更強烈的體會。在「穩定壓倒一切」的大環境下，Canon的IS技術應運而生。IS是英文「Image Stabilizer」兩個字的字首，意為「圖像穩定器」。只是這項利器的誕生僅此而己，其實裡頭學問可大了呢！
手持相機拍攝時，難免會有各種不同原因引起相機震動。為了避免相機震動帶來的不良影響，很多攝影書都有提過「1／焦距」秒的快門速度，被認為是在沒有影像穩定系統的情況下，手持拍攝快門速度的最低極限。也就是說，經過訓練的攝影者手持50mm標準鏡頭的相機，為保證拍攝品質，最低快門速度應為1/50秒。而作為一個職業攝影師，經常大量使用比較細的低感光度底片，因此，三腳架成為攝影師身上的標誌物之一。
由於具備IS的鏡頭允許再降低兩級（甚至3∼4級）快門，所以若使用IS的鏡頭，同樣是50mm，手持拍攝最低快門可達1/15秒。這樣就等於給拍攝者創造了更多的機會，這就是Canon開發IS鏡頭的實際意義所在，真的是大大地提高了拍攝的成功率，而且拓寬了鏡頭的使用範圍。
IS防震技術，一開始是用在電視鏡頭上？
IS技術是Canon發明的，但是最早它被使用在昂貴的廣播級電視鏡頭上，而且使用的原理和35mm相機的IS並不完全一樣，只不過這個技術太成功了，Canon也就動了把它放在35mm相機上的念頭。
目前的IS技術包括兩支陀螺感測器組成的檢測元件、微處理器和光學修正系統三個部分。工作原理是靠兩支陀螺感測器分別檢測來自水平和垂直方向的振動，檢測相機振動的方向和大小，再將信號傳送給微處理器，微處理器經過判斷和計算，再對鏡頭的光學修正系統發出驅動指令，使光學修正系統向某一方向移動，（光學修正系統是一個由線圈驅動，可以上下左右移動的光學透鏡組，其位置另由紅外線裝置檢測定位），透過光學修正系統的補償運動，使投射到焦平面的影像保持穩定。Canon裝了圖像穩定器的鏡頭型號，後面都標誌有“IS”的字樣，如EF 300mm f/4L IS USM。
圖像穩定器技術的開發是具有劃時代意義的。第一次把影像穩定效果系統應用在EF鏡頭上具有相當的試驗性質，所以第一款裝備IS的鏡頭不是L系列，甚至不是定焦鏡頭，而是EF75 - 300 mm f/4-5.6 IS USM這顆變焦鏡頭。這就是第一代IS系統。第一代IS開始啟動時間約半秒，一秒左右可以進入「穩定」狀態，這時候按下快門會有最好的效果，可以在手持拍攝時用低於倒數規則2∼3級的快門拍攝，推薦2級比較安全。這樣當然會給攝影師更大的手持拍攝範圍，也就意味著可以使用更多靈活的拍攝方式，而能夠改變「拍攝方式」的技術突破就是一件讓人很興奮的事。
Canon EF 75 - 300mm f/4 - 5.6 IS USM獲得了1996-1997年度TIPA（影像技術媒體協會）最佳鏡頭獎。另外一支裝備了圖像穩定器的鏡頭EF 300mm f/4L IS USM第二年也獲得1997-1998年度TIPA 最佳鏡頭獎。其實EF 300mm f/4L ISUSM和前一代沒有IS功能的EF 300mm f/4 L USM相比，成像品質並沒有提高，得獎的原因也只是因為使用了IS技術。
300mm IS鏡頭上有IS-1和IS-2兩種模式選擇，IS-1是全方向防震模式，適用於平常的手持攝影；IS-2是橫向定向防震模式，適用於追拍運動物體時的手持攝影，IS-2模式會自動識別追拍運動物體時相機的連續移動和手持相機常見的上下震動，然後取消對追拍的IS補償，而僅對上下震動進行補償校正，從而避免追拍中出現不正常的影像效果。
其它廠商跟著研發防震功能
在Canon的IS技術大獲成功之後，其他廠商也相繼開始推出自己的防震技術。擁有類似技術的廠商還有使用鏡頭防震的尼康和機身防震的Sony（由原來美能達的技術發展而來）。此外，Olympus和Panasonic也都有自己的防震技術。
在這裡要強調的是，有些廠商在宣傳上說自己的小DC有「防震技術」，實際上是依靠相機主動提高感光度來避免震動。但是小DC提高感光度會帶來畫質嚴重的下降，我通常認為這是一種「偽防震」，當然，如果你不在乎畫質的下降，它的確能帶來更清晰的圖像（不過，如果不在乎畫質，還看這本書幹嘛？）。
（什麼！IS防震系統到現在已經第四代了！）
IS防震技術，共有四代！
IS鏡頭到現在一共有四代：第一代從1995年開始，可以提供2級快門防震。雖然第一代IS效果不錯，但是也有一些不足，尤其在使用三腳架時要關掉IS功能，否則IS有可能（注意，是有可能）在「當沒有足夠的震動被IS系統檢測到的時候，鏡頭震動可能被某種電子回饋所影響，使得相機在三腳架上的時候IS鏡頭組被移動」，或者由於對反光板回落或其他相關零件的震動做出不必要的補償，反而會降低成像品質。因此，第一代IS在使用三腳架的時候要關閉IS開關，才不會造成不必要的麻煩。
第一代的IS專指用在下面4支鏡頭上面的IS技術：EF 28-135mm f/3.5-5.6 IS USM、EF 75-300mm f/4-5.6 ISUSM、EF 300mm f/4 L IS USM、EF 100-400mm f/4.5-5.6 L IS USM。
第二代從1999年開始，不僅可以提供2級快門防震，而且開始有三腳架自動檢測功能。在使用三腳架等穩定的攝影狀態中，鏡頭會自動將IS補償鏡組鎖定在光軸位置，防止錯誤補償動作；而在使用獨腳架時，IS功能會視相機的穩定程度正常發揮作用，這對於體育記者很重要。另外，當相機的自選功能設定為反光鏡預升攝影模式時（也就是一定要使用三腳架或者其他支撐系統的時候），鏡頭的IS補償動作也會自動取消。
第三代從2001年開始，可以提供3級快門防震，有三腳架自動檢測功能，半按快門後0.5秒IS補償鏡組即可達到最佳控制狀態，比前一代IS快了一倍。
第四代從2006年開始，可以提供4級快門防震，有三腳架自動檢測功能。第一支使用這項技術的鏡頭是EF 70-200mmf/4 L IS USM。
▲EF 70~300mm F4-5.6 IS USM，光圈F6.3，快門1/125，ISO400。（圖片轉自：Canon）
▲EF 70~200mm F4L IS USM，光圈F8，快門1/50，ISO400。（圖片轉自：Canon）
IS技術是EOS系列最重要的成就之一。如果有可能，筆者希望所有的L系列都能裝上這項有用的技術，不僅僅在長鏡頭上，廣角鏡頭也一樣，因為廣角鏡頭也會經常在室內使用，所以IS技術的採用也非常必要。
從實際的使用來看，採用新IS技術的鏡頭，效果更可以到3-4級（比如新的EF 70-200 mm f/2.8 L IS）。不過，有一點非常重要，IS技術只是提高影像清晰的成功率（！），並不能保證所有的照片都是清楚的。按照我個人的經驗，第二代IS在降低2級拍攝時有超過95%的成功率；降低3級可能有超過90%的成功率；降低4級的時候大概也有超過60%的成功率。降低得越多，成功率也會下降很多，但是你還是可以看出IS的作用，說不定有時候還會有意想不到的效果。
所以，使用IS功能的時候，不論降低多少級，即使只是降低2級，多拍幾張還是有價值的，反正現在用數位相機又沒什麼成本！
【註】TIPA（Technical Image Press Association，影像技術媒體協會）是全球著名的專業機構，由來自12個歐洲國家的31個出版社共同組成的專業協會，其宗旨是促進影像技術在歐洲的發展和應用。每年TIPA都會評選出被認為是當年最出色的影像產品，而獲此殊榮的產品則可以在行銷廣告中使用獲獎標記。
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作者：趙嘉
本文同步刊載於佳能鏡界
