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无人机航拍相机发展历程

近日,佳能推出了挂载全画幅CMOS全天候防灾工业级无人机PD6E2000-AW-CJ1,无人机采用6轴设计,搭载佳能曾在2015年推出的ME20F-SH多功能相机,该无人机将主要应用于监视和灾难搜救任务。

而作为一家相机企业,佳能推出无人机业务,目的很明显是推广其相机,对于佳能推出无人机,有人表示无人机其实就是飞行的相机,相较于无人机初创企业,佳能这样的专业相机企业的机会会更大些。关于售价方面,有消息称为2万美元,且不包括相机。

随着消费级无人机行业的兴起,航拍早已不再是专业影视团队的专属。更多的普通消费者可以从“上帝视角”来重新认识这个世界。

其实航拍主要包括两大核心,一是飞行平台,二是影像系统。一方面飞行器的安全性,稳定性,可操作性以及智能化程度是航拍飞行的基础,另一方面相机的画质直接影响航拍的作品,两者缺一不可。

早期的航拍无人机往往携带GoPro或松下GH4、索尼A7等微单/单反相机进行航拍。无人机厂商和相机厂商各司其职。

2014年大疆精灵Phantom 2 Vision打破了这一局面,相机与无人机的一体化成为趋势。一体化设计一方面更利于飞行,另一方面相机与图传、app结合,操控和调参更加便利。

今天我们单从其中一个核心点——相机,来谈谈无人机厂家和相机厂家在近3年多的时间里,为航拍相机解决方案做了哪些尝试。

【阶段一:谁轻我就带谁上天】

图中,抢走头条的是已经携带自己云台相机的大疆无人机精灵2。

由于四轴航拍器可携带物品重量有限,体积小,重量轻,大广角,功能全的运动相机GoPro成了飞行器挂载的第三方相机的首选。第一代消费级无人机大疆的精灵Phantom 1搭载的就是运动相机GoPro,3DR SOLO携带的也是GoPro。

从第一代精灵发布,大疆推出支持 GoPro相机的云台,包括适配GoPro Hero3的Zenmuse H3-2D/Zenmuse H3-3D,以及后来发布的GoPro Hero4的Zenmuse H4-3D。但是使用第三方相机不便于图像传输,相机参数控制也不方便。

从Phantom 2 Vision开始,大疆开始为消费级产品配备航拍相机。大疆与GoPro的合作也发生了变化。无论是基于产品本身的一体性,还是长远的发展需求,开发航拍相机都是一个必然的结果。

【阶段二 用专业相机看清楚“爸爸去哪儿”】

《爸爸去哪儿》中,很多航拍镜头使用的就是大疆创新无人航拍飞行器。

对于要求较高的专业影视团队来说,常常需要使用专业相机进行航拍。ZERO-Steadi470小斯根据相机型号而特殊定制,小斯云台可以同时支持不同系列相机,分别为SONY 5N和Panasonic GH2。

大疆推出的禅思Zenmuse Z15系列云台,可以搭载市面上流行的单反/无反相机。这些云台兼容大疆飞行平台经纬M600、S1000+等大型飞行平台。

对于一些企业宣传片,高端婚礼等制作团队来说,搭载自己平时使用的单反/无反相机进行航拍,这样的组合无疑给商业航拍带来更多的便利,投入跟少的成本获得更高质量的画质。

【阶段三 会飞的电影机和中画幅相机】

在去年 NAB上大疆发布了最新的如影Ronin-MX三轴云台,它能兼容众多专业摄影机,比如 RED DRAGON/RAVEN、ARRI ALEXA MINI 这种高端的电影机,这款云台同时可以和飞行平台M600完美结合,把专业电影机用于航拍。

在去年7月份大疆推出高端空中摄影机系统,这是去年年底大疆宣布收购哈苏部分股权后,双方推出的首个产品。该套装由哈苏的中画幅相机A5D+大疆的专业飞行器经纬 M600+专业三轴云台“如影”Ronin-MX组成的,可用于绘图与商业摄影。

经纬M600配备了6块智能电池、A3飞控系统、Lightbridge 2专业高清图传系统、防尘动力系统,并可搭配DJI GO应用程序查看实时画面及各项飞行数据,可在5公里外传回低延迟的1080p@60fps视频流,6kg的载重要挂载哈苏相机轻而易举。而哈苏的A5D-50c航拍相机则是专为地形地貌和观测侦查而生。

相机采用50mm镜头,其相机内置传感器的大小是市面上最好的35mm单反相机内置传感器的两倍,标配的真实色彩还原系统(HNCS, Hasselblad Natural Colour Solution)可直接输出优化色阶的照片。这一组合可以说是目前无人机航拍界的“绝配”。

但目前该套装还未上市,不过光从经纬M600和如影MX这套组合超过4万RMB的价格就能知道,这组套装售价不菲。笔者分析两家公司合作的意义并不止于此,更期待能对后续精灵系列等新产品有所照顾。

M600+ Ronin MX+哈苏A5D

三年时间里,从搭载GoPro到搭载专业相机,再到今天可以搭载RED、ARRI和哈苏,我们看到大疆等一系列无人机厂家一直努力,在为用户提供更好的图像质量而不断推出新的产品和解决方案。

无人机和专业相机各司其职固然是好,但也暴露了不少弊端:图传、监控系统需新增加,消费者使用门槛高,等等原因都制约着这样看似“强强联合”实则单独发展的方式。

而今为实现“航拍一体化“,无人机厂家近年来做了很多自主尝试。

一. 【第一款真正意义上到手即飞的航拍无人机】

Phantom 2 Vision

2013年10月份发布的Phantom 2 Vision是大疆首款带搭载自主研发相机的航拍一体机,搭载的相机型号为DJI FC20。

这款产品是相机与无人机的一体化的开端,为消费者省去了安装云台相机,设置图传接受信号等步骤,可以直接飞行。

随后,大疆等无人机厂家推出的一系列产品都走向“飞机+相机一体化”。

大疆精灵 Phantom 2 Vision

这款相机采用1/2.3英寸的CMOS传感器,拥有1400万像素的照片拍摄功能,支持RAW和JPEG两种照片格式以及1080 30p/60i的视频拍摄功能。

同时,这款相机当时已经内置集成了1轴舵机云台用于俯仰增稳,可以说这是首款“云台相机”。

半年以后,大疆发布Phantom 2 Vision+,云台相机同样采用1/2.3英寸CMOS传感器,1400万像素,但在外形上发生了很大变化,更加小巧精致。

同时,内置的云台的提升更明显,系统采用了无刷电机代替早前的舵机,增稳效果也提升成了三轴增稳。

精灵 Phantom 2 Vision+

二.【更清晰更自由】

“悟”Inspire 1

2014年11月,大疆发布专业航拍无人机“悟”Inspire 1 ,这款外形炫酷,可进行机架变形的无人机搭载的是禅思系列首款相机“禅思X3”。相机在图像质量和参数调整上有很大的提升。

“悟”Inspire 1

这款相机最大的提升是支持4K视频拍摄,此外还提供了丰富的参数调节选项,比如100-3200的ISO,快门速度等。镜头使用无限远对焦的20mm广角,与运动相机相比,相机成像专为航拍优化,畸变非常低。

同时,三轴云台设计凭借脚架可收放设计,可实现360度无遮挡航拍作业,并且可以实现飞手和云台手分离,云台手可以自由控制相机进行多角度自由拍摄。

三.【人人都能拍得更好】

Phantom 3 系列

2015年4月,大疆发布了精灵Phantom 3 Professional和Advanced,随后在同年8月发布了Phantom 3 Standard,然后2016年1月份发布的精灵 Phantom 3 4K,至此精灵3系列已经拥有了4个版本。

这4款无人机的相机外观类似,Professional和4K版支持4K视频拍摄,而Advanced和Standard版支持2.7K视频拍摄。相比精灵2系列的相机,精灵3系列相机在图像质量上有了质的飞跃

。这四款无人机搭载的相机都拥有1200万像素传感器,搭载20mm f/2.8镜头。精灵3系列搭载的相机可以和禅思X3 媲美。

精灵 Phantom 3

四.【航拍电影机】

禅思 X5 & X5R

2015年9月大疆发布了两款专业级航拍相机禅思 X5 & X5R。这两款相机可搭载至“悟”Inspire 1,作为禅思X3相机的升级,同时也支持经纬M100和M600。

云台相机禅思 X5 & X5R

这两款云台相机,是目前为止大疆自主研发的相机里最高端的,两款相机都采用M4/3传感器,相比之前的1/2.3英寸传感器有很大的升级。

这两款相机拥有1600万像素,提供12.8档的动态范围,大光比下能够记录更多的图像细节,

提供更宽的ISO可控范围100-25600,相比之前的相机拥有更好的高感控噪表现,同时支持 log模式拍摄。

另外,两款相机采用可更换镜头,MFT卡口可兼容多款M4/3家族镜头。最大光圈f/1.7,可控焦点,支持4K 30P和1080 60P视频拍摄。

X5R和X5最大的区别就是,X5R可以录制4K RAW Cinema DNG序列帧,采用大疆自己的SSD作为存储,平均码率1.7Gbps,后期处理空间更大。这对于要求高画质的影视从业者来说是个不小的惊喜。

五.【专业进阶 热成像相机】

禅思XT

时隔三个月,大疆发布热成像相机禅思XT,可安装在“悟”Inspire 1、经纬 M100和M600上。这款相机主要定位行业应用,提供两种规格的分辨率,640 x 512和 336 x 256,6款不同焦距的镜头供选择,提供最多8倍的数字变焦。

这款相机大疆是和菲力尔(FLIR)联合推出的,美国菲利尔是全球红外热成像技术领域的领导者,拥有50多年的红外热成像仪行业经验,目前已生产出几千款热像仪用于世界各地各个行业。

云台相机禅思XT

六. 【还原本真】

精灵4

2016年3月份,大疆发布最新的精灵系列Phantom 4,相比前代,P4在飞机性能上有很大的提升,有尤其是在视觉避障上有很大的突破,用大疆创始人汪滔的话说“至今为止我最满意的产品,欢迎来到机器视觉的时代。”。

从影像系统上看最大提升是支持1080 /120p的升格录制,此外还优化了镜头的镜片,图像更清晰锐利,同时畸变降低了36%,色差降低了56%。

云台采用双臂支撑后,在高速飞行时影像更加稳定流畅。可以说精灵4是一款非常成熟的一体化航拍无人机。

精灵 Phantom 4

七.【变焦云台】

禅思Z3

去年7月,大疆推出首款变焦云台相机,禅思Z3,等效焦距22-77mm,3.5倍光学变焦加2倍无损数码变焦(仅在1080p拍摄模式下),这里所说的2倍无损数码变焦,是指相机以4K进行拍摄,然后进行裁剪,所以相对像素插值算法的有损数码变焦技术相比,在进行数码变焦时并不会损失画质。

由于采用反作用轮增稳技术,相机长焦端成像也能做到清晰稳定。这款云台相机可以安装在“悟”Inspire 1 系列、经纬M100 以及M600,主要定位用于行业应用。

云台相机禅思Z3

如上图,仅仅三年时间,从最初的画质平平的单轴云台相机FC20到可如今拍摄4K RAW的航拍电影机,我们看到大疆一直在探索追求更高的画质,这是用户的需求,也是行业发展的趋势。

如今,似乎专业相机企业进军无人机领域已成趋势,去年消费级的专业运动相机企业GoPro已经推出过航拍无人机Karma,就连久负盛名的专业级相机企业也开始与大疆合作推出产品,其中一个原因是传统专业影像市场被不断蚕食,另外在无人机的技术被不断攻克下,无人机的市场前景越来越可观。

只是,GoPro的案例让我们知道(去年11月,在Karma发布仅仅16天之后,GoPro就宣布召回所有已售出的2500架Karma无人机,至今GoPro还未公布何时再上市),能做好相机不一定能做好无人机。

GoPro Karma无人机

如果这些专业相机企业真的想做好无人机,最好的方式还是找一家靠谱的无人机企业合作才是。另外,想必大家也一定很想知道很多无人机企业没办法做成功的事,专业相机企业是否能否做到,让我们拭目以待吧!

源自:无人机科普

本文分享自微信公众号 - 机器人网(robot_globalsources)

原文出处及转载信息见文内详细说明,如有侵权,请联系 yunjia_community@tencent.com 删除。

原始发表时间:2017-04-12

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