Электронная стабилизация. Способы стабилизации изображения. Как работает оптическая стабилизация
С того момента как в телефонах появились первые фотокамеры, между производителями мобильных устройств началась гонка фото-возможностей. Сперва она выражалась только в наращивании количества пикселей, но со временем производители начали улучшать камеру и другими способами. Одним из последних нововведений стало появление в смартфонах оптической стабилизации изображения, которая раньше встречалась только фотоаппаратах. В данной статье мы расскажем о том, что такое оптическая стабилизация, как она работает и для чего она нужна в смартфоне.
Для того чтобы разобраться с тем, что такое оптическая стабилизация в смартфоне необходимо объяснить значение нескольких смежных терминов. Начнем со стабилизации изображения.
Стабилизация изображения – это технология, которая пришла в смартфоны из фотоаппаратов и видеокамер. Она заключается в использовании различных способов для компенсации естественных движений камеры в руках оператора. Это позволяет получить более четкие кадры без использования штатива. Кроме этого, наличие стабилизации изображения позволяет использовать более длинную выдержку, что в свою очередь позволяет получать более яркую картинку в условиях плохой освещенности, например, при съемке ночью. Стабилизация изображения может работать на основе оптической или цифровой стабилизации.
Устройство камеры и 4-осевой оптической стабилизации в смартфоне Xiaomi Mi 5.
Оптическая стабилизация работает механически, она изменяет положение матрицы или отдельных элементов объектива таким образом, чтобы компенсировать движение камеры. Впервые оптическая стабилизация появилась в 1994 году, когда компания Cannon представила свою технологию OIS или Optical Image Stabilizer. Данная технология работала на основе специального стабилизирующего элемента объектива, позиция которого изменялась по двум осям согласно командам, которые приходили от сенсоров.
- Vibration Reduction (VR) от Nikon;
- Optical Steady Shot (OSS) от Sony;
- Optical Stabilization (OS) от Sigma;
- Vibration Compensation (VC) от Tamron;
- Dual IS от Panasonic;
С приходом цифровых фотоаппаратов стало возможно стабилизировать изображение не только за счет работы отдельных элементов объектива, но и за счет движения матрицы. В результате начали появляться системы оптической стабилизации с подвижной матрицей. Первой такой системой стала Anti-Shake (AS) от Konica Minolta. Позже аналогичные системы стабилизации представили и другие производители фотоапаратов, например:
- Super Steady Shot (SSS) от Sony;
- Image Stabilizer (IS) от Olympus;
- Shake Reduction (SR) от Pentax;
Цифровая стабилизация или EIS (Electronic (Digital) Image Stabilizer) – это второй способ стабилизации изображения. Она не требует механического движения и может работать по разным принципам, например, сдвиг матрицы может симулироваться за счет резервных пикселей. Для этого под стабилизацию изображения отводится около половины всех пикселей на матрице. Эти пиксели обычно не участвуют в создании изображения, информация с них используется только тогда, когда нужно стабилизировать картинку. В этом случае цифровая стабилизация работает за счет того, что картинка плавает по поверхности матрицы и камера корректирует это движение с помощью резервных пикселей. Данная технология используется в основном в цифровых видеокамерах.
В смартфонах оптическая стабилизация впервые появилась в 2012 году. Первопроходцем стал смартфон Nokia Lumia 920, который впервые получил объектив с оптической стабилизацией изображения (OIS). С тех пор оптическая стабилизация начала регулярно появляться во флагманских смартфонах. Сейчас же оптическая стабилизация встречается даже в смартфонах среднего ценового диапазона, например, она есть в таких моделях как:
- Sony Xperia XA Ultra (14 тыс. руб.);
- Samsung Galaxy A5 (2016) SM-A510F (14 тыс. руб.);
- Sony Xperia XA2 Dual (16 тыс. руб.);
- Samsung Galaxy A7 (2016) SM-A710F (20 тыс. руб.);
- LG G6 32GB (24 тыс. руб.);
Сотрясение камеры это один из существенных факторов, влияющих на качество видео материала.
До появления систем оптической стабилизации в объективах Canon, существовал единственный спосод обойти это ограничение - использование штатива. Это правильный подход при сьемках в любых условиях, но использование штатива в ряде случаев не дает оперативности и мобильности.
Для того, чтобы обойти это ограничение Canon разработал уникальную, в своем роде, систему оптической стабилизации изображения.
Сразу надо сказать что система стабилизации именно оптическая и хотя и использует гироскопы, но крошечные и только в качестве сенсоров для детекции перемещения объектива, поэтому нет никаких килограммовых крутящихся металлических блинов и носимого танкового аккумулятора и электродвигателя для их вращения. Также хотелось бы отметить, что вопреки распространенному мнению это устройство не потребляет большое количество энергии батареек камеры. Хотя если заставлять его работать часами потребление энергии будет заметно.
Как работает стабилизатор изображения (IS).
Стабилизатор изображения сдвигает группу линз объектива в параллельной к пленке плоскости. Когда объектив перемещается из за сотрясения, световые лучи от объекта (его изображение) сдвигаются относительно оптической оси, вызывая появление смазанного изображения.
Сдвигая группу линз стабилизации в плоскости перпендикулярной плоскости пленки в необходимых пределах для компенсации перемещения объектива можно добиться эффекта, когда лучи достигающие плоскости пленки фактически остаются неподвижными. На картинке показано как механически происходит исправление хода лучей с случае, когда объектив "клюет".
Перемещения камеры улавливаются двумя
гироскопическими сенсорами. Сенсоры
определяют направление (угол) и скорость
перемещения (дрожания) камеры с
объективом, обычно возникающей при
съемке с рук. Для предохранения
гиросенсоров от ошибок, связанных с
реакцией на перемещение зеркала камеры
или срабатыванием затвора, сенсоры
заключены в специальные защитные блоки 
Группа линз
блока стабилизации имеет прямой привод
от сердечников (соленоид). Устройство
мало, легко, потребляет более чем
умеренное кол-во энергии, отличается
малым временем отклика - быстрой
реакцией на команды. Устройство
позволяет эффективно компенсировать
вибрации с частотой от 0.5 до 20гц. Позиция
блока стабилизации определяется с
помощью инфракрасный светодиодов -излучателей
(IREDs -Infrared Emitting Diodes) на оправе блока и
устройства определения положения (PSD-Position
sensing Device), расположенных на плате
электроники блока. Таким образом
изначально устройство стабилизации
имеет обратную связь для точного
позиционирования. Устройство
стабилизации имеет также блокиратор,
который устанавливает группу линз
стабилизации в центральную нейтральную
позицию, в случае, когда устройство
стабилизации изображения выключено.
При выборе оборудования для видеосъемки будет ошибкой думать, что достаточно купить навороченную камеру с высоким разрешением и картинка будет выглядеть хорошо. На самом деле, если посмотреть видео, снятое профессионалами, мы уже по плавности перемещения камеры увидим, что камера закреплена на чем-то, позволяющем избежать резких поворотов и тряски. То есть на деле не менее важную роль играют различные системы, фиксирующие камеру, либо позволяющие плавно двигать её. В случае съемки с рук наиболее современным вариантом такой системы являются электронные стабилизаторы (стедикамы), компенсирующие поворот камеры за счет встроенных электромоторов.
Рассмотрим подробнее, что же они делают.
У любого электронного стабилизатора камера и ручка, за которую его удерживают, соединены двумя рамками, расположенными перпендикулярно друг другу. Между рамками присутствуют три шарнира, приводимых электромоторами. Каждый из этих электромоторов удерживает камеру от поворота по одной из трех осей. Эти три оси обычно называют по терминологии авиации:
- Крен - наклон камеры влево-вправо
- Тангаж - наклон вперед-назад
- Рысканье - поворот вокруг вертикальной оси
Также в конструкцию стабилизатора входят гироскопы, которые, собственно, определяют стремление камеры вращаться вокруг этих осей.
Из этого всего понятно, что даже в простейшем виде электронный стабилизатор представляет собой высокотехнологичное устройство, возможности которого раньше можно было реализовать только за очень большие деньги.
В зависимости от задач и бюджета, для видеосъемки могут использоваться разные камеры. Соответственно, поскольку камеры имеют разный вес, стабилизаторы отличаются по максимальной нагрузке. Поэтому мы решили не мешать все в кучу, а рассматривать данные устройства в порядке возрастания максимальной нагрузки.
Электронные стабилизаторы для экшн-камер
Экшн-камеры имеют компактные размеры, поэтому и стабилизаторы для них оказываются легкими. Они могут использоваться с удлинителями-моноподами, которые превращают их в продвинутую “селфи-палку”.
Наиболее популярны и распространены стабилизаторы китайской фирмы Feiyu . Их популярность возникает за счет небольшой цены, которая, в свою очередь, обусловлена функциональной простотой.
Первая из моделей, с которой все и начиналось - , предназначенная для GoPro HERO 3 и - послужила отправной точкой для последующих устройств. Для управления здесь используется всего лишь две кнопки - одна для включения, другая - для переключения режимов. Камера лишь крепится к стабилизатору, управлять камерой со стабилизатора невозможно. Характерная особенность Feiyu FY-G4 - его нельзя включать без нагрузки, то есть камеры.
Имел три режима, в зависимости от того, какие оси остаются зафиксированными с помощью стабилизатора, а какие нет. Позже вышла модель , крепление которой стало универсальным и подходило для камер других производителей.
Основным улучшением еще одной обновленной модели - стала возможность поворота камеры на 360 градусов по горизонтали, а также подключения GoPro к разъему на стабилизаторе для удобства работы, все это вкупе с новым, более удобным креплением самой камеры. На стабилизаторе, наконец, появился джойстик для управления поворотом.
Другой форм-фактор электронных стабилизаторов для экшн-камер представлен моделью . Уже название говорит о том, что он более компактен.
Имеет небольшой корпус без ручки, так как предназначен для установки на различные крепления для экшн-камер.То есть, вы можете поставить его на велосипед, шлем, любую подвижную платформу, а он будет стабилизировать закрепленную экшн-камеру. Впрочем, никто не мешает закрепить и его на монопод и использовать для селфи-видео, как FY-G4 .
Стабилизаторы для смартфонов
Профессионал вряд ли будет целенаправленно снимать на смартфон, а вот для любителя таковой может оказаться основным устройством видеозаписи, благо современные модели “умных телефонов” это позволяют.
Feiyu в этом сегменте выпускает модель FY-G4 Pro и FY-SPG Live .
Основной “фишкой” второго является возможность поворота в вертикальное положение съемки, подключение к смартфону по Bluetooth. При этом, на смартфон ставится специальная программа, с помощью которой можно калибровать стабилизатор.
Но лучшим стабилизатором для такого стиля съемки, пожалуй, является .
Основные преимущества этого устройства:
- Стабилизатор подключается к смартфону по Bluetooth, и может управлять съемкой фото и видео с помощью выделенных кнопок.
- Программное обеспечение поддерживает функцию определения лиц, благодаря чему Osmo Mobile может автоматически снимать какого-либо человека, следя за его перемещениями поворотом в его сторону.
- Стабилизатор поддерживает функцию motion timelapse. Камера смартфона делает серию снимков со смещением на небольшой угол после каждого из них, а затем эти снимки объединяются в видеоролик.
- Возможность апгрейда качества изображения с появлением новых моделей смартфонов.
- Возможность использования стабилизатора с GoPro HERO с помощью креплений сторонних производителей.
Стабилизаторы для фотоаппаратов и видеокамер
От компактных стабилизаторов происходят самые простые модели - с одной ручкой. Здесь мы возвращаемся к моделям Feiyu. Дело в том, что они разработали аналогичную FY-G4 модель стабилизатора, только предназначенную для камер большего размера. Называются эта модель FY-MG .
Она поддерживают камеры с весом до 1 килограмма, что, конечно, является не только количественным, но и качественным скачком.
В случае использования подобного стабилизатора необходима не только настройка под вес камеры, но и регулировка под центр тяжести. Поэтому на FY-MG предусмотрена возможность регулировки баланса камеры по всем плоскостям.
У данного устройства существует две версии: FY-MG Lite и FY-MG V2 . Вторая отличается от первой пластиковым кейсом для переноски и, самое важное, наличием в комплекте держателя, позволяющего удерживать стабилизатор двумя руками. Таким образом, стабилизатор имеет несколько используемых конфигураций, представленных на фото ниже.
Устройства серии DJI Ronin , несмотря на такой же принцип работы, как у других производителей, имеют ряд качественных отличий, позволяющих рассматривать их как отдельный класс. Перечислим эти особенности:
Выводы
Выбор электронного стабилизатора определяется, в первую очередь тем, какую камеру вы хотите использовать и какой у вас бюджет. Это не тот случай, когда вам придется выбирать из множества аналогичных моделей, так как на нашем рынке количество производителей весьма ограничено. Так или иначе, любой электронный стабилизатор значительно улучшает продуктивность работы. В некоторых случаях, его может заменить классический механический стедикам, который, как ни странно, дает более натуральный эффект стабилизации, но это совсем другая история.
Рассказываем простым языком про оптическую стабилизацию в смартфонах.
Почему в современных смартфонах так важна стабилизация изображения? Что это вообще такое? Для чего она нужна? Как работает оптическая стабилизация? Давайте разберемся.
Стабилизация изображения (OIS) - это специальная технология, которая активно используется во время фото- и видеосъемки. Она позволяет предотвратить смазывания изображения, делает его более четким и плавным. В каком-то смысле, она заменяет штатив. Оптическая стабилизация помогает при съемке в неспокойных условиях. Если гаджет подвергся дрожанию во время фотографирования, стабилизация поможет справиться с этой проблемой.
Как работает оптическая стабилизация?
С помощью специального датчика-стабилизатора камера определяет перемещение смартфона и направляет свои линзы в противоположную сторону. Линзы могут перемещаться со стороны в сторону или вверх-вниз. Если объект движется слишком быстро, то никакая стабилизация не поможет сделать изображение более четким. Обычно, она может справиться только с незначительными колебаниями, например, с дрожанием руки. Особенно стабилизация будет заметна во время видеосъемки на ходу - записанное видео практически не будет дергаться, все будет плавно, смотрите один из примеров .
У каждой компании разная технология оптического стабилизатора (OIS), но в целом они все похожи. Оптический стабилизатор - довольно полезная опция для тех, кто часто пользуется камерой.
Дорогие друзья, здравствуйте! С вами на связи, Тимур Мустаев. В своей статье я бы хотел обсудить с вами очень важную часть фотоаппарата, без которой получить хорошую картинку крайне сложно, а иногда и просто невозможно. Я имею в виду стабилизатор изображения.
Последствия отсутствия стабилизации крайне портят снимок. Они могут быть не видны новичку, но профессионал сразу их заметит. Чтобы разобраться во всем, прежде всего, нужно понять, что такое “стабилизатор” и стабилизатор изображения оптический или цифровой что лучше выбрать.
Как подавлять вибрацию в фотоаппарате?
Мало сказать, что фотоаппарат со стабилизатором должен быть в приоритете. Без раздумий берите такой! В конце концов, эту функцию можно отключать, и даже рекомендуют так поступать, например, когда используется штатив. Но вряд ли вам захочется с ней расставаться.
Смысл стабилизации начинаешь понимать сразу же, когда сравниваешь снимки с ней и без.
Конечно, если он отсутствует, это не приговор, и многие фотоаппараты не имеют его. Но это не значит, что фотоаппарат не стоит из-за этого покупать.
Стабилизатор – это устройство внутри камеры, работа которого направлена на борьбу с колебаниями в процессе съемки, устранению возможных помех на фотографии в силу движения камеры
Смазанность кадра не всегда можно заметить в процессе фотографирования, тем более, когда она небольшая, а вот если просматривать на компьютере каждую деталь, то скорей всего что-нибудь да будет нечетким или словно в тумане. Это последствия дестабилизации.
Естественно, устойчивость фотографа не всегда идеальна. Могут немного задрожать руки, пойти вибрация от земли или автомагистрали, на улице может быть ветрено и т.д.
А также манипуляции со и удобны только в некоторых случаях, но они не лишены недостатков.
Уменьшение шумов, добавление резкости кадра и многое другое может дать вам обработка в редакторах, но вам не жаль тратить на эти мелочи свое время? Лучше всего иметь именно встроенную в аппарат систему стабилизации.
Управление стабилизацией может быть вынесено на боковую часть объектива или находиться в меню, если стабилизатор цифровой.
Рассмотрим подробнее варианты стабилизаторов в фотоаппарате и их особенности.
Виды стабилизаторов
Думаю, не стоит говорить о том, что стабилизатор в камере – вещь обязательная и весьма полезная. Вопрос в другом: если есть возможность выбора, то отдать предпочтение оптическому или цифровому? Помимо того, что связаны они с разными областями фотоаппарата, у них разные особенности работы.
Итак, оптическая система стабилизации – это оптика, набором линз, расположенных в объективе камеры. Она действует по такому принципу, что линзы сдвигаются в противоположную сторону от той, в какую идет движение самого аппарата, тем самым гасятся вибрации. Пользователи отмечают ее сложное устройство и относительную дороговизну.
Среди преимуществ – четкая, уже уравновешенная картинка, которая отображается и в видоискателе, и на матрице. То есть сначала создается хорошая картинка, затем происходит ее передача на сенсор. Также автофокус хорошо работает по такой картинке, следовательно, меньше ошибок фокусировки на предмете.
Правда, есть и свои минусы. Так как стабилизатор расположен вне самого корпуса камеры, если в объективе не будет этой функции, значит, вам будет весьма трудно при съемке. Придется ориентироваться при использовании на определенный тип объективов, с VR (Vibration Reduction) для Nikon или IS (Image Stabilizer) для Canon. Благо, с выбором оптики сейчас проблем нет.
В данную категорию оптических стабилизаторов также можно отнести тот, что основан на сдвиге матрицы. Здесь: движется фотоаппарат – смещается матрица на энное расстояние. Подвижная платформа светочувствительного прибора подстраивается под получаемое изображение.
В этом варианте, конечно, не придется искать объективы со стабилизацией, что довольно удобно. Хотя при этом матрица будет видеть изображение измененным, а система фокусировки и фотограф в видоискателе – еще нет.
К тому же отмечают, что на такой стабилизатор плохо справляется со своими обязанностями, и эффект от него снижается.
Что же касается цифрового (электронного) стабилизатора?
По факту вообще не предполагается производителями наличие определенного прибора в фотоаппарате, которое занимает дополнительное место. Все дело берет на себя мощной процессор, в него-то и устанавливается необходимая программа по подавлению вибраций движения.
Камера с цифровым стабилизатором может стоить меньше, чем с оптическим, однако, иметь низкое качество. В какой-то степени цифровой стабилизатор можно назвать лишь постобработкой картинки фотоаппаратом, который тратит приличный процент своей работы не на создание изображения, а на противостояние дрожанию камеры.
Стабилизация также будет плохо справляться, если на фотоаппарате объектив с зумом.
Итак, думаю, мы полностью раскрыли тему стабилизаторов, видов. А мнение о том, какой же лучше, остается за фотографами. Пробуйте сами, оценивайте их возможности и делайте выбор. При этом не забывайте, что стабилизатор имеет конкретные функции и большего ждать не следует.
Он, например, не сможет убрать “шевеленку” объекта, если тот быстро перемещается, или если вы сами находитесь в активном движении. Речь идет только об изменениях положения камеры.
Если вы всерьез занялись фотографированием, и хотите узнать все самое главное о фотографии и фотоаппарате, о том, как получать хорошие снимки. Хочу порекомендовать вам видео курс «» или «Моя первая ЗЕРКАЛКА ».
Почему именно эти курсы? Все просто. Они один из лучших в сети. Куча хлама сейчас в интернете, которые не приносят никаких знаний. А эти курсы, я советую всем своим друзьям, которые начинают увлекаться фотографией. Они очень простые в понимании и в них собрано все только самое важное и нужное для понимания. А друзьям я плохого не посоветую!
Цифровая зеркалка для новичка 2.0 — для фанатов зеркального NIKON.
Моя первая ЗЕРКАЛКА — для фанатов зеркального CANON.
Счастливо, читатели! Творческих успехов и всегда будьте на чеку – будьте в центре новой информации по фотографии. Для этого посещайте мой блог и подписывайтесь на него. Если вам понравилась статья, поделитесь с друзьями, пусть и они раскроют для себя что-то новое.
Всех вам благ, Тимур Мустаев.
Загрузка...
