三維空間的自由度 (Degrees of Freedom)

解答為什麼專業相機只做到「五軸光學防手震」前，先說說大家身處的三維空間裡，一共有多少個「自由度 (Degrees of Freedom)」。就算未上過 3D 圖像的人，在數學堂都上接觸過三維座標吧！ 以 X 代表左右的移動；Y 代表上下的移動；Z 表示前後的移動。還有呢？三軸自身都可旋轉，X、Y 和 Z 軸的轉動分別以 θx、θy 和 θz 表示。

自由度 (Degrees of Freedom) 的名詞

在相機世界裡，廠商會把 X 軸的移動稱為「左右水平移動」或直接叫作 X；而 Y 軸的移動稱為「上下水平移動」或直接叫作 Y；Z 軸的移動稱為「前後水平移動」或直接叫作 Z。至於 X 軸的轉動則稱為「上下搖動 (Pitch)」；Y 軸的轉動則稱為「左右搖動 (Yaw)」；Z 軸的轉動則稱為「滾轉 (Roll)」。

光學防震原理

手機和相機的光學防震中，普遍都藉由感光元件的位移，來達至穩定影像的效果。這是現今最成熟的光學防震技術。

為什麼沒有六軸光學防震

從第一張圖，大家找到相機有哪五軸的光學防震嗎？它又缺少了哪一軸的防震呢？圖中可見，五軸光學防手震已蓋括了左右水平移動（X）、上下水平移動（Y）、左右搖動（Yaw）、上下搖動（Pitch）和滾轉（Roll）；就是沒有前後水平移動（Z）。

回正題，為什麼廠商不把前後水平移動（Z）也加進防震系統裡？
答案是不可能。準確點說，是應用上的不可能。

Z 軸指的是鏡頭（和感光元件）與被攝物的距離，這正是對焦系統誕生的目的。整個光學對焦，鏡頭佔了九成的功勞。只要焦點一變，相機便要調鏡片組才能令影像清晰聚焦。拍攝時，手臂只要伸長一點，鏡頭都要重新追焦。 大家看到了吧！相機怎可能單憑移動感光元件幾毫米(mm)的前後距離就能令影像準確合焦呢？若能做到這一點，或許鏡頭也變成多餘的東西。

若感光元件可以移動較長的距離，如數十厘米(cm)，技術上或許是可行，但應用上不可行呢！

為何坊間有六軸防震的相機？

既然六軸防震是幾乎不可能的任務，為什麼還有相機標榜自己是六軸防震呢？
很可能是語言上的「偽術」。大部份手機和運動相機 (Action Camera) 都備有三軸陀螺儀和三軸加速感應器。某些廠商就索性把「陀螺儀(Gyroscope)」的三軸加上「加速感應器(Accelerometer)」的三軸說成內置有六軸防震。 可惜，有感測器和可成功抵消手震是兩碼子的事。

運動相機 (Action Camera) 多數使用了廣角鏡，甚至超廣角鏡頭。而廣角鏡和超廣角鏡只需 1 至 2 米左右的距離便可達至「超焦距拍攝」又稱「泛焦拍攝」(Hyper Focal Distance)。即某距離以上，不用對焦，也可獲得清晰的影像。 有些廠商利用了鏡頭「超焦距拍攝」的特點，當成 Z 軸的防震。

廠商亦可能把相機標示為「六軸防震」，而非「六軸光學防震」。隨著人工智能及演算法的進步，依靠軟件以疊圖方法來消除影像的晃動也是可行。以軟件方法消除手震的方法稱作「電子防震」。由於始終是後製過，影像難免會有瑕疵，沒有光學防震般完美。

總結

大家學會了三維空間裡，最大的自由度 (Degrees of Freedom) 是 6，分別是左右水平移動（X）、上下水平移動（Y）、前後水平移動（Z）、左右搖動（Yaw）、上下搖動（Pitch）和滾轉（Roll），因此不應出現六軸以上的光學防震。

同時，也知道前後水平移動（Z）涉及鏡片組的調節，絕非單靠前後移動感光元件幾毫米便能成事，所以光學上的六軸防震近乎不可能。
最後，也解為什麼還有相機標榜自己是六軸防震，很可能只是「電子防震」，或別的取巧技倆，而非真的六軸光學防震。