又想画质好、又要低延时？穿越无人机图传就这么纠结！|163

先前飞哥跟大家分析过竞速用的穿越无人机，与航拍无人机在设计上的区别。

【数字图传是什么】

我们在航拍无人机上经常使用的图传，包括常见的 Wi-Fi 图传、或是大疆自己的 OcuSync 等，都属于数字图传。

数字图传，就是把画面转为 00111001 等数字信号，然后无线电波将这些数字化的信号传到你的遥控。

想象一下，这就像一公里外有一场露天音乐会，你找了一个朋友到现场，用手机录制（信号编码）成音频档案（数字信号），开车送到你面前（无线信号），然后把音频档案放入你的手机（信号解码），再播放给你听（上图）。

只要手机没问题，无论遇上交通拥挤或天气变化，手机所录制的音频仍然是一样的。

同样地，数字图传的最大好处，就是最大可能排除干扰对画质的影响。通过各种滤波器与校验方式，遥控器端所收到的画面，能与无人机相机通过无线传输出来的画面几乎相同。航拍摄影师由于经常实时监控无人机的拍摄质量，控制进光量和拍摄角度，故此，数字图传对于重视拍摄质量的航拍无人机来说十分重要。

2014 年，Parrot Bebop 使用的 Wi-Fi 数字图传，就以延迟严重而恶名昭著：图左是拍摄画面，图右是图传画面，明显见到画面出现严重卡顿。图片来源：YouTube。

但是，数字图传的缺点是会有明显的延时，当无人机遇上干扰时，甚至会出现严重卡顿的现像（上图），根本不可能实时地把影像传送到无人机操作者那儿，严重影响操作的精准度。

【数字图传与延迟】

原因是什么？飞哥上次给大家科普视频的“码率”概念的时候，就曾提到两个重要概念：

视频数据量之大，远超我们想像。
拍摄视频的关键，是恰到好处地压缩数据量。

事实上，我们的视频（包括实时图传的视频）都必须压缩至带宽容许的大小，才能传送和储存。所以包括无人机图传在内的任何视频，都必须先经过编码／解码等程序，才能传送播放。

（回复“码率”，重温压缩和编码对视频的重要性）

这个编码、解码到播放的时间，大约为 200 毫秒／0.2 秒。对，虽然只是一瞬，但画面延迟的程度，仍然是人类可感知的范围之内。

在无人机上使用无线传输，带宽比起有线传输更窄，而且传输距离更远，所以延时更为明显。无人机的图传为了节省带宽，必须把视频的数据量进一步压缩；但飞行距离愈远、或是环境干扰愈复杂，无人机图传在编码／解码上的压力愈大，使延时成为无人机的数字图传的巨大挑战（图上）。

【模拟图传是什么？】

虽然数字图传会有延时，但 200 毫秒左右的滞后时间，对于相对静态的航拍画面来说，还是在接受范围之内。对于决胜于毫厘之间的竞速用穿越无人机来说，200 毫秒就十分致命了。

要知道穿越无人机很多是以每小时 100 公里的速度飞行，即每秒速度达 27.78 米。数字图传约 0.2 秒的延时，会让实际环境和图传画质有大约 5.5 米的差距。假设你从图传画面见到还有差 5.5 米才到弯，下一刻你的飞机可能已经炸在墙角了。

所以穿越无人机的玩家，很多都非要用模拟图传不可。

模拟图传是什么？是相机拍摄的图像信息，会被"模拟"成几乎一模一样的波动电信号，经过调制后再通过无线电波传送。模拟图传不需要任何编／解码的过程（上图），所以就能直接把信号以最直接的方式传递，故此能把图传的延迟降至最低，一般低达 50 毫秒（0.05 秒）。

而且，无论环境干扰有多严重，模拟图传的延时仍然不会变大，画面一样不会卡顿－－只要你能接受画质劣化，在严重的干扰下仍然能实时而可靠地飞行。

我们又可以想像一下：如果说数字图传是你找了一个朋友，到一公里外的一场演唱会现场听了歌曲（相机视频），然后朋友开车回来（无线信号），再直接唱一次给你听（模拟信号）。

【模拟图传与失真】

迪拜竞速无人机世界大赛上的模拟图传。图片来源：YouTube。

简言之，模拟图传虽然没有数字图传的延迟问题，但会有画质失真的问题。只要模拟信号略为受到干扰，画质就会劣化。以上图为例，这是迪拜穿越无人机大赛的实时图传，即使选手们都在这种世界级赛事里，用上最好的模拟图传设备，而且穿越机飞行的距离也不太远，但我们仍然明显见到画面闪烁不定，一个不留神就炸机了。

航拍无人机上的模拟图传。图片来源：YouTube。

其实，模拟图传本来就属于旧式的技术，本来只是旧款电视广播年代的产物。在无人机刚兴起之时，当时数字图传技术还未成熟，大疆的 Phantom 1 和 Phantom 2 只能采用模拟图传技术，对于航拍摄影师来说极为不便。后来大疆在 Phantom 3 开始改用 Lightbridge 数字图传，才开始了无人机的数字图传时代。

【世上有没有完美的图传？】

数字图传技术目前还未能克服延时的问题，穿越机用户必须忍受渣一样的图传画质；但模拟图传的画质经常受干扰，会严重影响参赛者的判断，一样也会炸机。

短期而言，穿越机仍然要倚赖旧式的模拟图传；但长期来说，用户还是想要低延时的数字图传。

Amimon 公司的 CONNEX ProSight 零延时图传，延时最低约为 50 毫秒。图片来源：5IMX。

事实上，近年不少厂家都在致力发展低延时的数字图传技术，例如以色列的

Amimon 公司，开发出一台“零延时、无压缩的 CONNEX ProSight 数字图传技术（上图）。无人机龙头大疆，也在去年推出了针对穿越机市场、搭载了 OcuSync 数字图传技术的 DJI 飞行眼镜竞速版，最低延时也低至 50 毫秒。

就让我们期待一下，未来能通过清晰的图传画面，享受穿越机极速的穿梭乐趣。

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