Оптическая стабилизация в смартфонах — OIS или EIS?

Дата публикации: 28.08.2017

Зачем нужна стабилизация изображения?

У каждого фотографа иногда получаются смазанные, нечёткие, как будто размытые кадры. Виной тому — дрожание фотоаппарата в момент съёмки, что чаще всего случается во время работы при слабом освещении. Ведь в таких условиях фотосъёмка, как правило, ведётся на длинных выдержках. А чем длиннее выдержка, тем больше вероятность получения смазанного кадра.

Система стабилизации изображения включена: кадр резкий.

Система стабилизации выключена: кадр размыт.

Чтобы картинка не дрожала и кадры не смазывались, современные фотоаппараты, смартфоны, видеокамеры всё чаще оснащаются системой стабилизации изображения. Она помогает компенсировать дрожание фотоаппарата в руках и получать резкие кадры даже в сложных съёмочных ситуациях. Для современных многомегапиксельных фотоаппаратов это особенно важно, ведь на кадрах, полученных с них, будет заметен даже самый незначительный смаз. Микросмаз может возникнуть и от малейших вибраций механизмов самой камеры. Так что стабилизация сегодня — не просто дополнительная «фишка», а необходимость.

Стабилизатор изображения позволяет во многих случаях отказаться от использования штатива, например, можно снимать с рук в вечернем или даже ночном городе.

Как понять, какой из стабилизаторов работает лучше, а какой — хуже? Эффективность стабилизации принято оценивать в ступенях экспозиции. Предположим, без стабилизации резкое изображение получается сделать на выдержке в 1/30 с. Если использовать стабилизатор эффективностью в 4 ступени экспозиции, то можно рассчитывать на резкие кадры на выдержках вплоть до 1/2 с. А если заявлена эффективность всего в две ступени, чёткую картинку стоит ожидать лишь на 1/8 с.

Цифровая (электронная) стабилизация

Самый простой вид стабилизации, не требующий никаких отдельных модулей и механических деталей, лишь программные алгоритмы. При включении цифровой стабилизации часть матрицы выделяется для её работы, а изображение снимается с кропом. Во время съёмки картинка перемещается по матрице, гася тем самым колебания.

Чем «агрессивнее» работает такая стабилизация, тем сильнее обрезается и теряет в качестве итоговое изображение.

Электронная стабилизация в Canon EOS 77D:

В основном такой вид стабилизации используется при видеозаписи. Интересно, что цифровую стабилизацию могут производить и продвинутые редакторы видео, такие, как Adobe After Effects.

Этот тип стабилизации чаще можно встретить в бюджетной технике — смартфонах, некоторых экшн-камерах, любительских видеокамерах, компактных фотоаппаратах. В системных фотокамерах он присутствует, разве что, в качестве дополнительной возможности для видеосъёмки.

Гораздо большую эффективность демонстрируют технологии не цифровой, а оптической стабилизации.

Оптическая стабилизация в объективе

В фототехнике оптическая стабилизация чаще встречается не в самой камере, а в её объективе. Этот же тип стабилизации является самым старым — его начали использовать ещё в конце прошлого столетия. Первой такую технологию представила в 1995 году компания Canon, назвав её Image Stabilization (IS). Сегодня каждый уважающий себя производитель фотообъективов имеет свою собственную технологию оптический стабилизации. Но поскольку название Image Stabilization осталось за Canon, остальные компании назвали свои разработки иначе. Ниже мы приводим список названий технологии оптической стабилизации в объективах различных производителей.

• Canon — IS (Image Stabilization)
• Nikon — VR (Vibration Reduction)
• Sony — OSS (Optical SteadyShot)
• Panasonic — MEGA O.I.S.
• Fujifilm – OIS (Optical Image Stabilizer)
• Sigma — OS (Optical Stabilization)
• Tamron — VC (Vibration Compensation)
• Tokina – VCM (Vibration Compensation Module)

Модуль оптической стабилизации одного из объективов Tamron.

Схема работы оптического стабилизатора в объективе: подвижный оптический элемент компенсирует вибрации.

Как правило, если объектив оснащён системой оптической стабилизации, это отражено в его названии, где указана соответствующая аббревиатура. Например, CANON EF-S 18-55MM F/4-5.6 IS STM, AF-P DX NIKKOR 18–55mm f/3.5–5.6G VR.

Чаще всего объектив, оснащённый стабилизатором, имеет переключатель, активирующий его работу.

Как работает оптическая стабилизация в объективе? В его схеме есть особый модуль с подвижным оптическим элементом. В процессе фотосъёмки модуль определяет колебания фотоаппарата и, чтобы их компенсировать, соответственно двигает оптический элемент. В итоге изображение остаётся резким.

Плюсы:

• Зеркальные и беззеркальные фотоаппараты имеют сменные объективы. И если у вас часто получаются смазанные кадры, можно с лёгкостью «прокачать» свой старый фотоаппарат, дополнив его объективом с оптической стабилизацией. Это увеличит количество чётких снимков.
• Системы оптической стабилизации в современных объективах, как правило, могут сэкономить 3–5 ступеней экспозиции.
• В зеркальных фотоаппаратах стабилизатор в объективе поможет сразу в видоискателе увидеть стабилизированную картинку — без дрожания изображения гораздо удобнее компоновать кадры.

Минусы:

• Объективы со стабилизацией стоят дороже, они тяжелее по весу и крупнее по габаритам, нежели аналоги, лишённые стабилизатора.
• Дополнительный оптический элемент в оптической схеме может негативно сказаться на качестве изображения, светопропускании, светосиле, боке объектива.
• Стабилизаторы в разных объективах демонстрируют разную эффективность, имеют свои тонкости работы. Приходится учитывать при съёмке, что один объектив имеет эффективный стабилизатор, другой не так хорош в стабилизации, а третий и вовсе её не имеет.
• Во многих объективах стабилизатор издаёт жужжащие звуки, что может быть критично при видеозаписи.

Оптическая стабилизация в фотокамере

Зачем добавлять дополнительный модуль в оптику, если можно стабилизировать сам сенсор в фотоаппарате? С развитием технологий стало возможным разместить матрицу на специальном подвижном механизме, который вслед за колебаниями камеры двигает сам сенсор. Стабилизация на матрице позволяет гасить движения и наклоны вверх-вниз, повороты по часовой стрелке и против. Последнего, кстати, не может стабилизатор в объективе. Не все производители оснащают свои фотоаппараты этой технологией. Пока стабилизация на матрице есть только у следующих компаний:

• Sony — Super Steady Shot (SSS), SteadyShot Inside (SSI);
• Pentax — Shake Reduction (SR);
• Olympus и Panasonic — In Body Image Stabilizer (IBIS).

Системы стабилизации на матрице в аппаратах Sony…

…и Pentax

Система стабилизации камеры Sony α7 II:

Pentax K-1: стабилизатор изображения включён.

Pentax K-1: стабилизатор изображения выключен.

А что, если на аппарат с внутренней стабилизацией поставить объектив, имеющий свой модуль стабилизации? Sony, Olympus и Panasonic позволяют использовать одновременно оба стабилизатора, тем самым достигая большей эффективности в резкости изображения.

Плюсы:

• Современные системы стабилизации на матрице позволяют компенсировать дрожание камеры во всех возможных направлениях. В зависимости от производителя и модели фотоаппарата, эффективность стабилизации на матрице может достигать пяти ступеней экспозиции.
• Универсальность. Если камера имеет встроенный стабилизатор, к ней в комплект можно подобрать более компактные объективы без стабилизации. На ней любой объектив станет «стабилизированным», даже старый «Гелиос» от «Зенита».
• Системы стабилизации на матрице почти бесшумны. А значит, их в полной мере можно использовать при видеозаписи.
• Стабилизированное изображение можно увидеть сразу через электронный видоискатель или экран фотоаппарата. А вот в зеркалках, в оптическом видоискателе, увидеть стабилизированную картинку не получится.
• Возможность реализовать множество дополнительных функций. К примеру, функцию слежения за звёздным небом для фотографирования его на длинных выдержках.

Раритетный объектив Nikkor 50mm 1:1.2, установленный через tilt-адаптер на Sony A7RII, обрёл стабилизацию и позволил снимать с рук необычные ночные пейзажи!

Минусы:

• Меньшая эффективность при работе с длиннофокусной оптикой. При работе с ней матрице приходится двигаться слишком быстро и на слишком большие расстояния. В случае телевиков стабилизация в объективе считается более эффективной.

В заключение хочется пожелать нашим читателям делать только резкие кадры и пусть вам в этом помогают системы стабилизации изображения. Оставайтесь с нами на Prophotos.ru!

Дата публикации: 28.08.2017

Вопросы эксперту

• Портретный объектив для Nikon D3200Посмотреть ответ
• Выбор камеры за 40-50 тысячПосмотреть ответ
• Помогите чайнику найти свой фотоаппаратПосмотреть ответ
• Какой выбрать фотоаппарат для семьи?Посмотреть ответ
• Карта памяти для CANON EOS 100DПосмотреть ответ

Все вопросы⁷⁵¹

Нередко приходиться сталкиваться с ситуациями, когда нет возможности выставить необходимые параметры для получения качественного фото при съемке с рук. Или нельзя использовать вспышку или другое осветительное оборудование в условиях недостаточной освещенности. Короче говоря, когда даже сильное поднятие ISO и наличие светосильной оптики (возможности выставить большое значение диафрагмы) все равно не избавит от необходимости выставлять достаточно длинную выдержку, которая при съемке с рук даст шевеленку или смаз.

Для того, чтобы получить качественное изображение, в таких случаях, необходимо добиться стабилизации фотоаппарата. Сделать это можно, либо стабилизировав камеру внешними приспособлениями, либо воспользоваться встроенной стабилизацией.

В этой статье мы рассмотрим решения по стабилизации изображения, которые разрабатывают и внедряют в свои продукты производители фотоаппаратов и объективов. Внешние средства, такие как штатив, монопод и прочее, мы рассмотрим во второй части статьи.

На сегодняшний день существует несколько принципиально отличающихся решений:

• оптическая стабилизация;
• матричная стабилизация;
• электронная (цифровая) стабилизация.

Оптическая и матричная стабилизация предполагает, что в фотоаппарат (или объектив) встроены специальные датчики — гироскопы или акселерометры. Эти датчики постоянно определяют углы поворота и скорости перемещения фотоаппарата (или объектива) в пространстве и выдают команды электрическим приводам, которые отклоняют стабилизирующий элемент объектива или матрицу фотоаппарата.

При электронной (цифровой) стабилизации ничего никуда механически не сдвигается, изображение углы и скорости перемещения фотоаппарата пересчитываются процессором, который устраняет сдвиг, фактически переделывая полученное изображение.

Обычно, производители внедряют в свои продукты какой-то один тип технологий. Либо, делают фотоаппараты со встроенной стабилизацией, но объективы без таковой (как Olympus или Pentax). Или наоборот – встраивают стабилизатор в объективы и производят сами камеры без нее (Canon, Nikon, Panasonic, Samsung). Но, как обычно, есть и исключения).

ОПТИЧЕСКАЯ СТАБИЛИЗАЦИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ

Оптическая стабилизация – это технология, реализованная в объективе, а не фотоаппарате. Гранды фотостроения — Nikon и Canon практически синхронно начали исследования в области оптической стабилизации. И в 1994 году Nikon представил первую пленочную фотокамеру Nikon Zoom 700VR с, встроенной в объектив, оптической стабилизацией изображения, а в 1995 году Canon представили EF 75-300mm F4-5.6 IS USM, первый в мире объектив, оснащенный оптическим стабилизатором изображения.

Принцип работы заключался в том, что в конструкцию объектива добавляется дополнительный оптический стабилизирующий элемент, который отклоняется электрическим приводом системы стабилизации так, чтобы проекция изображения на плёнке (или матрице) полностью компенсировала колебания фотоаппарата во время съемки.

Мы помним, что фотография – это рисование светом, который проходит через объектив, преломляется линзами объектива и проецируется на светочувствительный элемент (матрица или пленка). Если правильные параметры съемки не соблюдены и выдержка длиннее чем нужно, а вы фотографируете с рук, то проекция изображения попадающего на матрицу сдвигается, вследствие колебания камеры, и изображение получается смазанным.

Так вот, благодаря стабилизирующему элементу, проекция всегда остаётся неподвижной относительно матрицы, что и обеспечивает картинке необходимую чёткость. Но, у этой технологии есть и недостаток — дополнительный оптический элемент немного снижает светосилу объектива. Второй очевидный недостаток, это то, что при прочих равных условиях, объективы со встроенной стабилизацией изображения — дороже.

Ниже приведены обозначения, применяемые производителями для идентификации встроенной в объективы стабилизации изображения:

• Nikon Vibration Reduction — VR
• Canon Image Stabilization — IS
• Panasonic Lumix Optical Image Stabilizer O.I.S. (Есть разновидности – POWER O.I.S. и MEGA O.I.S.)
• Olympus Image Stabilization — IS
• Sony Optical Steady Shot — OSS
• Tamron Vibration Compensation — VC
• Sigma Optical Stabilization — OS
• Samsung Optical Image Stabilizer — OIS
• Fujifilm Optical Image Stabilizer — OIS

Как вы обратили внимание, у некоторых производителей могут попадаться разные типы оптических стабилизаторов, как например POWER O.I.S. и MEGA O.I.S. у Panasonic. Итак, давайте разбираться:

Изначально, первые оптические стабилизаторы были двухосными – то есть, осуществляли сдвиг проекции изображения по двум осям плоскости — горизонтальной и вертикальной и могли компенсировать колебания при использовании выдержки, длиннее возможной на 1-2 ступени.

Рассмотрим пример: при использовании объектива с фокусным расстоянием 100 мм, минимальная выдержка, которую возможно использовать для получения достаточно резкого изображения, должна быть короче 1/100 секунды (это для полного сенсора, а если в камере установлен кроп-сенсор, то нужно учитывать — эквивалентное фокусное расстояние). Но, если в объективе используется стабилизирующий элемент, выдержку можно сделать короче без ущерба для качества изображения (1 ступень – это сокращение выдержки в 2 раза, 2 ступени – в 2*2=4 ! раза). То есть, можно поставить выдержку, вплоть до 1/25 секунды.

Но прогресс не стоит на месте, и сегодня производители предлагают в своих продуктах, уже гораздо более продвинутые стабилизирующие элементы, способные компенсировать выдержку в 3-4 и даже 5 ступеней (то есть сократить выдержку в 8-16-32 раз, соответственно).

Кроме того, появились технологии с 4-х осевыми стабилизационными элементами, позволяющие компенсировать не только дрожание рук и горизонтальные / вертикальные сдвиги, а и осевые перемещения объектива и сильную тряску при ходьбе. Это существенно промогает при макросъемке и съемке видео на цифровой фотоаппарат с рук.

Как пример — MEGA O.I.S. у Panasonic, это двухосевая стабилизация с компенсацией вибраций до 2-3 ступеней, а POWER O.I.S. – это уже четырехосевая система, которая помимо компенсации до 3-4 ступеней, еще и способна гасить вибрации съемки видео с рук при ходьбе. Подобные технологии есть и у других производителей – например Hybrid IS и Dinamic IS у Canon.

ВНУТРИКАМЕРНАЯ ИЛИ МАТРИЧНАЯ СТАБИЛИЗАЦИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ

Матричная стабилизация – это технология, реализованная в фотоаппарате, а не объективе. Она была предложена компанией Konica Minolta и впервые применена в 2003 году в фотокамере Dimage A1 (сама технология называлась — Anti-Shake).

При таком решении, колебания камеры компенсирует не оптический элемент внутри объектива, а сама матрица, установленная на подвижной стабилизирующей платформе. Принцип стабилизации здесь иной — сама матрица «подстраивается» под проекцию изображения, а не проекция изменяется по пути к матрице.  Из плюсов такого решения — в отличие от оптической стабилизации, матричная не вносит искажений в картинку и не влияет на светосилу объектива. Кроме этого, наиочевиднейший плюс в том, что можно использовать любые, даже самые дешевые объективы и получать «стабилизированное» изображение.

Но есть и минусы. Считается, что стабилизация сдвигом матрицы менее эффективна, нежели оптическая стабилизация. С увеличением фокусного расстояния объектива эффективность ее снижается: на длинных фокусах матрице приходится совершать слишком быстрые перемещения со слишком большой амплитудой, и она просто перестаёт успевать за «ускользающей» проекцией. Кроме того, для высокой точности работы, система должна знать точное значение фокусного расстояния объектива, что ограничивает применение старых зум-объективов, а также — расстояние фокусировки при малой дистанции. А самое неприятное —  матричная стабилизация может не корректно работать при макросъёмке. Конечно же, прогресс и здесь не стоит на месте, и производители значительно совершенствуют свои разработки. Новейшие камеры предлагают уже 5-осевые системы стабилизации (Konica Minolta Anti-Shake была 2-осевой) и возможность компенсации выдержки до 5 ступеней.

Ниже приведены обозначения, применяемые производителями для идентификации встроенной в камеры стабилизации изображения:

Konica Minolta Anti-Shake — AS (уже не выпускается, здесь упомянута как «дань истории»)

Pentax Shake Reduction — SR

Olympus In Body Image Stabilizer — IBIS

Sony SteadyShot — SS, (Есть разновидности – Super SteadyShot — SSS и SteadyShot INSIDE — SSI )

ЭЛЕКТРОННАЯ (ЦИФРОВАЯ) СТАБИЛИЗАЦИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ

При этом виде стабилизации, примерно 40 % пикселей на матрице отводится на стабилизацию изображения и не участвует в формировании картинки. При дрожании камеры, картинка «плавает» по матрице, а процессор фиксирует эти колебания и вносит коррекцию, используя резервные пиксели для компенсации дрожания. Эта система стабилизации широко применяется в недорогих цифровых видеокамерах, где матрицы маленького размера. Она имеет значительно более низкое качество, чем прочие типы стабилизации, зато принципиально дешевле, так как не содержит дополнительных механических элементов.

Обратите внимание, что производители могут давать возможность выбора использования определенных режимов работы систем стабилизации, например:

• однокадровый режим, при котором система стабилизации активируется только на время экспозиции для одного кадра (Если нет выбора режимов стабилизации, а только переключатель включения/выключения, значит, скорее всего, это единственный возможный режим её работы. Хотя — возможно, что определение режима работы стабилизации выставляется в меню фотокамеры)

• непрерывный режим, при котором система стабилизации работает постоянно, что облегчает фокусировку в сложных условиях. Однако эффективность работы системы стабилизации при этом может оказаться несколько ниже, поскольку в момент экспозиции корректирующий элемент может оказаться уже смещённым, что снижает его диапазон корректировки. Да, и в непрерывном режиме система потребляет больше электроэнергии, что приводит к более быстрому разряду аккумулятора.

• режим панорамирования, при котором система стабилизации компенсирует только вертикальные колебания.

Еще раз заострим внимание, что режимы работы системы стабилизации могут регулироваться как на корпусе объектива, так и в меню камеры.

У всех производителей есть свои специфические наработки и технологии, так что стоит ознакомиться с руководством пользователя конкретного объектива, чтобы в полной мере использовать все его возможности.

Также, важно учитывать, что практически для всех объективов и камер, оснащенных встроенной стабилизацией изображения, производители рекомендуют отключать ее, при установке камеры на штатив.

Кроме того, некоторые производители внедряют в свою технику как оптическую так и матричную стабилизацию:

• Sony, поглотив в свое время компанию Minolta, получили “в наследство” технологию двуосного сдвига матрицы — Konica Minolta AS (Anti-Shake), доработали ее и сейчас внедряют в некоторые свои фотоаппараты. Причем, новая полнокадровая беззеркальная камера Sony α7 II уже снабжена 5-осевым стабилизатором.
• Компания Panasonic встраивает стабилизацию изображения в объективы, но у них есть уже четыре (пока что – четыре) модели фотоаппаратов со встроенной матричной системой стабилизации – это DMC-GX7, DMC-GX8, DMC-GX80, DMC-G80. Какого-то специального названия технология не имеет, просто в спецификациях указано, что в камере используется система стабилизации изображения (Image Sensor Shift Type).
• Компания Olympus тоже начала производить объективы со встроенной оптической стабилизацией изображения, которая дополняет встроенную матричную. Таких объективов пока всего два — M.ZUIKO DIGITAL 300mm F4.0 IS PRO и M.ZUIKO DIGITAL ED 12-100mm F4 IS Pro.

Подводя итого, хочется сказать, что:

• система встроенной стабилизации изображения — это действительно серьезный помощник, дающий возможность получить качественные кадры в сложных условиях съемки
• даже светосильная оптика поможет уменьшить выдержку, но не поможет при съемке видео с рук, где важна компенсация серьезных колебаний
• стабилизация вместе со светосильной оптикой — это наилучшее сочетание, к которому «стоит стремиться», и которое дает наилучший результат
• если уж вы покупаете не самую светосильную оптику, то хотя бы не экономьте на стабилизации изображения — это нередко очень выручает
• также не забывайте, что длиннофокусные объективы, требуют достаточно коротких выдержек (помним про правило) и в них особенно важна хорошая стабилизация изображения.

Последняя новость

Объявлены победители международного фотоконкурса International Wedding Photographer of the Year 2017

Детальней

Оптическая и цифровая стабилизация изображения

Оптическая и цифровая стабилизация изображения, в чем же существенная разница? Если вы когда-либо пытались снимать видео на своем телефоне во время ходьбы, вы знаете, что удерживать хорошее изображение не легко. Существуют технологии, предназначенные для уменьшения эффекта дрожания рук. Есть два разных подхода к его реализации.

Оптическая стабилизация изображения пришла из мира неподвижной фотографии. Для этого используются сложные аппаратные механизмы внутри объектива. Благодаря им изображение сохраняется неподвижным и обеспечивает их резкость. Такой метод существует уже давно. Он был адаптирован и миниатюризирован к смартфонам для съемки видео не так недавно.

Цифровая стабилизация изображения — это скорее программный трюк, как «цифровой зум».

Давайте посмотрим, как они работают и как они применяются.

Оптическая стабилизация изображения: стабилизатор для вашего объектива

Оптическая и цифровая стабилизация изображения

Объектив камеры с оптической стабилизацией изображения имеет внутренний двигатель. Он физически перемещает один или несколько элементов стекла внутри объектива, когда камера фокусирует и записывает снимок. Это приводит к стабилизирующему эффекту, противодействующему движению объектива и камеры. Позволяет записывать более резкое, менее размытое изображение. Это, в свою очередь, позволяет фотографировать в плохих условиях освещенности или при более низком значении F-stop.

Оптическая стабилизация изображения обычно ограничивалась высококачественными фотокамерами и видеокамерами. Сегодня, технология была достаточно упрощена и теперь доступна на потребительском уровне.  Это означает, что в некоторых смартфонах есть крошечный элемент движущегося стекла. Если на вашем телефоне есть объектив OIS, вы можете поднести его к уху и немного встряхнуть. Вы услышите, как стабилизирующий элемент издает звук в модуле камеры.

Пример крошечного элемента OIS модуля камеры телефона. 

Обладая гораздо меньшими объективами и датчиками, функция OIS на телефонах менее эффективна, чем в Pro-оборудовании. Однако, она помогает вам делать более четкие фотографии и видео. Наиболее заметные телефоны с оптической стабилизацией изображения — это:

• iPhone 6+ Рё более РїРѕР·РґРЅРёРµ версии
• Samsung Galaxy S7 Рё более РїРѕР·РґРЅРёРµ версии
• LG G-series

Цифровая стабилизация изображения: программное обеспечение для обрезки видео

Оптическая и цифровая стабилизация изображения

С помощью дополнительного программного обеспечения компьютеры могут автоматически применять технологию обрезки и перемещения видео. Программное обеспечение для редактирования видео, как правило, достигает эффекта путем обрезки или масштабирования полноразмерного видео и динамической покадровой стабилизации. Такое программное обеспечение — это:

• В Adobe Premiere
• Final Cut Pro
• Sony Vegas С‚.Рґ.

Пример автоматического эффекта стабилизации

Чтобы стабилизировать дрожащее видео, нужно вырезать разделы видео на границах, которые «крутятся» вокруг каждого основного объекта и фона. В результате — видео выглядит более стабильным. Это оптическая иллюзия: изображения настраивается, чтобы компенсировать дрожание. Результат — вы видите «гладкое» видео.

Подобно оптической стабилизации изображения, программное обеспечение для последующей обработки становится все дешевле и более распространено. Можно даже использовать бесплатную встроенную стабилизацию. Например, встроенные в некоторые платформы, такие как YouTube и Instagram. Существует ограничение, насколько эффект может быть применен. Ограничение связано с увеличением масштаба видео, чтобы компенсировать дрожание камеры. Чем больше вы увеличите масштаб изображения, тем ниже будет качество конечного видео.

Автоматическая стабилизация видео при его записи

Оптическая и цифровая стабилизация изображения

Рмея продвинутое программное обеспечение, которое обнаруживает части изображения Рё РёС… движение, РІС‹ можете автоматически стабилизировать видео уже РїСЂРё его записи. Программное обеспечение записывает изображение РЅР° датчик камеры для каждого кадра. РћРЅРѕ автоматически определяет, как камера дрожит РїРѕ отношению Рє РѕСЃРЅРѕРІРЅРѕРјСѓ объекту Рё фону. После, обрезает видео РґРѕ нужного размера.

Стабилизация цифрового изображения — это использование инструментов обрезки видео. Автоматически и сразу. Без необходимости дополнительного программного обеспечения после записи видео.

Такая технология не нуждается в каких-либо дополнительных движущихся частях и механизмов объектива. Это делает ее более дешевой в производстве. Она не так  эффективна, как оптически стабилизированная линза. Требует более совершенной компьютеризированной обработки для применения инструментов обрезки в реальном времени. Однако. при правильной комбинации аппаратного и программного обеспечения — эффекты могут быть замечательными.

Видео новейших технологий стабилизации цифровых изображений в новой серии GoPro 7 .

Стабилизация электронного изображения

Оптическая и цифровая стабилизация изображения

GoPro 7, как и его предшественники, не имеет каких-либо движущихся частей стабилизации в самой камере. Видео не было стабилизировано дополнительным программным обеспечением, таким как Premiere или Final Cut. Все это видео снимается непосредственно с камеры. При этом автоматически применяется обрезка, чтобы компенсировать дрожание и вибрацию. Это не идеально — но достаточно, чтобы полностью удалить тряску с велосипеда, идущего вниз по лестнице. Это впечатляющее улучшение по сравнению с нестабильной камерой без затрат или времени. GoPro имеет встроенную цифровую стабилизацию изображения. Она доступна и на других камерах.

Цифровая стабилизация изображения также может применяться и к видео на телефонах. Google использовал только программную систему. Она называется «EIS» или «стабилизация электронного изображения». Сегодня большинство телефонов высокого класса имеют небольшой уровень цифровой стабилизации. Samsung отмечает, что в Galaxy Note 8, Galaxy S9 и Galaxy S9 + одновременно используются оптическая и цифровая стабилизация изображения. При этом, существует большой минус для цифровой стабилизации изображения. В отличие от системы оптической стабилизации, она не может применяться к неподвижным изображениям. Поскольку цифровая стабилизация изображения основана на обрезке серии неподвижных кадров — она просто не работает ни на одном из них.

Оптическая и цифровая стабилизация изображения

Читать еще:

20.08.2015

Стабилизация изображения (Image Stabilization, IS) — метод снижения размывания на фотографиях путем автоматического смещения линз камеры для компенсации смещения или вибрации самой камеры в процессе съемки. Оптическая стабилизация изображения (Optical Image Stabilization, OIS) — то, чего пользователи ожидают от флагманских смартфонов. Этот метод обеспечивает великолепные фотографии и видеоролики. Существуют два распространенных метода стабилизации изображений — программная электронная (Electronic Image Stabilization, EIS) и аппаратная оптическая. О том, что дает смартфонам оптическая стабилизация изображения можно понять на примере новых Samsung Galaxy S6.

Особенности двух основных методов стабилизации изображения были рассмотрены ресурсом Ubergizmo в заметке «What Is Image Stabilization?». Оптическая стабилизация изображения и то, как она работает, было проиллюстрировано видеороликом. Ведь пользователи порой обращают внимание только на «мегапиксельность» сенсора камеры смартфона, забывая о других не менее, а порой и более важных ее характеристиках, к которым в том числе относится и применяемая технология стабилизации изображения.

Оптическая стабилизация изображения устраняет весьма распространенную проблему — размытость изображения, вызванную смещением или дрожанием камеры в процессе съемки.

Впрочем, если устройство сильно трясется, то даже OIS поможет лишь в определенной степени. И важно понимать, что стабилизация изображения никак не препятствует дрожанию камеры как таковому, а лишь частично нейтрализует его последствия.

Электронная стабилизация изображения использует комплексный программный алгоритм улучшения качества изображения. Оптическая же является аппаратным решением. Необходимый результат достигается путем регулировки оптического пути сенсора изображений посредством перемещения или наклона объектива для компенсации или нейтрализации движения пользователя. Используются два метода. Ранее применялось изменение положения объектива. Более современный метод состоит в смещении всего модуля, благодаря чему и достигается стабилизация фотографии.

Причиной появляющегося на фотографиях размывания является смещение оптического пути между фокусирующими линзами и центром сенсора изображений. В методе со смещением линз только линзы в модуле камеры способны совершать небольшие смещения в противовес изменению оптического пути. Второй метод предполагает смещение всего модуля, в том числе и сенсора изображений и линз.

Для коррекции смещения оптическая стабилизация изображения использует различные сенсоры, определяющие смещение по осям координат X/Y. Сенсоры также определяют наклонное смещение и отклонение. Все собранные данные используются для того, чтобы вычислить, насколько велико изменение положения линз, необходимое для того, чтобы оптический путь точно соответствовал центру сенсора изображений.

Электронная стабилизация изображения достигает похожего результата, но, к сожалению, за счет качества изображения (например, обрезая фрагменты исходного изображения). Оптическая же снижает размывание, не влияя на качество исходного изображения. Возможно одновременное использование обеих стабилизирующих изображение технологий. Преимуществом электронной стабилизации является то, что для его функционирования требуется только программное обеспечение, а OIS нуждается в дополнительных аппаратных компонентах камеры. Поэтому оптическая стабилизация — более дорогое решение.

Интерес пользователей к камерам своих смартфонов постоянно растет. Это теперь один из важнейших элементов умного телефона, и производители постоянно оснащают ее все новыми и новыми возможностями. Не исключено, что вскоре пользователям Android-девайсов будет предоставлен простой способ обработки RAW-фотографий. Именно отсутствие оптической стабилизации изображения — одна из основных причин невысокой популярности в целом замечательного смартфона . Не исключено, что в случае ее появления в M10 пользователи вновь обратят свое внимание на флагманские телефоны HTC.

Какие характеристики камеры смартфона, помимо разрешения ее сенсора и наличия оптической стабилизации изображения, вы считаете наиболее важными?

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.

Оптическая стабилизация OIS быстро зарекомендовала себя как эффективное решение и другие производители фотоаппаратов начали создавать собственные варианты данной технологии. Так появились такие системы оптической стабилизации как:

• 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.);

—>