Электронная (EIS) и оптическая стабилизация (OIS): различия при использовании

Оптическая стабилизация или электронная и алгоритмы машинного обучения. Дорогая технология или более дешёвая и развивающаяся бешеными темпами. Пытаемся разобраться, чем они отличаются, какие есть плюсы и минусы у обеих.

Сегодня мы поговорим о теме, которая беспокоит многих любителей мобильной фотографии. Речь пойдет о стабилизации изображения во время фото и видеосъёмки. Её можно добиться с помощью системы EIS или OIS. Обе технологии позволяют делать четкие фотографии, даже если в момент съемки было сделано несколько неловких движений.

Бывают случаи, когда мы уверены, что наши руки не дрожали во время фотосъемки, но по факту фотография получается размытой, включая все виды нежелательных динамических спецэффектов. Это самая распространенная проблема, даже если наши руки были неподвижны. К счастью, производители камер и заинтересованные стороны уже давно приняли это во внимание.

В результате мы получили постоянно рекламируемую функцию, которую теперь можно найти практически в любой камере смартфона.

Сейчас в смартфоностроении используют один из двух подходов: оптической стабилизации изображения, так называемой OIS или электронной стабилизации изображения — EIS. В этой статье мы попытаемся ответить на вопрос: «Что лучше EIS или OIS?»

Такие статьи мы постоянно публикуем для наших читателей в Telegram. Вы уже подписались на канал? Это бесплатно 😉

Электронная стабилизация изображения (EIS)

Как и в случае с большинством технологических проблем, у нас есть два метода решения: либо улучшить программу, либо позволить программному обеспечению быть таким, какое оно есть. Электронная стабилизация изображения, как следует из названия, идет по первому пути. Используйте программное обеспечение для стабилизации ваших фотографий и видео. Каждая камера имеет компонент, известный как прибор с зарядовой связью (CCD). Оно представляет собой не что иное, как набор фотодатчиков. Свет объекта падает на эти датчики, и они преобразуют оптические сигналы в электрические (цифровые) сигналы для дальнейшей обработки камерой.

Процессор обработки изображений в случае EIS принимает части изображений и сравнивает их со следующими. Он тщательно определяет, было ли случайное движение или встряхивание, и вносит необходимые исправления в выбранные части изображения, тем самым обеспечивая ощущение стабильности. Но для того, чтобы в мгновение ока получить идеальную фотографию все же придется кое — чем пожертвовать. Чтобы быстро вычислить стабильное изображение, придется лишиться нескольких кадров и, в свою очередь, потерять качество. EIS приводит к некоторой степени деградации в полученном изображении. Современные линзы компенсируют это снижение качества, совершенствуя разрешение настолько, что оно едва заметно.

 

Помимо проблемы качества, EIS имеет еще один недостаток. Это не очень «умный» метод. За последние несколько лет он, безусловно, прошел долгий путь развития, но, как правило, он глуп и не может отличить непреднамеренное движение от намеренного. Google работает над этой проблемой, и Google Pixel 2 уже позволяет улучшить эту систему с помощью вычислительного программирования машинного обучения.

Оптическая стабилизация изображения (OIS)

Для стабилизации фотографий и видео оптическая стабилизация изображения использует метод аппаратного улучшения. Система OIS работает иначе, чем EIS. Эта система помещает стеклянную призму перед объективом камеры, чтобы «согнуть» изображение, перемещенное назад.

Призма с переменным углом представляет собой простую стеклянную пластину, которая чередует сильфоны. Вся система действует как динамическая призма. Камера с переменным углом движется в направлении, параллельном плоскости изображения. Гироскоп и другие датчики используются, чтобы знать, когда происходят эти случайные толчки и компенсировать движение с помощью оборудования. Камеры двигают для того, чтобы приспособиться и отменить нежелательное движение. В этом суть всех разновидностей системных методов OIS. Поскольку вся стабильность исходит от манипуляций в реальном времени и изгиба света, ухудшения качества изображения не происходит.

Система OIS кажется наиболее выигрышной, так как она хорошо работает в условиях низкой освещенности. Поскольку стабилизация основана на оптических, а не на электрических сигналах, оптическая стабилизация изображения часто является лучшим вариантом.

Итак, что лучше, EIS или OIS?

Система EIS совершенствуется с помощью машинного обучения. OIS так же хорош, как и всегда. Основным недостатком EIS является то, что он ухудшает качество изображения, но это не имеет большого значения, если на вашем смартфоне есть датчик высокого разрешения, что сейчас уже на всех устройствах.

В случае со смартфонами разница между EIS и OIS сокращается. Лучше всего выбрать смартфон, оснащенный OIS. Эта система наиболее широко используется в смартфонах высокого «премиум» класса, которые лидируют в фотографии.

Впрочем, мы сейчас видим, насколько активно развиваются нейросети и алгоритмы искусственного интеллекта. Так что не исключено, что уже в ближайшее время EIS догонит OIS по качеству работы.

Источник: Xiaomi4mi. 👍 / 👎

Тогда можно поддержать её лайком в соцсетях. На новости сайта вы ведь уже подписались? 😉

Или закинуть денег на зарплату авторам.

Или хотя бы оставить довольный комментарий, чтобы мы знали, какие темы наиболее интересны читателям. Кроме того, нас это вдохновляет. Форма комментариев ниже.

Что с ней так? Своё негодование вы можете высказать на [email protected] или в комментариях. Мы постараемся учесть ваше пожелание в будущем, чтобы улучшить качество материалов сайта. А сейчас проведём воспитательную работу с автором.

Если вам интересны новости мира ИТ также сильно, как нам, подписывайтесь на наш Telegram-канал. Там все материалы появляются максимально оперативно. Или, может быть, вам удобнее «Вконтакте» или Twitter? Мы есть также в Facebook.

Автор: Юлия Ляхова

Читайте нас где удобно

Ещё на эту тему было

Для тех, кто долистал

Ай-ти шуточка бонусом. — Пользователи Android, какой ваш любимый аксессуар для смартфона? — Зарядка!

Что дает оптическая стабилизация на примере Samsung Galaxy S6 и HTC One M9

Камеры в смартфонах для многих играют огромную роль. Конечно, гикам и любителям поиграть качество съемки задней камеры не столь важно, однако когда речь заходит о флагманах, не должно быть компромиссов. Каждая деталь, каждый модуль смартфона должен быть лучшим из всех предложений на рынке. Впрочем, не все компании прибегают к подобным взглядам и всё же ищут компромиссы, одной из таких стала HTC. Она оставила камеру своего смартфона без оптической стабилизации, что привело к плачевным результатам.

Оптическая стабилизация — это один из главнейших параметров качественной и профессиональной съемки. Особенно хорошо оптическая стабилизация помогает при фотографировании в условиях слабой освещенности при больших выдержках, а также в ситуациях, когда девайс подвергается дрожанию (шевелёнке), что в случае отсутствия стабилизации приводит к некачественным, смазанным фотографиям и трясущимся видеозаписям.

Сам механизм оптической стабилизации представляет собой датчик-стабилизатор, который корректирует движение линзы таким образом, чтобы при шевелёнке движение объектива компенсировалось противоположным движением линзы, что приводит к небольшой стабилизации изображения во время съемки, а также снижает степень размазанности снимка. Другими словами, оптическая стабилизация заменяет пользователю штатив, но лишь в некотором диапазоне значений выдержки.

Каждая компания, как правило, имеет собственную технологию оптической стабилизации, но в целом все они очень схожи.

В случае со смартфонам мы имеем дело с рынком, для которого потребность в оптической стабилизации не столь высока, ведь основная цель смартфона совершать звонки. Например, в iPhone 6 всё еще используется электронная стабилизация, а в iPhone 6 Plus уже оптическая. Однако в случае с Android хорошим примером станут HTC One M9 и Samsung Galaxy S6.
На первый взгляд, 20,7-Мп камера M9 выглядит внушительнее в сравнении с 16-Мп в S6. Однако отсутствие стабилизации может привести к очень неожиданным результатам:

На видео видно, что использовался зум изображения, дабы в полной мере почувствовать разницу между наличием и отсутствием стабилизации. Если вы не желаете носить с собой штатив, One M9 — не лучший выбор.

Ощутили ли вы на собственном опыте значимость оптической стабилизации? Следует ли уделять столь пристальное внимание данному параметру камеры девайса?

По материалам phonearena

Топ смартфонов с оптической стабилизацией: лучшие модели

Оптическая стабилизация в смартфоне является синонимом того, что перед вами находится устройство с довольно серьезной камерой. Если вы часто снимаете или ведете фото- или видеоблог при помощи камер смартфона, без оптической стабилизации не обойтись. В нашем топе поговорим о тех моделях, в которых предусмотрена OIS и которые позволят создавать достойный контент практически в любых условиях. Время прочтения — 8 минут.

В МАГАЗИН

Зачем нужна оптическая стабилизация

Камеры в смартфонах с каждым годом становятся все более продвинутыми и очень многое заимствуют у профессиональной фотоаппаратуры. Собственно, оптическая стабилизация (OIS) перекочевала в смартфоны именно оттуда. Она фактически является механическим нивелиром, который компенсирует дрожание рук во время съемки фото и видео. В результате кадры получаются значительно более четкими (особенно во время ночной съемки или съемки с небольшой выдержкой), а в видео, снятым на ходу, сглаживается движение оператора. Если проводить аналогию, то OIS можно назвать встроенным в камеру смартфона «штативом», который обеспечит более плавную съемку роликов и фотографий.

У оптической стабилизации есть программный аналог — электронная стабилизация или EIS. Однако программное решение не может обеспечить такой же результат, как физическое. К слову, многие смартфоны с добротными камерами оснащаются обеими технологиями (OIS+ EIS) для улучшения качества съемки. Стоит отметить, что присутствие оптической стабилизации удорожает производство смартфона и по-прежнему остается привилегией флагманов или очень продвинутых среднячков, которые и попали в сегодняшнюю подборку.

Huawei P40

КУПИТЬ

Камеры флагманов Huawei можно назвать предметом их гордости. В Huawei P40 основная камера состоит из трех сенсоров: ведущего на 50 Мп (f/1.9), широкоугольного на 16 Мп (f/2.2) и телеобъектива на 8 Мп (f/2.4). Фишкой камеры является зум — 8-мегапиксельный сенсор обеспечивает 3-кратный оптический и 5-кратный гибридный зум, а также дает возможность делать детализированные снимки при 30-кратном увеличении.

Макрорежим подразумевает съемку на расстоянии от объекта от 2,5 см. Стабилизация обеспечивается не только оптикой, но и задействованием технологий на базе искусственного интеллекта — AIS. При этом поддерживается съемка видео в разрешении 4К при 60 fps. Фронтальная камера, которую разместили в отверстии в левом верхнем углу дисплея, представлена 32-мегапиксельным сенсором (f/2.0) с инфракрасным датчиком и съемкой видео до 4К.

Остальные параметры Huawei P40 тоже соответствуют его позиционированию. Работает смартфон на базе родного Kirin 990 с поддержкой 5G (2×Cortex-A76 2,86 ГГц, 2×Cortex-A76 2,36 ГГц и 4×Cortex-A55 1,95 ГГц) и с графическим ускорителем Mali-G76. Оперативной памяти 8 ГБ, а постоянной — 128 ГБ с возможностью расширения NanoSD до 256 ГБ. Программная часть представлена интерфейсом EMUI 10.1 на базе Android 10.

Стеклянный корпус смартфона имеет класс защиты от пыли и воды IP53. 6,1-дюймовый OLED-дисплей получил разрешение FHD+, 422 ppi и, в лучших традициях современных смартфонов, наэкранный сканер отпечатков. Беспроводные технологии в полном комплекте, включая NFC и поддержку Wi-Fi 6, правда, в отличие от Pro-версии флагмана, в P40 нет беспроводной зарядки. Аккумулятор здесь на 3800 мАч, а также есть поддержка быстрой зарядки Huawei SuperCharge 22,5 Вт.

Samsung Galaxy S20

КУПИТЬ

От топовых устройств Samsung всегда ждут добротных камер, и южнокорейская компания из поколения в поколение ожидания оправдывает. В базовом Galaxy S20 тыльных камер три. Основной сенсор имеет разрешение 64 Мп (апертура f/1.8, 4-в-1, съемка видео в 8К 24 fps), а широкоугольный и телеобъектив — по 12 Мп каждый со светосилой f/2.0 и f/2.2 соответственно. Так же, как и Huawei P40, Galaxy S20 позволяет делать кадры при 30-кратном увеличении и имеет 3-кратный гибридный зум.

Приложение камеры предусматривает режим Single Take, который делает серию снимков в разных форматах. Для этого нужно удерживать смартфон на протяжении 10 с, и благодаря оптической стабилизации кадры получаются четкими. Фронталка здесь на 10 Мп с апертурой f/2.2 и разместилась она вверху дисплея без вырезов.

Galaxy S20 удостоился 6,2-дюймового Dynamic AMOLED 2X-дисплея с разрешением Quad HD+, впечатляющей плотностью пикселей 563 ppi, частотой обновления в 120 Гц и поддержкой HDR10+. Корпус, изготовленный из стекла и металла, имеет максимальную защиту от пыли и воды IP68. Аккумулятор имеет емкость 4000 мАч, есть поддержка быстрой (25 Вт), беспроводной и реверсивной зарядки.

В нашем регионе гаджет управляется фирменным Exynos 990 с максимальной тактовой частотой до 2,73 ГГц, а за графику отвечает Mali-G77 MP11. Флагман предлагает 8 ГБ ОЗУ и 128 ГБ ПЗУ, поддерживает карты памяти до 1 ТБ и оснащен полнейшим набором беспроводных интерфейсов.

Apple iPhone 11

КУПИТЬ

В противовес компаниям, выпускающим смартфоны на Android, Apple не гоняется за цифрами в технических характеристиках. Что, впрочем, не мешает ей быть одним из лидеров на рынке мобильных устройств. И к камерам это тоже относится. На фоне конкурентов из лагеря Android, в котором часто встречаются гаджеты с камерами по 64 и даже 108 Мп, Apple устанавливает в свои флагманы более скромные в числовом эквиваленте модули. В этом компания из Купертино не изменяет своим принципам, ведь количество не всегда равно качеству.

iPhone 11 имеет в своем арсенале пару «скромных» 12-мегапиксельных сенсоров. Основной имеет апертуру f/1.8, 2-кратный оптический зум на уменьшение и 5-кратный цифровой зум, оптическую стабилизацию и позволяет снимать 4К-ролики при 60 fps, а широкоугольный модуль с равнозначным разрешением — f/2.4 и угол обзора 120°. Фронтальная камера, которую разместили в узнаваемой «брови», не уступает по характеристикам задней: здесь тоже установлен сенсор на 12 Мп (f/2.2) и видео можно снимать в разрешении 4К (60 fps).

Внутри у iPhone 11 6-ядерный (2×2,65 ГГц, 4×1,8 ГГц) A13 Bionic, компанию которому составляет графический процессор М13. Модификаций у флагмана три: 64, 128 или 256 ГБ флеш-памяти, при этом объем ОЗУ одинаков — 4 ГБ. Предусмотрен Wi-Fi (включая Wi-Fi 6), Bluetooth 5.0, NFC, работа со спутниковыми системами GPS и ГЛОНАСС, а также поддержка беспроводной зарядки.

Аккумулятор с емкостью 3046 мАч обеспечивает до 17 часов просмотра видео, а благодаря быстрой зарядке полный заряд займет около часа. IPS-матрица имеет диагональ 6,1 дюйма, разрешение 1792×828 и 326 ppi, а за ее сохранность отвечает защитное 2,5D-стекло. Корпус, как обычно, имеет стандарт влаго- и пылезащиты IP68, а защита личной информации представлена технологией Face ID.

Oppo Reno 3 Pro

КУПИТЬ

Несмотря на то, что Oppo Reno 3 Pro относится, скорее, к продвинутым среднячкам, нежели к флагманам, многие топовые функции в нем есть, включая оптическую стабилизацию. Например, в базовом Reno 3 она не предусмотрена. К слову, стабилизация в «прошке» гибридная и объединяет в себе как аппаратную, так и программную.

Pro-версия оснащена четырьмя модулями основной камеры: 48 Мп (f/1.7, 1/2.0′, 0.8um, OIS, 4-в-1), 8 Мп с широким углом обзора (f/2.2, 1/3,2′, 1,4um), телеобъектив на 13 Мп (f/2.4) и датчик глубины на 2 Мп (f/2.4, 1/5.0′, 1.75um). Гибридный 5-кратный зум применим не только для фото, но и для видео (разрешение до 4К, 30 fps). Камера для селфи при этом располагает 32-мегапиксельным сенсором с апертурой f/2.4, но при этом максимальное разрешение для видео составляет 1080р, 30 fps.

Дисплей Reno 3 Pro представлен 6,5-дюймовой AMOLED-матрицей с разрешением 2400×1080, 402 ppi, частотой обновления 90 Гц и шустрым наэкранным сканером. Управляется смартфон Snapdragon 765G с максимальной тактовой частотой 2,4 ГГц, постоянной памятью 256 ГБ (без возможности расширения) и оперативной 12 ГБ, чем не каждый флагман может похвастаться. Беспроводные технологии в полном комплекте, однако зарядка без проводов не предусмотрена. Аккумулятор здесь на 4025 мАч, а быстрая зарядка VOOC Flash Charge 4.0 позволяет полностью зарядить смартфон менее чем за час.

Vivo X50

КУПИТЬ

В недавно вышедшей линейке смартфонов X50, как это и присуще флагманским сериям, много внимания уделили камерам. В Vivo X50 основной модуль тыльной камеры IMX598 имеет разрешение 48 Мп с апертурой f/1.6 и оснащен 4-осевым стабилизатором с мотором закрытого типа. К нему прилагается портретный объектив на 13 Мп (f/2.46), широкоугольник на 8 Мп с углом обзора 120° и светосилой f/2.2 и датчик для макросъемки на 5 Мп (f/2.48), который позволяет фокусироваться на объектах от 1,5 см.

Автоматическая фокусировка дает возможность фокусироваться на любом движущемся объекте, а функция Autozoom поможет «следить» за ним и всегда размещать его в центре. Присутствует 20-кратный цифровой зум, а видео снимается в формате до 4К. Камера для селфи в свою очередь представляет собой 32-мегапиксельный модуль со светосилой f/2.45.

Движущей силой смартфона является Snapdragon 730 (до 2,2 ГГц) с Adreno 618. Здесь 8 ГБ оперативной и 128 ГБ постоянной памяти, поддержка Wi-Fi 2,4 и 5 ГГц, Bluetooth 5.1, NFC и комплект навигационных систем. Емкость аккумулятора составила 4200 мАч, а технология быстрой зарядки 33 Вт заряжает смартфон на 58% за полчаса. Дисплей в X50 AMOLED с диагональю 6,56 дюйма, разрешением FHD+ и 398 ppi, который предусматривает оптический сканер отпечатков на экране.

Xiaomi Mi 10 Pro

КУПИТЬ

Кроме того, что флагман Xiaomi 2020 удивил по многим параметрам, в плане съемки Mi 10 Pro тоже есть чем похвастаться. Тыльная камера состоит из 4 модулей, среди которых основную роль играет 108-мегапиксельный «монстр» (f/1.69, 1/1.33″, 0,8 мкм) с OIS и возможностью снимать видео в 8К (30 fps). Дополняет его портретный сенсор на 12 Мп (f/2.0, 1,4 мкм) с 2-кратным оптическим зумом, широкоугольник на 20 Мп (117°, f/2.2) и 8-мегапиксельный зум-объектив с гибридным 10-кратным увеличением (f/2.0, 1 мкм, OIS). Селфи-камера имеет модуль на 20 Мп (f/2.0).

Внутри смартфона топовый Snapdragon 865 (1×2,84 ГГц, 3×2,42 ГГц, 4×1,8 ГГц) с Adreno 650, 8 ГБ ОЗУ и 256 ГБ постоянной памяти, а также полный комплект актуальных беспроводных интерфейсов. AMOLED-дисплей на 6,67 дюймов (2340×1080, 386 ppi) имеет частоту обновления 90 Гц и наэкранный дактилоскопический датчик. Аккумулятор насчитывает 4500 мАч, есть поддержка быстрой (50 Вт, полный заряд за 45 минут), беспроводной (30 Вт) и реверсивной (10 Вт) зарядки.

Sony Xperia 1

КУПИТЬ

Прошлогодний флагман Sony с неброским названием Xperia 1 прославился своим дизайном и удостоился двух довольно почетных наград в этой сфере — iF Design Award и Red Dot. Однако в наш топ он попал не за эти заслуги, а за то, как реализованы его камеры. Не зря над софтом камеры работали в CineAlta — подразделении Sony, которое занимается профессиональной кинематографической аппаратурой.

Все сенсоры здесь равнозначны по разрешению, однако отличаются по характеристикам и играют разные роли. Основной 12-мегапиксельный модуль (1/2,6 дюйма, 1,4 мкм, фокусное расстояние 26 мм) имеет апертуру f/1.6, угол обзора 78°, широкоугольный сенсор при тех же 12 Мп (1/3,4, 1,0 мкм, 16 мм, f/2.4) «видит» под углом 130°, а телеобъектив (12 Мп, 1/3,4, 1,0 мкм, 52 мм, f/2.4) оснащен 2-кратным оптическим зумом с углом обзора 45°. Стабилизация в Xperia 1 гибридная, а также предусмотрен алгоритм четкой фокусировки на глазах. Видео снимается в 4К и в кинематографическом формате 21:9.

Фишкой смартфона является приложение Cinema Pro, которое позволяет вручную выставлять настройки для видео и добиваться качества съемки на довольно высоком уровне. А еще при помощи камеры Xperia 1 можно создавать 3D-модели из практически любых объектов. Селфи-камера, располагая 8 Мп (f/2.4, 1/4 дюйма, 1,12 мкм), имеет приличный угол обзора 84° — больше, чем у основного сенсора на тыльной камере.

Смартфон получил 6,5-дюймовую OLED-матрицу с соотношением сторон 21:9, разрешением 1644×3840, рекордной плотностью пикселей 643 ppi, а также режимом Creator с цветопередачей, как в программных мониторах. Сканер отпечатков совместили с кнопкой питания, а стандарт защиты Xperia 1 — IP65/IP68. Управляется камерофон Snapdragon 855 (до 2,84 ГГц), а графику поддерживает Adreno 640. Оперативной памяти добавили 6 ГБ, постоянной — 128 ГБ, поддерживаются microSD до 512 ГБ. Беспроводные подключения подразумевают двухдиапазонный Wi-Fi, NFC, Bluetooth 5.0 и работа с самыми распространенными спутниковыми системами. Аккумулятор на 3300 мАч и быстрая зарядка (USB PD) тоже на месте.

ЧИТАЙТЕ В TELEGRAM

Также по теме:

В смартфонах появится 5-осевая оптическая стабилизация | Блоги

В рамках проведенной компанией OPPO онлайновой презентации своих перспективных разработок в сфере мобильной фотографии было объявлено о выводе на рынок в начале следующего года смартфона с камерой, оснащенной 5-осевой оптической стабилизации.

Технология  5-осевой оптической стабилизации была одной из четырех объявленных OPPO разработок, но я решил именно на ней сделать основной акцент, так как, на мой взгляд, современной мобильной фотографии больше всего не хватает полноценной стабилизации. Все же съемка с рук, да еще и, зачастую, в движении – это как раз наиболее распространенный сценарий использования камеры в смартфонах. А это вносит очень сложно устранимые ныне существующими системами стабилизации искажения в фотографии или в видео.

Во время презентации OPPO был приведен пример съемки с помощью новой камеры с поддержкой 5-осевой оптической стабилизации, когда оператор сам находился на скейте и при этом снимал своего товарища, выполняющего головоломные трюки. И стоит признать, что результат получился действительно впечатляющий.

Суть технологии 5-осевой оптической стабилизации в реализации OPPO заключается в том, что подвижными являются и линзы, и матрица. Если распознаваемые гироскопом движение незначительно, изображение стабилизируется в основном только благодаря сдвигу линзы, охватывающей горизонтальное (X) и вертикальное (Y) смещение. Но если амплитуда движения сравнительно большая, для оптической стабилизации уже задействуют смещение датчика, включая горизонтальное смещение (x), вертикальное смещение (y) и вращение, а также алгоритм компенсации для достижения стабилизации по пяти осям. Это обеспечивает максимальный угол стабилизации ±3°, что в три раза больше, чем при использовании на мобильных устройствах традиционной технологии OIS. При этом датчик также может смещаться с точностью до 2 мкм.

Заявлено, что запатентованные алгоритмы OPPO значительно улучшают стабильность, четкость и цветопередачу при съемке в ночное время или в движении, а также увеличивают компенсацию вибрации до 65%. Смартфоны OPPO получат пятиосевую оптическую стабилизацию с первого квартала 2022 года.

Еще одна интересная разработка – оптическая система камеры с непрерывным изменением фокусного расстояния в пределах 85–200 мм без потери качества. В конструкции базового структурного модуля впервые используется технология линз G + P (стекло + пластик), представляя две ультратонкие высокоточные асферические стеклянные линзы. А использование туннельного датчика магнитосопротивления (TMR датчик) позволяет линзам двигаться в модуле камеры более стабильно и точно. модернизированный двигатель с направляющим валом увеличивает динамический наклон, при котором система линз может перемещаться, легко поддерживая непрерывное оптическое масштабирование без потери качества при более высоком увеличении.

Такое решение поддерживает непрерывный оптический зум при эквивалентных фокусных расстояниях от 85 мм до 200 мм. Его преимуществом перед камерами, в состав которых входит несколько модулей с различными фокусными расстояниями, является отсутствие таких проблем, как скачки, неточность баланса белого или искажение цвета. Кроме того, оно обеспечивает четкие изображения при любом уровне увеличения, от крупного плана и портретов до пейзажей, без необходимости кадрирования.

В презентации OPPO было также объявлено о разработке RGBW-сенсора нового поколения. Его суть заключается в дополнении традиционной RGB-триады субпикселями белого цвета, что позволяет существенно увеличить светочувствительность. Поэтому новый сенсор, в отличие от предшественников, улавливает на 60% больше света, достигая шумопонижения на 35% и позволяя получать более четкие и яркие изображения в условиях низкой освещенности.

Отмечается, запатентованный OPPO алгоритм пикселей «4-в-1» помогает существенно улучшить цветовые характеристики датчика, предотвратив такие проблемы, как неточная передача цвета и муаровые узоры. А передовая технология изоляции пикселей DTI и обработка DeepSi устраняют субпиксельные перекрестные помехи и улучшают качество изображения. Смартфоны OPPO будут оснащать новым датчиком уже с четвертого квартала 2021 года.

Четвертой объявленной на этом мероприятии технологией стала подэкранная камера, на которой уже останавливались в этом блоге. И поскольку дополнительных подробностей не было объявлено, отсылаю к уже опубликованному материалу.

16 ноября масштабная конференция Dell Technologies Forum!

Два метода оптической стабилизации изображения. Что такое оптическая стабилизация в смартфонах

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.

Наверняка, каждый из нас слышал о том, что существует такое понятие, как стабилизация камеры. Как и почти мифические, но так популярные ныне режимы 4К, Protune, мало кто действительно понимает, что такое стабилизация, как она работает, и нужна ли стабилизация .

Давайте разберемся вместе.

Что такое стабилизация? Стабилизация изображения — это технология, применяемая в фото- и видеосъёмке, которая предотвращает смазывание изображения. Так называемая «шевеленка» на фото и видео — враг всех фотографов и операторов. Когда камера находится в руках, неизбежно смазывание кадра из-за неустойчивого положения рук, или любого движения оператора — ходьбы, бега, езды на велосипеде и т.д.

Стабилизированное изображение — это четкая картинка или плавное видео, без смазанных и размытых элементов.

Какая бывает стабилизация?

В современных камерах стабилизация бывает двух типов — цифровая и оптическая.

Цифровая стабилизация — программная технология, работающая с процессором камеры. Не предполагает использование в корпусе каких-либо дополнительных устройств. В действительности это работает так: снимается изображение большее по размеру, чем видимая часть фото, при смещении камеры видимая область изображения смещается вместе с камерой. До границ фактически снятого изображения. На матрице это выглядит так:

То, что видим мы без цифровой стабилизации:

То, что мы видим при включении стабилизации:

Таким образом, цифровая стабилизация обрезает видимое изображение по периметру примерно на 10%, и вы получаете стабилизированное изображение без эффекта смазанного кадра.

Оптическая стабилизация — технология, при которой линзы в объективе камеры смещаются в сторону, противоположную движению камеры. То есть, стабилизация достигается за счет того, что оптика камеры устраняет причину смазывания изображения.

Оптическая стабилизация показывает более высокие результаты, чем цифровая. Технология не влияет на качество фотографии и хорошо работает при любом увеличении (зуме). Но из-за нее неизбежно увеличение размера камеры, энергопотребления и ее стоимости.

Какая стабилизация применяется в камерах GoPro?

Карпухин И. В.

В статье исследуются способы стабилизации изображения. Рассмотрены основные технические характеристики, а также достоинства и недостатки разных способов.

Ключевые слова: стабилизация изображения, оптический стабилизатор, цифровой стабилизатор.

Введение

Современные требования, предъявляемые к оптическим приборам, сводятся в основном к сочетанию двух противоречащих друг другу характеристик: высокого углового разрешения и минимальной массы и габаритных размеров прибора. Эти требования сохраняются также для аппаратуры, работающей в условиях подвижного или недостаточно устойчивого основания. Для сохранения потенциальных возможностей оптических приборов в области разрешающей способности чаще сего используют различные дополнительные механические устройства, снижающие влияние движения основания на качество изображения. Такие устройства называют системами стабилизации изображения.

1 Способы стабилизации изображения

Существует два основных способа стабилизации изображения: оптический и цифровой (электронный). Электронная стабилизация изображения использует комплексный программный алгоритм улучшения качества изображения. Оптическая же является аппаратным решением.

1.1 Оптическая стабилизация изображения

Оптический стабилизатор состоит из двух элементов: детектора движения – системы гироскопов, которые фиксируют перемещение прибора в пространстве, и компенсирующей линзы. Принцип действия таков: компенсирующая линза в объективе смещается в противоположном направлении от зарегистрированного датчиком смещения. В результате лучи света на всех кадрах попадают в одну и ту же область на светочувствительной матрице. Снятие показаний с детектора происходит чаще, чем считывание данных с матрицы, и линза успевает скорректировать свое положение еще до снятия изображения с матрицы. Благодаря этому не возникает ни сдвигов изображения между кадрами, ни размытости в рамках одного кадра.

Одним из минусов оптического стабилизатора является использование при его производстве дорогостоящих и сложных механических элементов. Кроме того, наличие оптической группы из нескольких элементов может сказаться на светосиле объектива, то есть на способности обеспечивать тот или иной уровень освещенности изображения при данной яркости объекта.

В общем случае оптические стабилизаторы делятся на два вида: первые перемещают весь прибор на подвижном основании, вторые перемещают оптические элементы внутри прибора. В последних для стабилизации оптического изображения обычно применяются следующие элементы.

Зеркала. Для изменения направления визирного луча может быть использовано плоскопараллельное зеркало с внутренним или наружным отражающим покрытием. Чтобы повернуть линию визирования на заданный угол, зеркало поворачивают на половинный угол.

Клинья. Для малого отклонения визирного луча при значительном механическом перемещении применяются преломляющие оптические клинья. Два одинаковых клина, поворачивающихся в разные стороны на одинаковые угла, образуют клин с переменным углом отклонения луча.

Куб-призма. Состоит из двух прямоугольных призм, склеенных гипотенузными гранями, на которых имеются отражающие покрытия. Куб-призма дает возможность изменения направления визирного луча больше, чем на 180˚.

Призма Дове , или призма прямого зрения. Эта призма оборачивает оптическое изображение сверху вниз. Призмой Дове пользуются для того, чтобы вращать изображение вокруг оси визирования.

Призма Пехана. Поскольку призма Дове имеет значительную длину, то в компактных устройствах для вращения изображения используют призму Пехана, представляющую собой склейку призмы Шмидта и полупентапризмы. Призма Пехана может работать и в сходящихся пучках, но потери света здесь больше, поэтому применяется она реже.

Жидкостный клин . Кювета с эластичными стенками, прозрачными окнами, заполненная прозрачной легкотекучей жидкостью, используется в системах стабилизации оптического изображения как регулируемый оптический клин. В зависимости от наклона стеклянного окна визирный луч, проходящий через кювету, отклоняется в ту или иную сторону.

Количество оптических элементов, используемых для стабилизации оптического изображения, непрерывно увеличивается. Здесь приведены только основные, применение которых в оптическом приборостроении стало традиционным.

1.2 Цифровая стабилизация изображения

Действие цифрового стабилизатора основано на анализе смещения изображения на матрице. Изображение считывается только с части матрицы, таким образом по краям остается запас свободных пикселей. Эти пиксели и используются для компенсации смещения прибора. Т.е. при дрожании кадра картинка перемещается по матрице, а процессор фиксирует колебания и корректирует изображение, смещая его в противоположном направлении.

В цифровых стабилизаторах отсутствуют подвижные части (в частности, оптические группы из нескольких линз). Это положительно сказывается на надежности, так как меньше элементов подвержены поломке. Кроме того, использование цифровых стабилизаторов изображения позволяет увеличить чувствительность светопоглощающих элементов (матрицы). Также скорость реакции цифрового стабилизатора может быть выше, чем оптического.

У цифровых стабилизаторов есть ряд недостатков по сравнению с оптическими, в частности, при плохой освещенности получается изображение низкого качества. С увеличением фокусного расстояния объектива эффективность снижается: на длинных фокусах матрице приходится совершать слишком быстрые перемещения со слишком большой амплитудой, и она просто перестаёт успевать за «ускользающей» проекцией.

Таким образом, считается, что стабилизация сдвигом матрицы менее эффективна, нежели оптическая стабилизация.

2 Основные технические характеристики

Одним из основных параметров, характеризующих качество функционирования систем стабилизации оптического изображения, является динамическая точность, которая определяется ошибками стабилизации оптического изображения и ошибками слежения линии визирования за исследуемым объектом.

Задача определения точности стабилизации оптического изображения сводится к измерению угловых отклонений линии визирования при угловых и возвратно-поступательных переносных движениях основания, обусловленных качкой подвижного объекта. При этом необходимо учитывать ряд специфических особенностей функционирования системы в системах рассматриваемого класса. Это, прежде всего, малые величины ошибок стабилизации и слежения; необходимость измерения точности стабилизации оптического изображения непосредственно на оптическом элементе, который соединен с системой неединичной кинематической связью и совершает колебания в инерциальном пространстве, необходимость измерения ошибок стабилизации и слежения при различных положениях системы и оптического элемента.

Список используемых источников

Система стабилизации и наведения линии визирования с увеличенными углами обзора / В.А, Смирнов, В.С. Захариков, В.В. Савельев // Гироскопия и навигация, № 4. Санкт-Петербург, 2011. С.4-11.

Автоматическая стабилизация оптического изображения / Д. Н. Еськов, Ю. П., Ларионов, В. А. Новиков [и др.]. Л.: Машиностроение,1988. 240 с.

Стабилизация оптических приборов / А.А. Бабаев -Л.: Машиностроение, 1975. 190 с.

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:

1. Крен — наклон камеры влево-вправо
2. Тангаж — наклон вперед-назад
3. 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:

1. Стабилизатор подключается к смартфону по Bluetooth, и может управлять съемкой фото и видео с помощью выделенных кнопок.
2. Программное обеспечение поддерживает функцию определения лиц, благодаря чему Osmo Mobile может автоматически снимать какого-либо человека, следя за его перемещениями поворотом в его сторону.
3. 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.
4. Возможность апгрейда качества изображения с появлением новых моделей смартфонов.
5. 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.

Для чего нужен стабилизатор изображения в фотоаппарате и что это такое? С применением новых технологий фотокамеры становятся все легче и при работе с ними очень большая вероятность получить нечеткое изображения из-за дрожания рук или других случайных факторов влияющих на устойчивое положение объектива, особенно при съемке отдаленных объектов при их увеличении. Вот для решения таких проблем и применяется такое устройство фотокамеры как стабилизатор изображения (в некоторых фирмах может применяться название: компенсатор колебаний).

Конечно, отлично со стабилизацией изображения справляется , но его применение из-за размеров не всегда оправдано, и штатив невозможно всегда носить с собой. Но если есть возможность, то отказываться от штатива для фотоаппарата не стоит.

Еще один простой способ стабилизации это уменьшить выдержку до величины меньшей обратному от фокусного расстояния (например, при фокусном расстоянии 108 мм выдержка должна быть меньше чем 1/125) и увеличить чувствительность, но при этом может появиться зернистость на изображении. Да и уменьшать выдержку не всегда позволяет малая освещенность.

Стабилизатор изображения может быть оптический или цифровой.

Оптическая система

При оптической стабилизации идет работа с блоком линз , то есть они сдвигаются на необходимое расстояние в сторону противоположную движению самой фотокамеры.

Такие устройства по цене больше других. Но преимуществом оптической системы может служить то, что стабилизированное изображение, которое попадает на матрицу, передается и в видоискатель и в систему автофокуса.

Так же еще есть система на основе перемещения матрицы. Эта система позволяет использовать почти любые объективы (уже не обязательна система оптической стабилизации в объективе), что важно для фотоаппаратов со сменными объективами, ведь объективы не дешевы. Но при такой стабилизации в видоискатель и в систему авто фокуса будет попадать нестабилизированное изображение и при большом фокусном расстоянии такая система теряет свою эффективность, потому что на больших расстояниях от объекта матрице приходиться слишком быстро двигаться и она перестает успевать за движением изображения.

Оптический стабилизатор изображения

Оптический стабилизатор не влияет на качество фотографии и хорошо работает при любом увеличении. Но из-за него может увеличиться размер фотокамеры и увеличиться его энергопотребление.

Цифровая система

При цифровой стабилизации (EIS Electronic (Digital) Image Stabilizer) идет вычисление сдвига процессором с помощью программ записанных в фотоаппарат, при этом теряется часть информации по краям матрицы.

То есть снимается изображение больше по размеру, чем мы видим на фотографии и при смещении фотокамеры видимая область изображения имеет возможность смещаться на матрице в противоположную сторону, но в пределах фактически снятого изображения.

В дешевых фотоаппаратах при включении цифровой стабилизации часть элементов матрицы переходит в резерв для работы стабилизатора, что может уменьшить четкость фотографии. В дорогих моделях при стабилизации используются те элементы матрицы, которые не принимают участия в формировании изображения в обычном режиме, и поэтому четкость не будет уменьшаться.

Анализ сдвига идет на основе алгоритмов видеоанализа, которые могут распознать сдвиг изображения и компенсировать его. Для того, что бы не было дергания картинки при съемке в стабилизатор должны быть встроены функции, позволяющие отличить движущийся объект от движения камеры, то есть подвижные объекты не должны влиять на стабилизацию изображения.

Недостатком цифрового стабилизатора изображения является его плохая работа совместно с цифровым увеличением, проявляющаяся в появлении помех на изображении.

Дополнительно о стабилизации изображения

Для работы стабилизаторов в фотоаппарат встроены сенсоры, которые регистрируют смещение фотокамеры и его скорость и выдают сигналы или приводам для смещения элемента стабилизации или процессору для дальнейшей обработки в случае цифровой стабилизации.

Система стабилизации изображения позволяет подавить вибрации амплитудой 0,6-0,8 мм.

Применение систем стабилизации изображения позволяет увеличивать значение выдержки на 3-4 ступени, что позволит снимать при плохом освещении и при больших расстояниях до объекта.

Впервые оптический стабилизатор изображения был применен фирмой Canon в 1994 году. И получил он название: Image Stabilization (IS).

Другие фирмы тоже начали использовать такое новшество и по-своему называли его:

• Nikon — Vibration Reduction (VR),
• Panasonic — MEGA O.I.S.(Optical Image Stabilizer),
• Sony — Optical Steady Shot.

Стабилизацию на основе подвижной матрицы впервые применила фирма Konica Minolta в 2003 году, тогда она называлась Anti-Shake (антитряска).

Другие фирмы тоже выпускали такие системы и так называли ее:

• Sony — Super Steady Shot (SSS) — переработанная система Anti-Shake,
• Pentax — Shake Reduction (SR) — разработка Pentax,
• Olympus — Image Stabilizer (IS) — применяется в некоторых моделях зеркальных фотокамер и «ультразумах» Olympus.

Оптический стабилизатор изображения показывает лучшие результаты, чем цифровой . И при наличии средств и не строгом требовании к размерам аппарата выбирайте фотокамеру с оптической стабилизацией изображения.

В чем разница между оптической и цифровой стабилизацией изображения? 📀

Если вы когда-либо пытались снимать видео на своем телефоне во время ходьбы, вы знаете, что держать изображение по-прежнему сложно. Есть некоторые аккуратные технологии, предназначенные для уменьшения эффекта дрожания-кулачка, и есть два разных подхода к его реализации.

Оптическая стабилизация изображения происходит из мира неподвижной фотографии, используя сложные аппаратные механизмы внутри объектива, чтобы сохранить изображение неподвижным и обеспечить резкий захват. Он существует уже давно, но был адаптирован для видео и недавно миниатюризирован для смартфонов. Цифровая стабилизация изображения — это скорее программный трюк, например «цифровой зум», а наоборот, активный выбор правильной части изображения на датчике, чтобы сделать его похожим на объект, а камера движется меньше. Давайте посмотрим, как они работают, и как они применяются в новейших гаджетах.

Оптическая стабилизация изображения: стабилизатор для вашего объектива

В How-To Geek уже есть статья, объясняющая, как работает стабилизация оптического изображения. Но для полноты мы подведем итог: оптическая стабилизация изображения, обозначенная как OIS для краткости и также называемая «IS» или «снижение вибрации» (VR, не относящаяся к виртуальной реальности) в зависимости от марки камеры, является все о аппаратном обеспечении.

Объектив камеры с оптической стабилизацией изображения имеет внутренний двигатель, который 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 (например, от встряхивания рук оператора) и позволяя записывать более резкое, менее размытое изображение. Это, в свою очередь, позволяет фотографировать в нижнем свете или при более низком значении F-stop при все еще четком определении.

Техника, которая идет на этот материал, потрясающая. Это супер-крошечная версия внешнего оборудования, такого как многоосевые карданы, используемые в таких системах, как Steadicam — те большие плечевые скобы для фотоаппаратов, которые вы, возможно, видели на спортивных мероприятиях или в фильмах. Результаты системы стабилизации в объективе или в камере не так драматичны, как те, которые вы получаете от внешних гироскопических стабилизаторов, но они все еще впечатляют. Камера с объективом, обеспечивающим оптическую стабилизацию изображения, может захватывать более четкие неподвижные изображения при более низких уровнях освещенности, чем один без, и та же технология может быть использована для создания небольшого улучшения в размытом, дрожащем эффекте записи видео на портативную камеру. Большой недостаток заключается в том, что для стабилизации оптического изображения требуется много дополнительных компонентов в объективе, а камеры и объективы, оборудованные OIS, намного дороже, чем менее сложные конструкции.

Оптическая стабилизация изображения обычно ограничивалась высококачественными фотокамерами и видеокамерами. Но технология была достаточно повторена, и теперь вы можете получить ее в зеркальных камерах и зеркальных камерах на потребительском уровне. Он даже был сокрушен, так что объектив OIS может вписаться в модуль камеры для смартфонов. Да, это означает, что в некоторых смартфонах, имеющих толщину менее полутора дюймов, есть крошечный элемент движущегося стекла. Если на вашем телефоне есть объектив OIS, вы можете удерживать верхний конец до уха, немного встряхнуть его и даже услышать, как стабилизирующий элемент грохочет в модуле задней камеры. (Хм, не делай этого слишком сложно.)

Вот пример крошечного элемента OIS модуля камеры телефона. Обратите внимание, как верхняя часть узла объектива может перемещаться независимо от датчика изображения внизу.

Обладая гораздо меньшими объективами и датчиками, функция OIS на телефонах не так способна, как на больших камерах. Но он по-прежнему помогает вам делать более четкие фотографии и менее шаткое видео. Некоторые заметные проекты телефонов с оптической стабилизацией изображения включают iPhone 6+ и более поздние версии, Samsung Galaxy S7 и более поздние версии, LG G-series и Pixel 2 от Google.

Ручная стабилизация изображения: обрезка видео для его стабилизации

Цифровая стабилизация изображения выполняется в программном обеспечении. Если вы знакомы с разницей между оптическим зумом и цифровым зумом (т. Е. Раздувая пиксели на изображении, не улучшая их), это похоже. Но цифровая стабилизация оказывает гораздо более непосредственное, измеримое влияние на видео.

Чтобы стабилизировать дрожащее предварительно записанное видео, вы можете вырезать разделы на границах, которые «перемещаются» вокруг каждого кадра, в результате чего видео выглядит более стабильным. Это оптическая иллюзия: пока видео дрожит, урожай каждого кадра изображения настраивается, чтобы компенсировать дрожание, и вы видите «гладкую дорожку видео». Для этого требуется либо масштабирование на кадре изображения (и жертвующее качеством изображения), либо изменение самого кадра (в результате чего изображение будет уменьшено с черными границами, которые перемещаются).

Редакторы видео пациента могут делать это вручную с завершенной записью, покадровой. Вот драматический пример короткого выстрела из «Звездных войн» Эпизод VII.

Это преувеличенный пример обрезки для стабилизирующего эффекта, но он показывает, как перемещение изображения вокруг видеофрагмента относительно объекта (корабля) или фона может привести к более плавному видео. Вот коллекция более типичных примеров с предметами реального мира.

Цифровая стабилизация изображения: программное обеспечение для обрезки видео для вас

С помощью дополнительного программного обеспечения компьютеры могут автоматически применять эту технологию обрезки и перемещения к видео. Программное обеспечение для редактирования видео, такое как Adobe Premiere, Final Cut Pro и Sony Vegas, может сделать это, как правило, достижение эффекта путем обрезки или масштабирования полноразмерного видео в небольшом количестве и динамической стабилизации его по кадру. Вот пример автоматического эффекта стабилизации на видео, выполненного в Final Cut Pro (пропустите до 3:34, если он еще не установлен).

Подобно оптической стабилизации изображения, это программное обеспечение для последующей обработки становится все дешевле и более распространено. Можно даже использовать базовую стабилизацию масштабирования и урожая, встроенную в некоторые бесплатные видеоуслуги, такие как YouTube и Instagram. Существует ограничение на то, насколько этот эффект может быть применен, так как ему нужно увеличить масштаб, чтобы компенсировать дрожание камеры, не показывая черные области на краю видеорамки. Чем больше вы увеличите масштаб изображения, тем ниже будет качество конечного видео. Обратите внимание, что следующее видео рамка стабилизированных кадров (сверху) меньше, чем полный кадр исходного не стабилизированного видео (снизу) из-за урожая, необходимого для стабилизирующего эффекта.

Таким образом, стабилизация изображения может быть применена к существующему видео. Теперь объедините эту технологию стабилизации движения и обрезки, небольшую дополнительную комнату на сетке пикселов неподвижного фотоаппарата при съемке видео и супер-продвинутое программное обеспечение, которое обнаруживает части изображения и их движение, и вы можете автоматически стабилизировать, как только видео записывается! Это программное обеспечение записывает все изображение на датчик камеры для каждого кадра, автоматически определяет, как камера дрожит по отношению к основному объекту и фону, и обрезает видео до размера 4K или 1080p, перемещая изображение вокруг, чтобы компенсировать движение самой камеры.

Вот что означает «стабилизация цифрового изображения»: использование инструментов обрезки видео, автоматически и сразу в камере, без необходимости дополнительного программного обеспечения после записи видео.

Эта технология не нуждается в каких-либо дополнительных движущихся частях механизма объектива, что делает ее более дешевой в производстве. Это не так технически эффективно, как оптически стабилизированная линза, потому что вам нужна более совершенная компьютеризированная обработка для применения инструментов обрезки в реальном времени. Но при правильной комбинации аппаратного и программного обеспечения эффекты могут быть драматичными. Вот видео новейших технологий стабилизации цифровых изображений в новой серии GoPro 7.

Обратите внимание, что GoPro 7, как и его предшественники, не имеет каких-либо движущихся частей стабилизации в самой камере, а видео выше 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 — недостаточно, чтобы полностью удалить тряску с велосипеда, идущего вниз по лестнице, например, и накладывает на видеокадр 10% урожая. Но это впечатляющее улучшение по сравнению с нестабильной камерой без затрат или времени, необходимых для OIS или стабилизации только программного обеспечения. GoPro имеет встроенную цифровую стабилизацию изображения со времен серии Hero 5, и она доступна и на других камерах действия.

Цифровая стабилизация изображения также может применяться к видео на телефонах. Google использовал только программную систему на исходном пикселе (называемый «EIS» для «стабилизации электронного изображения»), и теперь большинство телефонов высокого класса имеют, по крайней мере, некоторый уровень цифровой стабилизации, явно или нет. Samsung отмечает, что на Galaxy Note 8, Galaxy S9 и Galaxy S9 + оба оптических а такжеодновременно используется цифровая стабилизация изображения. Но есть одна большая минуса 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 видеокадров, она просто не работает ни на одном из них за раз.

Оптическая стабилизация изображения: стабилизатор для вашего объектива

Ручная стабилизация изображения: обрезка видео для его стабилизации

Цифровая стабилизация изображения: программное обеспечение для обрезки видео для вас

Tweet

Share

Link

Plus

Send

Send

Pin

Оптическая стабилизация изображения в камере смартфона: что такое и для чего нужно

На рынке появилось много смартфонов, которые оснащены разными инновационными технологиями и решениями. Модернизация коснулась гаджетов, они получили полезные опции и возможности. Одним из нововведений стала оптическая стабилизация изображения, обознающаяся как OIS. Стоит подробнее рассмотреть значение опции. Ведь при выборе смартфона показатели пикселей камеры – не самый главный критерий.

Значение оптической стабилизации

Технология перешла в телефоны из фотоаппаратов и видеокамер. Небольшие устройства конца прошлого века были настоящим прорывом. Смысл стабилизатора заключается в применении разных способов для компенсации движений и рывков камеры в руках человека. Снимки выходят более четкими в неспокойных условиях без применения штатива.

Метод позволяет снизить размытость картинки на фотографиях. Это достигается благодаря автоматическому смещению линз камеры. Использование оптической стабилизации картинки помогает получать снимки отличного качества и достойные видео. Они получаются четкими, ясными и плавными. С оптической стабилизацией можно использовать длинную выдержку. Она повлияет на качество картинки, изменит ее в лучшую сторону, делая ее ясной даже при плохом освещении.

Функция стабилизации помогает устранить размытость на фотоснимках, если съемка осуществляется в момент движения, или у оператора дрожат руки. На снятом видео незаметно тряски, изображение четче располагается в кадре, виды его детали.

Как работает оптическая стабилизация

Технология оптической стабилизации основывается на использовании датчика-стабилизатора. Он улавливает малейшее перемещение смартфона и направляет линзы в обратную сторону. Линзы могут менять расположение с одной стороны в другую и по направлению вверх-вниз.

При слишком быстром передвижении объекта никакая технология не позволит «поймать его» и получить первоклассный снимок. Стабилизация призвана устранять несущественное дрожание, дерганье. Все положительные характеристики опции можно оценить, когда пользователь будет снимать видео на ходу. Клип получится четким, не размытым, плавным.

Рассмотрим пример. Когда пользователь держит смартфон в руках, не имея возможности воспользоваться штативом или подставкой, достаточно малейшего движения, чтобы смазать картинку. Если погода солнечная, то на качество видео это не повлияет, поскольку наблюдается высокая скорость записи. При сумерках, когда камере понадобится полсекунды для охвата света, изображение получится некачественным, размытым. Если съемка ведется без стабилизации, то картинка на выходе будет дерганой, резкой. Никакой свет не в состоянии повлиять на нее.

Смартфоны со встроенным оптическим стабилизатором увеличат четкость кадров при недостаточном уровне освещенности. Стабилизация картинки избавляет фотографии и видеоклипы от размытости, дрожания, смазывания.

Важно! Но стоит помнить, что технология не подразумевает корректировки движения объектов в фокусе, но в целом она прекрасно заменяет штатив.

Возможности оптической стабилизации весьма ограничены, преимущества при нормальной выдержке поставляют 8-16 раз, а это приравнено к 3-4 ступеням экспозиции. Технология полезна при фотографировании и съемке видео с рук, когда нет штатива. Функция в смартфоне поможет заглушить шумы матрицы и увеличит ее чувствительность. Оптическая стабилизация востребована в фотографиях, съемках видео и астрономических телескопах.

Лучшие смартфоны с оптической стабилизацией камеры. Что купить? (1 видео)

 

Оптическая стабилизация изображения в камере смартфона (6 фото)

Оптическая стабилизация изображения (OIS) | Alzashop.com

Оптическая стабилизация — это механизм внутри объектива, который устраняет влияние дрожания камеры / объектива на захваченное изображение. Это достигается перемещением оптической системы внутри объектива. Его часто называют OIS (оптический стабилизатор изображения). Это уменьшает дрожание и размытость камеры, например, при длинных выдержках или объективах с большим фокусным расстоянием.

Как работает оптическая стабилизация изображения

Принцип аналогичен механической стабилизации, с той разницей, что движение происходит не на датчике, а внутри объектива.Следовательно, изображение, поступающее на сенсор, уже неподвижно, точно так же, как вы видите его в видоискателе.

Часто бывает необходимо установить более длинную выдержку в условиях низкой освещенности, чтобы изображения не были слишком темными. Тем не менее, это сопряжено с риском получения размытых изображений, поскольку камера не может оставаться полностью неподвижной без штатива. Однако стабилизатор изображения компенсирует дрожание рук, поэтому даже при длинной выдержке (например, 1/30) изображения остаются резкими.

Преимущества и недостатки оптической стабилизации

• Нет ухудшения изображения
• Результат стабилизации виден сразу в видоискателе
• Может использоваться со всеми доступными разрешениями
• Самая важная часть камеры (сенсор) зафиксирована механически

• Для фотоаппаратов со сменным объективом каждый объектив должен быть оптически стабилизирован
• Обычно не встраивается в широкоугольные объективы
• Не применяется при съемке сцены в движении
• Высокое энергопотребление

Фотография слева сделана без стабилизации объектива.Изображение справа снято объективом с оптической стабилизацией.

i У каждого типа стабилизации есть свои плюсы и минусы, даже производители не могут договориться о том, какой из них лучший. Canon и Nikon предпочитают оптическую стабилизацию в объективах, но это не правило. Sony, Pentax и Olympus предпочитают стабилизацию в корпусе камеры, также называемую механической.

Когда действует оптическая стабилизация

Оптическую стабилизацию можно использовать при любых условиях освещения, но только при съемке неподвижной сцены.В этом случае стабилизация позволяет снимать с выдержкой до 3 раз медленнее, чем без стабилизации.

Когда оптическая стабилизация не помогает

Если мы хотим снять движущуюся сцену, стабилизация не даст никакого эффекта. Это связано с тем, что стабилизатор перемещает систему внутри объектива, чтобы сбалансировать движение рук фотографа. Быстро движущиеся сцены лучше всего снимать с короткой выдержкой в ​​сочетании с объективом с низкой диафрагмой.

Наш ассортимент линз

Посмотрите

Распечатать

Была ли эта информация полезной? Эта форма используется только для оценки информации в описании выше.
Если у вас есть какие-либо вопросы о наших продуктах, услугах, транспорте или любой другой запрос, пожалуйста, свяжитесь с нашей службой поддержки клиентов.

Что нужно улучшить? Здесь чего-нибудь не хватает? Что-то не так? Поделитесь этим с нами.

Спасибо за оценку

Что такое оптическая стабилизация изображения и когда ее использовать

У вас когда-нибудь был шанс сделать потрясающий снимок, а затем обнаружить, что он получился размытым? Возможно, вы использовали более длинный объектив или находились в помещении с плохим освещением.В любом случае результаты могут быть довольно разочаровывающими, особенно если ваш объект был размыт сверх того, что могут исправить фильтры резкости и четкости Luminar. Конечно, в некоторых ситуациях вы можете попробовать сделать снимок еще раз, но если размытие произошло из-за дрожания камеры и у вас нет штатива, вам вряд ли повезет. Именно здесь оптическая стабилизация изображения (OIS) может иметь огромное значение.

Конечно, использование штатива — самое простое решение проблемы сотрясения камеры. Но если вы не будете носить его с собой повсюду, вы, вероятно, обнаружите, по крайней мере, в некоторых обстоятельствах, когда вам придется проделывать это вручную.OIS поможет вам получить резкое изображение при ручной съемке. Вы можете найти его в различных высококачественных объективах, и он особенно полезен с телеобъективами, где даже малейшее движение может создать значительное размытие.

Почему оптическая стабилизация изображения

На сегодняшний день OIS является наиболее эффективной системой стабилизации изображения на рынке. Это происходит в объективе (а не внутри камеры) с помощью крошечного гироскопа для обнаружения небольших движений рук.Затем он направляет множество крошечных двигателей, чтобы перемещать линзу в направлении, противоположном вашему встряхиванию, и все это в режиме реального времени. Уникальность OIS заключается в том, что изображение стабилизируется еще до того, как достигнет сенсора. Это позволяет автофокусу работать более точно, в то время как изображения, видимые в оптическом видоискателе (камер DX и FX), уже стабилизированы и, следовательно, содержат больше деталей и их легче кадрировать.

Существуют две другие формы стабилизации изображения, но ни одна из них не работает так хорошо.Цифровая стабилизация использует программное обеспечение для уменьшения воздействия дрожания камеры и является наименее эффективной. Стабилизация со сдвигом датчика (SSS), используемая во многих беззеркальных камерах, происходит в самом корпусе камеры и работает довольно хорошо, но OIS по-прежнему превосходит ее.

Покупка объектива OIS может быть немного запутанной, поскольку каждая компания, производящая камеры и объективы, использует для них разные названия. Например, Nikon называет это подавлением вибраций (VR), Canon — стабилизатором изображения (IS), Sigma — оптической стабилизацией (OS) и т. Д.(Чтобы увидеть более полный список, нажмите здесь.) Если вы изучаете нестандартные компании, убедитесь, что вы точно знаете, какой тип стабилизации они используют. Иногда маркетинг подразумевает, что это OIS, когда на самом деле это цифровая стабилизация или SSS. Просто помните, что если это происходит в камере, а не в объективе, это не OIS.

После покупки объектива все довольно просто. Обычно есть только переключатель включения / выключения. Если вы снимаете с объективами Nikon, вы обнаружите, что многие из них имеют «активный» режим, а также VR.Этот режим предназначен для съемки с движущегося автомобиля и позволяет корректировать более сильные сотрясения, чем в стандартном режиме VR. Тем не менее, вы можете отключить его для нормальной съемки, иначе это отрицательно скажется на качестве.

Хотя OIS отлично работает, когда вы не используете штатив, он не так хорош при его использовании. Поскольку OIS специально разработан для случаев, когда присутствует дрожание камеры, оставление OIS включенным, когда камера стабильна, может снизить качество ваших снимков. Кроме того, OIS не может компенсировать размытость изображения, вызванную движением объекта.Он будет реагировать только на движение в самой камере / объективе. Это также не поможет, если камеру ударили или сильно трясли.

Тем не менее, если у вас есть деньги и вы часто стреляете «от руки», вы не ошибетесь с OIS. По крайней мере, возьмите его для длинных объективов, где без него крайне сложно сделать хороший снимок с рук.

Понимание оптической стабилизации Джек Ховард

Многие объективы линейки Sigma имеют оптическую стабилизацию, которая является отличной функцией, помогающей фотографам делать резкие снимки, когда дрожание камеры может стать проблемой.

Объективы

Sigma со словом «OS» в названии включают эту технологию, которая использует датчики движения для управления плавающими группами линз, чтобы противодействовать движениям камеры, которые могут вызвать нежелательное размытие при съемке с рук с более длинной выдержкой. Иными словами: оптическая стабилизация работает как своего рода невидимый штатив, который удерживает камеру устойчиво при выдержках, превышающих обратную величину фокусного расстояния.

Оптическая стабилизация

— отличная функция объектива для управления одним типом нежелательного и непреднамеренного источника размытия на фотографиях — небольшими движениями камеры во время захвата, когда выдержка затвора больше, чем обратная величина фокусного расстояния (больше 1/100 для 100-мм фокусного расстояния). длина, более 1/50 для фокусного расстояния 50 мм, более 1/500 для фокусного расстояния 500 мм, как несколько примеров.)

Давным-давно это практическое правило было просто:

«Если выдержка превышает фокусное расстояние, используйте штатив».

Но с появлением оптической стабилизации она стала немного длиннее:

«Когда у вас выдержка длиннее единицы по фокусному расстоянию, вы можете использовать штатив или включить оптическую стабилизацию и получить« пространство для маневра »на несколько ступеней для удержания в руке».

Насколько медленнее, чем фокусное расстояние, вы можете перейти от человека к человеку, немного зависит от общего уровня нервозности.(Подготовленному снайперу, скорее всего, повезет сразу после выхода из ворот, чем новичку в DSLR, выпившему слишком много кофе!), Но большинство фотографов должны легко видеть гораздо более четкие изображения с ОС, активированной при выдержках на несколько ступеней ниже обратного фокусного расстояния. с небольшой практикой и пониманием того, что такое ОС, что она делает и как это делает — (а также что это не так и чего не может).

Прежде чем мы продолжим, нам нужно немного поговорить о размытии. (Пожалуйста, постарайтесь сосредоточиться на этом разделе!)

С фотографией связано много типов размытия.Некоторые из них абсолютно желательны, а некоторые — нет. Например, малая глубина резкости создает размытие переднего и заднего плана, что делает объект съемки более привлекательным и желанным. Но иметь объект не в фокусе (или вообще ничего в кадре не в фокусе) не так приятно.

Размытие в движении для выражения или обозначения скорости или движения иногда может быть успешной техникой. Это может быть достигнуто либо камерой, либо движением объекта, либо и тем, и другим.

Тогда есть обычное дрожание фотоаппарата.Эти незначительные непреднамеренные движения камеры, когда скорость затвора меньше, чем величина, обратная фокусному расстоянию, почти однозначно относятся к нежелательной категории. Неважно, где вы сфокусированы в кадре — если камера слишком сильно дергается во время захвата (согласно правилу обратного фокусного расстояния), все стационарные точки в поле зрения записываются как следы движения. И это — и только это — исправляет оптическая стабилизация.

Оба этих снимка Пахты в парке Вашингтон-Вэлли в Бриджуотере, штат Нью-Джерси, были сделаны вручную при выдержке 1/10 секунды, ISO 100, f / 18 с круговым поляризатором и нейтральной плотностью 1 ступень перед объективом.Слева активна оптическая стабилизация на суперзум-объективе Sigma 18–250 мм, установленном на Canon EOS Rebel XTi, а справа — она ​​выключена. Как видите, при активированной ОС наши камни и неподвижные объекты в кадре резкие и четкие, а справа без ОС все на изображении выглядит размытым.

При активации технология оптической стабилизации внутри объектива Sigma обнаруживает легкие движения камеры и комбинации объектива в захвате фотографа и отправляет сигналы группе плавающих объективов системы ОС, чтобы нейтрализовать движение с противоположной реакцией.Таким образом, световые лучи, достигающие плоскости датчика от неподвижных объектов в кадре, по-прежнему будут записываться на датчик только в одном месте — вместо этого нежелательного эффекта дрожания камеры.

Понял? Технология оптической стабилизации обнаруживает и корректирует только незначительные движения камеры и объектива во время съемки. Он не контролирует и не может контролировать то, что происходит за пределами камеры.

Подумайте об этом на секунду так: ваши амортизаторы могут сгладить неровности, с которыми сталкивается ваша машина, но они не могут сделать ничего, чтобы сгладить поездку для пассажиров в машине впереди или позади вас.Точно так же ОС не может останавливать движущиеся объекты в кадре. (Для этого существует целый ряд различных практических правил — движение объекта усиливается направлением, скоростью и фокусным расстоянием.)

Имеет смысл до сих пор? Оптическая стабилизация ведет себя как невидимый штатив: он устойчиво удерживает камеру и помогает сохранять резкие и четкие края неподвижных объектов.

Итак, давайте проследим этот путь еще немного: ОС позволяет использовать более длинные выдержки — без штатива — для захвата изображений, где дискретные неподвижные точки в кадре будут отображаться на датчике как дискретные неподвижные точки вместо трассировщиков, следующих за путь движения камеры при длительной выдержке.А выбор более длинной выдержки может позволить использовать меньшую диафрагму для большей глубины резкости или избавить камеру от необходимости подниматься до более высокого (более шумного) значения ISO. Но более длинная выдержка может также подчеркнуть движение в кадре, поскольку движущиеся объекты в кадре будут записываться по траектории пикселей во время экспозиции либо с помощью ОС, либо со штатива.

Чтобы проиллюстрировать эту историю, я посетил водопад, чтобы сделать несколько образцов снимков, где мы хотим, чтобы длинные выдержки подчеркивали текущую воду, но хотим, чтобы наши камни и листва в кадре были красивыми и резкими.Чтобы сделать это более захватывающим, я также выпил немного слишком много кофе перед тем, как начать свой поход, чтобы по-настоящему задействовать функцию ОС в моем объективе 18–250 мм! Поскольку был полдень, мне пришлось оснастить свой объектив поляризатором и фильтром нейтральной плотности, чтобы получить достаточно длинные выдержки, чтобы каскадная вода красиво размывалась даже при остановке далеко, далеко, вплоть до f / 16 и f / 18. !

Вот увеличенная версия снимка водопада с активной ОС, который мы показали выше. Как видите, вода очень хорошо течет, а неподвижные края кадра идеально четкие.Это было сделано с рук на 1/10 секунды, ISO 100, f18 на 28 мм. Да, верхнее пятно немного смещено от края кадра, но это достаточно легко исправить в любом простом редакторе изображений. Здесь мы примерно на полторы ступени ниже правила фокусного расстояния 1 / x. Обратите внимание, что с зум-объективами правило 1 / x для ОС и скорости затвора относится к текущему фокусному расстоянию! Теперь мы увеличили масштаб до 95 мм с тем же объективом, снова с активированной ОС. Это было снято при 1/15 @ f16 @ ISO 100. Без ОС этот ручной снимок не был бы резким при такой комбинации диафрагмы и выдержки, которая примерно на 3 ступени ниже правила 1 / x! снова увеличил масштаб до 150 мм.Наша выдержка здесь составляет 1/50 секунды при f / 13, снова с активной оптической стабилизацией, и снова с выдержкой, значительно меньшей обратной фокусному расстоянию. ОС держит камеру неподвижно, поэтому камни и упавшее бревно получаются красивыми и четкими, но вода все еще хорошо течет в кадре во время этой телеобъективы. Я сфотографировал этот автопортрет в отражении фильтра нейтральной плотности перед моим Sigma 18 -250мм объектив. Я установил всплывающую вспышку Rebel XTi на -⅔ для некоторого заполнения объекта. 1/13 f13 ISO 100 с активированной ОС.Это немного ниже правила 1 / x при самом широком фокусном расстоянии для этого объектива, но здесь это определенно помогло, так как я выпил слишком много кофе и балансировал на неровных камнях, держа камеру на расстоянии вытянутой руки, чтобы это натурный автопортрет.

В этом есть смысл, правда? Оптическая стабилизация устраняет эффекты небольшого движения камеры во время захвата, но не может контролировать движение, происходящее за пределами камеры.

Но также обратите внимание на : для придания неподвижности / резкости объекту, движущемуся параллельно датчику захвата, камера и объектив должны двигаться со скоростью, которая соответствует скорости объекта, движущегося в кадре.Это называется «панорамирование». И некоторые из наших более крупных объективов для ОС предлагают не только ВКЛ и ВЫКЛ для ОС, но и ВЫКЛ / 1 и 2. На объективах Sigma с элементами управления ВЫКЛ / 1/2 OS 1 корректирует любые движения объектива, тогда как OS 2 корректирует только вертикальное дрожание. — это означает, что вы можете следовать за быстро движущимися объектами и панорамировать их со штативом или без него, и ОС не исправит преследование объекта по горизонтальной оси.

Понимание того, как работает ОС, имеет большое значение для того, чтобы заставить ее работать на вас, а также знать, когда и зачем активировать эту замечательную функцию многих объективов Sigma.Например, если вы снимаете со скоростью затвора, превышающей обратную величину фокусного расстояния, на самом деле нет причин для включения ОС — например, при ярком дневном свете с объективом f2.8 с выдержкой выше 1/1000. во-вторых, когда творческие решения требуют очень быстрой съемки с замораживающим действием.

Но когда невозможно или нецелесообразно использовать монопод или штатив для получения резких снимков с длинной выдержкой, можно просто перевернуть переключатель ОС на объективах Sigma, чтобы сделать резкий кадр в тусклых условиях или получить большую глубину резкости. в ваших макросах и детализированных снимках с телеобъектива — это здорово!

Я сделал этот снимок внутри маяка за 3/10 секунды, чтобы проиллюстрировать универсальность суперзума Sigma 18–250 мм, и без ОС он просто не работал бы.А вот пара снимков, которые я сделал, когда работал над статьей о Sigma 120-300mm f2.8 на 300 мм. Верхнее изображение снято с широко открытой диафрагмой F2.8 @ 1/4000. Это намного быстрее, чем величина, обратная фокусному расстоянию, поэтому он резкий в фокальной плоскости, но цветы даже на несколько дюймов позади них мягкие. Уменьшение значения f16 дает нам гораздо большую глубину резкости, но для правильной экспозиции наша выдержка составляет 1/125, что меньше значения, обратного фокусному расстоянию 300 мм. Активация оптической стабилизации позволяет сделать этот снимок резким и без дрожания камеры, не таща с собой штатив!

По возможности, попробуйте сделать быструю серию снимков сцены, так как кадры в середине серии обычно имеют немного больше неподвижности (сжатие затвора вызывает дополнительное дрожание камеры), и снова, если возможно, кадр снимок через оптический видоискатель (в отличие от режима ЖКД в реальном времени), чтобы также повысить шансы на получение резких снимков, когда действительно нажимаете стопы ниже правила 1 / x.

При активном и разумном использовании оптическая стабилизация очень часто может означать разницу между получением выигрышного кадра и созданием размытого беспорядка. Чтобы извлечь из этого максимальную пользу, требуется немного практики и понимания, но это действительно может помочь сделать рамы вратаря в сложных условиях.

Есть ли у вас какие-нибудь кадры и истории, которыми можно поделиться, когда и где оптическая стабилизация помогла вам сделать резкий снимок? Поделитесь ссылкой ниже или разместите ее на нашей стене в Facebook!

OIS — оптическая стабилизация изображения

Стабилизация изображения (IS) включает в себя множество методов, которые используются для уменьшения размытости, связанной с дрожанием камеры, видеокамеры или другого устройства получения изображения.Цифровая стабилизация изображения, хорошо известная на рынке цифровых фотоаппаратов, использует методику сдвига электронного изображения (пикселей) от кадра к кадру для противодействия движению. Хотя этот метод потенциально может уменьшить вибрацию ваших рук, улучшая качество неподвижного изображения, чрезмерное время экспозиции может способствовать появлению шума, который влияет на качество изображения вокруг границ. Оптическая стабилизация изображения (OIS) использует электромеханическое решение для изменения оптического пути к датчику изображения.Это может быть реализовано в самом объективе или на датчике изображения. Хотя перемещение объектива имеет то преимущество, что «к нему не прикреплены движущиеся провода», он представляет собой большую массу, чем датчик изображения. Перемещение датчика изображения представляет собой небольшую движущуюся массу, но для этого требуется подсоединенный гибкий печатный провод. OIS, перемещение объектива или датчика изображения, теперь используется во многих приложениях, связанных с получением изображений.Военные камеры, тепловизоры, бинокли и множество оптических устройств требуют небольших двигателей и быстрого реагирования для обеспечения этой функции. Двигатели 2 Edge, прикрепленные к изгибу, управляются гироскопом, который подает аналоговый сигнал на двухосную ASIC Nanomotion.Любое движение, производимое рукой, стабилизируется датчиком изображения. Решения по перемещению по отраслям Используя запатентованную технологию, Nanomotion разрабатывает и производит комплексных решений для управления движением от начала до конца. Подробнее о Nanomotion. Nanomotion Ltd. Индустриальный парк Мордот ха-Кармель Ул. ХаЕцира, а / я 623 Йокнеам 20692 Nanomotion Inc. 1 петля Comac Люкс 14Б2 Ronkonkoma, NY 11779 Телефон: +1 (800) 821-6266 Электронная почта | Сайт Найдите Nanomotion в LinkedIn

Компания Olympus представляет для компьютерных фанатов, что заставляет ИБ работать

Развитие стабилизации изображения принесло фотографам больше преимуществ, чем любая другая технология, и в последние годы она стала действительно хороша .Некоторое время я хотел сделать поясняющую статью и видео, которые позволили бы пользователям заглянуть за кулисы того, как это было достигнуто … и время, наконец, пришло!

Стабилизация изображения решает проблему, с которой сталкивается большинство фотографов, как любителей, так и профессионалов. В какой-то момент мы все снимаем с рук при слабом освещении только для того, чтобы разочароваться в размытых результатах из-за дрожания камеры. Стабилизация изображения дает нашей игре с ручным управлением шанс на руку, обеспечивая четкие результаты на пути, waaay более длинная выдержка, чем мы могли бы справиться самостоятельно.

Стабилизация изображения: основы

Существует два основных типа стабилизации изображения: внутренняя стабилизация изображения (часто сокращенно IBIS) или оптическая стабилизация изображения (также известная как IS в объективе или на основе объектива). Каждый из них работает, чтобы исправить основную проблему, вызванную дрожанием камеры, — изображение, проецируемое объективом, перемещается по поверхности сенсора во время экспонирования. (Также существует так называемая электронная или цифровая стабилизация изображения, основанная на простом смещении местоположения считываемых данных на лицевой стороне датчика.Электронная стабилизация изображения может привести к появлению артефактов движения, которых избегает IBIS и IS на основе объектива.)

Когда объект находится далеко от камеры, наклон (наклон вверх / вниз) и рыскание (влево / вправо) оказывают наибольшее влияние на размытие из-за дрожания камеры. Когда объект приближается, перемещение вверх / вниз / влево / вправо (движение без вращения) становится более важным. Оба типа дрожания можно компенсировать перемещениями датчика по оси x / y.

IS на основе объектива впервые появилась в период расцвета кино в середине 1990-х годов, а IS со смещением сенсора последовала еще до того, как цифровая технология достигла своего пика в середине 2000-х годов.Оптическая стабилизация перемещает плавающий элемент объектива, чтобы немного сместить оптический путь, противодействуя движению из-за дрожания камеры, в то время как внутренняя стабилизация вместо этого перемещает сам датчик, поэтому изображение остается по центру объекта.

Эффективность конкретной системы стабилизации изображения может быть выражена в ступенях или шагах EV, причем улучшение на одну ступень означает двукратное улучшение самой длинной выдержки, которую можно держать вручную. Например, если вы можете держать выдержку в 1/200 секунды при определенном фокусном расстоянии без посторонней помощи, улучшение на одной ступени позволит держать выдержку 1/100 секунды, две ступени — 1/50 секунды и т. Д. .

Штаб-квартира Olympus R&D находится в Хатиодзи, Япония, примерно в часе езды на поезде от вокзала Токио. У них также есть офисы в районе Синдзюку, но все их инженерные разработки ведутся здесь.

Углубляемся в стабилизацию чемпионов

Olympus предлагает одни из лучших технологий стабилизации изображения в фотобизнесе. В частности, их флагманская беззеркальная камера Olympus OM-D E-M1X представила впечатляющую семерку.0 ступеней внутрикорпусной стабилизации. (И в сумме 7,5 ступеней в сочетании с объективом M.Zuiko Digital ED 12-100mm F4.0 IS PRO.) Эта же технология теперь доступна в их E-M1 Mark III, обеспечивая удивительную производительность стабилизации изображения, доступную для продвинутых любителей, и в более компактном корпусе. Учитывая их высочайшую производительность и богатый опыт, Olympus была первой компанией, которая пришла мне в голову, когда я искал кого-то, кто мог бы погрузить меня и наших читателей в глубокое погружение в технологии ИБ. Когда я обратился к ним с просьбой о спонсировании проекта, они ухватились за этот шанс и пригласили меня посетить их штаб-квартиру НИОКР, когда я в следующий раз буду в Японии.

Так получилось, что я ехал по линии Tokyo Metro Chuo до R&D HQ Olympus в Хачиочи, Япония, и разговаривал о стабилизации изображения с Хисаши Такеучи, генеральным менеджером отдела технологий мехатроники в отделе разработки продуктов обработки изображений Olympus Corp. Отдел Такеучи-сана отвечает за системы стабилизации изображения как в теле, так и в объективах, поэтому был человеком , чтобы не только обсудить обе технологии в целом, но и познакомить нас с их камерами и объективами и по-настоящему показать нам орехи. и болты обеих систем.

Объявленная в 2007 году, Olympus E-510 была их первой камерой со сменным объективом, в которой реализована стабилизация изображения.

Богатая история стабилизации как в теле, так и в линзе

Первой камерой Olympus с механической стабилизацией была выпущенная в середине 2000 года камера CAMEDIA C-2100 Ultra Zoom с фиксированным объективом и встроенной стабилизацией изображения. Затем компания впервые применила внутреннюю стабилизацию в Olympus E-510 2007 года, одной из линейки сменных объективов Four Thirds.

В 2012 году E-M5 поднял ставку с первой пятиосевой системой IBIS от Olympus. А к 2016 году он не только впервые предлагал встроенную стабилизацию благодаря объективу M.ZUIKO ED 300mm f4.0 IS PRO, но и был первым в мире с системой Sync IS. Функция Sync IS, доступная с корпусами камер E-M1, E-M5 II и PEN-F, позволила интегрированной и встроенной системам стабилизации изображения работать вместе для еще большей стабилизации.

Учитывая, что большинство производителей камер начинали с IS на основе объектива и в конечном итоге перешли к подходу на основе тела, мне было любопытно, почему Olympus выбрала противоположный подход.По словам Такеучи-сан, ответ заключается в том, что они уже думали о пятиосевом будущем с добавленными осями стабилизации, делающими их системы эффективными в большем количестве ситуаций, чем это возможно с помощью одной только стабилизации на основе линз. Он также пояснил, что добавление сдвига по горизонтали / вертикали наиболее полезно для макросъемки, при этом одних только тангажа, рыскания и крена достаточно для большинства широкоугольных и телефотосъемок.

Невероятная эволюция IBIS

Для меня невероятно, как далеко продвинулась стабилизация изображения за чуть более чем десять лет с момента запуска E-510.В то время трехступенчатая коррекция считалась довольно хорошей для любой системы стабилизации изображения. Возвращаясь к моему предыдущему примеру, это позволит вам делать снимки с рук на 1/25 секунды, если самая длинная выдержка в 1/200 секунды была лучшим вариантом, который вы могли бы сделать самостоятельно, не размывая изображение.

Одной из наиболее интересных демонстраций, которые показал мне Такеучи-сан, был корпус E-M1 Mark II, приводящий в движение узел датчика, установленный за бортом камеры. Это позволило легко увидеть, как датчик перемещается, чтобы противодействовать движению камеры.Было захватывающе наклонять камеру вперед и назад и видеть, как сенсор реагирует, даже когда я поворачиваю камеру в направлении «крена».

В наши дни система, подобная той, что есть в E-M1X (текущий рекордсмен), способна делать 7,5 ступеней, и даже доступные камеры для энтузиастов могут управлять 5,5 ступенями с одним телом. Возвращаясь к нашему примеру, коррекция на 5,5 ступени позволит вам снимать резкие изображения на 1/4 секунды вместо 1/200, а 7,5 ступени позволят снимать с рук более секунды.(!!)

Как стабилизация изображения прошла путь от великолепного до умопомрачительного

Во время нашей встречи Такеучи-сан показал мне в разрезе камеры E-M1 II и E-M1X и объектив 300 мм f / 4, а также оборудование для стабилизации изображения, которое было полностью снято с камеры и частично разобрано. Это дало мне первую возможность увидеть, как функционируют системы, а также увидеть, как усовершенствования, сделанные за эти годы, привели к невероятно компактным системам IBIS, подобным той, что была в E-M5 III.Одно лишь уменьшение размеров было впечатляющим, даже если не учитывать более высокую производительность современных систем.

Вот блоки датчика / IS от E-M1 II и E-M5 III рядом (блок E-M5 II справа). Вы не можете представить себе разницу в размерах, но новый блок занимает на 15% меньше места и весит на 25% меньше. Разница в массе особенно очевидна, когда вы лично видите два устройства рядом.

Сравнивая сборки стабилизации изображения E-M5 III и системы в E-M1 II — модели, выпущенной всего три года назад с эквивалентными характеристиками стабилизации, — я узнал, что Olympus уменьшил громкость примерно на 15%, а вес на целую четверть.Для этого компания Olympus удалила электромагнитные катушки с их отдельной опорной пластины и вместо этого поместила их в вырезы в самой несущей пластине сенсора, уменьшив общую толщину сборки. Различия были еще более заметными при сравнении современной пятиосевой системы IBIS E-M5 III и ее плавающего датчика с двухосной системой с рельсовыми направляющими, установленной на E-510 13-летней давности. Я получил степень в области электротехники и механики, но я был поражен тем, что сенсор E-M5 III может плавать так свободно, сохраняя при этом необходимое совмещение на микронном уровне с объективом.

Вот вид внутренних частей датчиков в сборе, рам, которые на самом деле удерживают датчик, и катушек двигателей звуковых катушек. Вы можете сразу увидеть одну из основных вещей, которые сделал Olympus для сжатия механизма искробезопасности, а именно встраивание катушек в ту же плоскость, что и сама рама. Вы можете видеть, что блок E-M1 II имеет катушки на нижней стороне пластины, поэтому металл рамы добавляет толщину и вес. (Возможно, я просто помешан на этом, но я думаю, что «плавающие» катушки блока E-M5 III выглядят действительно круто 🙂

Гироскопы и акселерометры
Когда я писал это, я понял, что собираюсь небрежно использовать термин «гироскопы», и что многие люди могут не понять, о чем идет речь.

Есть два способа перемещения камеры для размытия изображения: поворот или перемещение. Вращение говорит само за себя, в то время как перевод означает просто движение вверх или вниз, влево или вправо без вращения. Чтобы противодействовать такому движению, системе стабилизации изображения требуются два типа датчиков, по одному для каждого типа движения. Поворот камеры — основная причина размытия на большинстве типов фотографий, но трансляция может быть проблемой и при макросъемке.

Вы можете увидеть это на видео: Такеучи-сан ткнул шариковой ручкой в ​​датчик E-M5 III, чтобы показать мне, как легко он может двигаться в удивительно большом диапазоне движений (это выглядело как хорошая пара миллиметры).На фотографии справа вверху показан узел датчика в открытом виде, с рамкой, удерживающей датчик, и катушками слева и верхней половиной магнитного сэндвича справа. Вы можете увидеть два магнита, приклеенных к металлической опорной пластине справа. Соответствующая пара магнитов расположена под катушками в нижней части узла, чтобы обеспечить сильное однородное магнитное поле, против которого катушки действуют. Рука Такеучи-сан дает представление о масштабе всего собрания.

Устройства, которые реагируют на вращение, называются гироскопами или гироскопами для краткости.Скорее всего, вы когда-нибудь видели игрушечный гироскоп на уроках общей науки или физики: быстро вращающийся ротор внутри неподвижной клетки заставляет гироскоп сопротивляться вращательному движению. Вы можете установить гироскоп на подставке под углом, и он не упадет. Вместо этого он будет медленно вращаться вокруг точки опоры, плавая почти как по волшебству. Если вы когда-нибудь держали его в руке во время вращения, вы знаете, как удивительно и жутко он сопротивляется повороту.

Микроэлектронные гироскопические датчики не имеют внутри вращающихся дисков, а вместо этого используют микроскопические вибрирующие детали для обнаружения вращения.Однако они основаны на том же базовом принципе и могут обнаруживать невероятно малые значения вращения.

Микроэлектронные датчики движения крошечные и удивительно чувствительные. У нас есть автомобильные подушки безопасности, которые мы должны благодарить за развитие технологий, на которые полагаются многие фотографы.

Как следует из названия, акселерометр — это устройство, определяющее ускорение. Он измеряет ускорение, а не положение, но, глядя на ускорение с течением времени, вы можете определить положение устройства.Система IS может использовать эту информацию для корректировки поступательных движений.

Интересно, что у нас есть автомобильные подушки безопасности, которые мы должны благодарить за технологию микроэлектронных механических систем (MEMS), которая включает микрочиповые акселерометры и гироскопы. Производителям автомобилей требовались миллионы очень надежных и недорогих акселерометров для срабатывания подушек безопасности в случае аварии, и эта потребность стимулировала развитие технологии MEMS. Фотографы получают выгоду от технологий, за которые платят сотни миллионов автомобилей на дорогах 🙂

Откуда у Olympus такие хорошие гироскопы?
Я спросил Такеучи-сана, как случилось, что Olympus добился такого резкого повышения способности к стабилизации, и почему другим производителям еще не удалось достичь этого уровня.Ответ удивил меня: Olympus тесно сотрудничал с Seiko Epson Corporation (их поставщиком микросхем гироскопа), чтобы совместно разработать гироскоп с характеристиками на порядок (в 10 раз) лучше, чем то, что было раньше. Меня удивило, что такой производитель камер, как Olympus, так активно участвовал в разработке компонентов, которые они используют, но, похоже, в данном случае это хорошо окупилось. С тремя гироскопами нового поколения в паре с акселерометром в E-M1X, система улучшилась за счет полной остановки в точности стабилизации по сравнению с тем, что было возможно с лучшими ранее доступными гироскопами.

Здесь Такеучи-сан указывает на небольшой узел, в котором находится акселерометр и три микросхемы гироскопа для E-M1x. Гироскопы в E-M1x в 10 раз более чувствительны, чем в предыдущем поколении, как видно на E-M1 II. Разработанные совместно с корпорацией Seiko Epson, они привели к полному EV-стопу улучшения ИБ по сравнению с предыдущим поколением.

Я сказал там «точность», хотя это не дает четкого представления о том, что было улучшением.Когда дело доходит до стабилизации фотографического изображения, критическая проблема в конечном итоге заключается в том, как долго гироскоп может сохранять свой выходной сигнал идеально стабильным.

Гироскопы MEMS неизбежно производят слабый сигнал или «смещение», когда они совершенно неподвижны; в основном они говорят, что они немного вращаются, даже когда стоят на месте. Система стабилизации просто вычитает это смещение в программном обеспечении, но значение медленно дрейфует со временем. Этот «дрейф смещения» может быть не очень большим, но, опять же, требуется очень небольшое изменение угла, чтобы сместить изображение на пиксель или более, что приведет к размытой фотографии.Как мы уже обсуждали выше, система IS на 7,5 ступеней должна удерживать вещи в устойчивом состоянии до пары секунд.

Это датчик / IS в сборе от Olympus E-M1X. Датчик установлен на несущей раме, которая может свободно перемещаться, сохраняя при этом идеальное оптическое совмещение с объективом.

Подумайте об этом еще раз: гироскоп должен быть настолько устойчивым, чтобы он мог различать дрейф смещения и вращения настолько незначительные, что они соответствуют движению изображения на поверхности датчика менее одного пикселя через несколько секунд .Для 24-мегапиксельной камеры с объективом, эквивалентным 50 мм, один пиксель соответствует примерно 6 тысячных градуса. Насколько это мало? Для наших читателей из США представьте себе прямую кромку длиной 10 футов, лежащую идеально ровно. Теперь подложите под один конец три листа бумаги для копировального аппарата. Это 0,006 градуса. (Для наших читателей в странах с метрической системой измерения представьте себе измерительную линейку и подложите один лист бумаги под дальний конец.) Вот какое небольшое движение гироскоп должен уметь обнаруживать, в течение одной-двух секунд.

Вот еще один способ взглянуть на это: если бы вы постоянно поворачивали со скоростью 0,006 градуса каждые 1,5 секунды или около того, вам потребовалось бы 25 часов , чтобы повернуть полный круг (360 градусов)!

Большой вопрос, который у меня возник, заключался в том, как IS-процессор может точно знать, где находится датчик, когда он приказывает ему переместиться в определенное положение. Положение должно быть точно правильным, с точностью до пары микрон. (Десятитысячная дюйма или около того.Ответ заключается в том, что еще один датчик измеряет поле от еще одного набора магнитов, чтобы обеспечить сверхточную обратную связь по движению. Сам датчик скрыт под печатной платой, которую вы видите слева. Треугольная пластина справа удерживает шесть магнитов, которые создают поле, которое измеряет этот датчик. (Эта пластина помещается в Т-образное отверстие на пластине, в которой размещены магниты двигателя звуковой катушки, которые мы видели на последнем изображении выше. Такеучи-сан собирался показать мне, как выровнены две пластины, но эти маленькие магниты чрезвычайно сильны. (!) Специальные приспособления удерживают две подузлы на месте на сборочной линии, но выровнять их вручную практически невозможно, потому что два набора магнитов настаивают на прилипании друг к другу.

Глубокое погружение: как работает стабилизация изображения

Среди уникальных возможностей, которые у меня были во время моего визита к Такеучи-сан, одной из самых крутых для такого инженерного ботаника, как я, была возможность лично увидеть и обработать частично разобранные компоненты переключения датчиков. Гораздо легче понять, как все работает, если вы можете подробно рассмотреть все составные части.

Двигатели со звуковой катушкой
В своей основе современные системы IBIS все еще очень похожи на те, что были в первые дни, только с большей точностью и изощренностью.Ряд постоянных магнитов, расположенных попарно на неподвижной части узла переключения датчиков, взаимодействуют с электромагнитными силами, создаваемыми катушками, прикрепленными к плавающей несущей пластине датчика.

Технология, используемая для перемещения датчика изображения (или элементов объектива, в случае IS на основе объектива), основана на так называемом «двигателе звуковой катушки». Название происходит от звуковых динамиков, которые используют тот же подход для перемещения диффузоров динамиков в ответ на электрические сигналы.

Это так называемые звуковые катушки, и вместе с магнитами, расположенными над и под ними, они образуют двигатели звуковых катушек, названные так потому, что громкоговорители, наушники и тому подобное используют тот же механизм для преобразования электричества в звуковые колебания. Пропускание электрического тока через катушку с проволокой создает магнитное поле, которое будет толкать или притягивать ближайший постоянный магнит в зависимости от полярности и величины протекающего тока.

В камере или объективе сила, создаваемая двигателями звуковой катушки, позволяет системе IS перемещать датчик или элемент объектива очень маленькими, точно контролируемыми шагами.

Двигатель звуковой катушки состоит из катушки с проволокой, окруженной сильными магнитными полями. Небольшие количества электрического тока, проходящего через катушку, создают магнитное поле, которое противодействует полю окружающих фиксированных магнитов. Двигатели звуковой катушки способны очень быстро совершать очень точные движения, что необходимо для стабилизации изображения.

Этот ультра-макро снимок показывает поперечное сечение катушек и магнитов одного из трех двигателей звуковой катушки системы E-M1X IS.Чтобы дать вам ощущение масштаба, большая часть с резьбой, которую вы видите слева, — это гнездо для штатива камеры. (Это также дает вам представление о том, насколько плотно механизм стабилизации изображения упакован в корпус камеры: судя по относительному размеру гнезда штатива, между ним и рамой узла датчика есть зазор всего около 0,4 мм.)

Гарантируя, что она остается идеально ровной и перпендикулярной центральной оси линзы, кажущаяся плавающей несущая пластина фактически скользит по крошечным керамическим подшипникам диаметром менее миллиметра.Подшипники и поверхности, на которых они движутся, настолько гладкие, что вся рама датчика остается плоской с точностью до нескольких тысячных миллиметра, независимо от своего положения X-Y. (Опять же, я не инженер-механик, но меня поразило то, что датчик может двигаться так свободно, но при этом оставаться таким точно выровненным.)

Это внутренняя часть IS в сборе от камеры E-M5 III. Вы можете увидеть одну из катушек проволоки внизу. Катушки перемещаются по раме или на которой держится датчик изображения.Ток, проходящий через катушки, заставляет рамку перемещаться относительно корпуса камеры, фиксируя изображение в фиксированном положении на поверхности датчика, даже когда корпус камеры перемещается.

E-M5 III представлял собой настоящий инженерный подвиг, установив систему IS на значительно меньший корпус, чем у E-M1 Mark II, при сохранении того же уровня характеристик IS. Часть того, как они это сделали, заключалась в том, чтобы встроить большие катушки в несущую раму, а не класть их сверху.В целом система IS E-M5 III на 15% меньше и на 25% легче, чем у E-M1 Mark II.

Три катушки, пять осей
Для пятиосевой системы стабилизации изображения, подобной той, что используется в E-M5 III, необходимы всего три звуковые катушки, каждая из которых находится между парой постоянных магнитов. Наклон камеры вверх или вниз, вправо или влево (вращение по тангажу и рысканью) приводит к тому же движению изображения по оси X / Y на поверхности датчика, что и при его смещении в этих направлениях без поворота.Таким образом, просто возможность перемещать датчик в двух направлениях дает вам четыре «оси» коррекции. (Самые ранние системы исправляли только тангаж и рыскание, а не движение вверх / вниз / влево / вправо, потому что у них были только гироскопические датчики, а не акселерометры. Таким образом, хотя их движение датчика x / y могло корректировать оба типа движения, они не было датчиков для определения линейного перемещения.)

Оставшаяся ось относится к вращению вокруг линзы или «крену». Это может произойти при съемке неподвижных изображений, когда вы быстро нажимаете кнопку спуска затвора, из-за чего правая сторона камеры слегка опускается.Даже если вы будете осторожны со спуском затвора, довольно сложно удерживать камеру идеально ровно во время длительной выдержки, и этот вид вращения может быть очень заметен, когда вы держите видео в руках.

Что меня поразило в системах стабилизации изображения на основе сенсоров, так это то, что они позволяют сенсору свободно перемещаться в плоскости x / y, сохраняя при этом идеально ровное выравнивание по отношению к линзе в пределах всего нескольких микрон. Из многих интервью с инженерами по камерам и оптикам я знаю, насколько важно поддерживать идеальное выравнивание сенсора с объективом.«Наклон» всего в несколько микрон (тысячные доли миллиметра) может привести к неравномерной резкости изображения. Для поддержания этого выравнивания салазки датчика установлены на крошечных керамических шарикоподшипниках. Такеучи-сан показывает на одного из них пинцетом с очень тонким наконечником. Я не знаю реальных размеров подшипников, но они должны быть миллиметра или меньше в диаметре. Фотографии не воздают им должного, они были невероятно крошечными.

Пятиосевая система стабилизации изображения компенсирует вращение рулона за счет вращения датчика изображения внутри корпуса камеры.Olympus делает это, настраивая моторы звуковой катушки друг против друга. Каждая пара катушек перемещает датчик вперед и назад или вверх и вниз, когда они действуют вместе. Однако, если ток в катушках неодинаков, на датчик будет создаваться скручивающая сила, заставляющая его вращаться относительно неподвижного основания.

Важно отметить, что это критическое преимущество систем IS на основе тела; они способны компенсировать вращение крена, тогда как системы на основе линз не могут. Это связано с тем, что элементы линз радиально симметричны.Это причудливый способ сказать, что линза будет одинаково отклонять свет, независимо от того, как вы можете повернуть ее вокруг своей оптической оси. Если взять какой-либо элемент фотообъектива и повернуть его на 90 градусов в оправе, изображение будет выглядеть точно так же. (Если только вы не очень плохо умеете делать линзы.) 😉

Крен — это вращение вокруг оси объектива (представьте себе наклон плоскости в поворот: угол наклона крыльев вращается). Крен не может быть компенсирован с помощью IS на основе объектива, и это особенно заметно при видеозаписи.

Такеучи-сан объяснил, что это была ключевая причина, по которой они с самого начала выбрали стабилизацию изображения на основе тела. Они знали, что IS на основе объектива не может компенсировать все движения камеры, поэтому хотели разработать подход, основанный на теле, чтобы справиться с этими ситуациями.

Как система узнает , насколько переместился датчик?
Положение датчика необходимо контролировать настолько точно (с точностью до нескольких тысячных долей миллиметра), что невозможно просто послать через звуковые катушки «x» величину тока и ожидать, что датчик переместится точно на нужную величину.Система использует так называемый датчик Холла для измерения положения датчика с невероятной точностью. Это полупроводниковый чип, расположенный рядом с еще другим набором магнитов , который измеряет магнитное поле как способ определения положения. Я не буду вдаваться в подробности того, что такое датчики на эффекте Холла, вы можете прочитать об этом в Википедии. Достаточно сказать, что они способны очень быстро и точно определять положение датчика.

Как вы можете себе представить, требуется много вычислений, чтобы отследить движение по пяти разным осям, а затем использовать обратную связь от отдельного датчика положения, чтобы гарантировать, что датчик точно его компенсирует.E-M1X выделяет для этой задачи целый отдельный чип процессора.

Однако управлять электромеханической системой так точно в реальном времени сложно, требуя большого количества вычислений, чтобы выяснить, где находится датчик, с какой скоростью он движется в каком направлении, насколько сильно его нужно толкать, чтобы двигаться дальше в этом направлении или даже изменять направление и т. д. и т. д. Камеры Olympus имеют два высокоскоростных процессора, которые решают, какой ток посылать на двигатели звуковой катушки, момент за моментом.

Рассмотрим более подробно микросхему IS Engine на материнской плате камеры E-M1X. Этот единственный чип, полностью посвященный вычислению и контролю искробезопасности, более мощный, чем целые процессоры камер не так много лет назад.

На первом месте появился IS на основе линз, но в некоторых отношениях IBIS превосходит его

.

Еще в эпоху пленочных фотоаппаратов стабилизация изображения на основе объектива была единственным доступным способом. Системы стабилизации изображения на основе линз в некоторых отношениях работают очень похоже на стабилизацию изображения в теле, и снова работают с использованием двигателей со звуковой катушкой.Однако вместо перемещения датчика изображения они перемещают элемент объектива или группу элементов.

Эти движения элемента (-ов) объектива, в свою очередь, будут искажать оптический путь, чтобы противодействовать дрожанию камеры, смещая световые лучи, когда они проходят через элемент, не влияя иным образом на их точку фокусировки или оптическое выравнивание. Конечно, как мы уже обсуждали, IS на основе объектива не может корректировать вращательное движение, и поэтому стабилизация изображения в теле имеет преимущество в этом отношении.IS на основе тела также, как правило, более эффективен при широкоугольных фокусных расстояниях, в то время как IS на основе объектива может обеспечить больший диапазон коррекции в телефото, но самое фундаментальное различие между двумя подходами заключается в том, что на основе тела можно компенсировать вращательное движение.

Современные линзы состоят из множества оптических элементов, некоторые из которых расположены отдельно, другие соединены в группы. В линзах IS одна из групп контролирует угол прохождения световых лучей через сборку.На этой диаграмме в разрезе показан зум-объектив Olympus 12–100 мм. Его элемент стабилизации изображения — третий сзади (справа), состоящий из двух отдельных линз, скрепленных вместе.

Элемент IS в объективе 300 мм f / 4 также является третьим сзади, но выглядит совершенно по-другому: три отдельных элемента объектива перемещаются вместе. Я почти ничего не знаю об оптическом дизайне, поэтому мне кажется удивительным, что вы можете создать группу линз, чтобы просто смещать свет, не влияя на фокус или резкость вообще: -0

Вот образец 300-миллиметрового разреза.В правом нижнем углу верхней фотографии Такеучи-сан указывает на один из двигателей звуковой катушки, который перемещает искробезопасный элемент. (Другой находится сзади, спрятан за оптическими элементами.) Нижняя фотография представляет собой увеличенный макроснимок IS-элемента и двигателя. Вы можете видеть три отдельные линзы (одна светло-серого цвета, две другие темнее), черный пластик, который удерживает их на месте, и пальцы пластиковой опорной конструкции, выступающие сверху и снизу. Нижняя часть опорного кольца прикреплена к катушке VCM, а верхняя часть прикреплена к тому, что я считаю датчиком положения, который все время сообщает электронике, где именно находится элемент IS.

Система стабилизации объектива нуждается в гироскопических датчиках для обнаружения дрожания, как это делают системы, расположенные внутри тела. На верхнем изображении Такеучи-сан указывает на одну из микросхем гироскопа в 300 мм; на снимке ниже показан вид в супер-макро.

Сборка 300 мм IS представляет собой сложный комплект; это вид спереди и сзади. Я понятия не имею, что они все делают, но здесь демонстрируется множество электрических соединений.Маленькие белые прямоугольники — это разъемы для гибких схем, передающих сигналы к другим частям электроники объектива и от них. Вы можете увидеть гибкую схему, подключенную к разъему в верхнем левом углу, вероятно, подключенную к катушкам и датчикам положения на самом движущемся элементе. Как и в случае с блоком IS E-M5 III, я был удивлен тем, насколько легко перемещается плавающий элемент, когда Такеучи-сан осторожно ткнул в него кончиком пера.

Хотя в их камерах уже есть гироскопы для IS со смещением сенсора, Olympus по-прежнему необходимо включить гироскопы в свои объективы с поддержкой IS.Каналы передачи данных между корпусом и объективом недостаточно быстры, чтобы корректировать дрожание камеры в реальном времени без недопустимого запаздывания.

Священный Грааль IS обеспечивает высочайшую производительность

Если вы застряли со мной так долго, вы, вероятно, уже задаетесь вопросом: могут ли системы стабилизации в теле и в объективе работать вместе? Можно ли добиться еще лучших характеристик стабилизации изображения, просто прикрепив линзу IS к корпусу с функцией стабилизации изображения?

Оказывается, ответ не так прост, как может показаться.Если задуматься, линза и система стабилизации изображения тела будут пытаться делать одно и то же. Если они не скоординированы друг с другом, IS на основе тела попытается скорректировать движение камеры, которое она увидела, но объектив уже исправил бы это. В конечном итоге размытие будет таким же плохим, как и в начале, но в противоположном направлении!

Благодаря Sync IS от Olympus объектив и стабилизатор изображения на корпусе работают вместе, обеспечивая еще большую стабилизацию. Корпус E-M1x в сочетании с такими объективами, как 300mm f / 4 PRO, может обеспечить до 7.5 ступеней уменьшения дрожания. Более доступный E-M1 Mark III может сделать то же самое.

Совместная работа встроенной стабилизации и встроенной стабилизации объектива на протяжении многих лет была святым Граалем технологии IS, и компания Olympus достигла этого с помощью своей технологии Sync IS. Как и следовало ожидать, объектив и стабилизатор изображения на основе корпуса работают вместе, поэтому система в целом может компенсировать большее движение, чем одна из сторон могла бы сама по себе. Это помогает в фотосъемке, и вы можете увидеть улучшение где-то от 0,5 до 1.0 EV с совместимыми камерами Olympus при работе совместно с системой стабилизации изображения объектива по сравнению с телами, работающими самостоятельно. (Точная цифра улучшения Sync IS зависит от модели камеры.)

Когда системы стабилизации изображения на основе объектива и корпуса могут работать вместе (как в случае с технологией Olympus Sync IS), они могут компенсировать большее движение, чем любая из них может работать по отдельности. Если у вас достаточно хороших гироскопов, это может увеличить количество шагов компенсации EV до полной остановки.Впрочем, влияние еще более очевидно при съемке видео с рук, когда необходимо со временем компенсировать большое количество движений камеры.

Однако влияние на запись видео может быть гораздо более заметным. Вспомните, что конечный предел производительности IS больше связан с дрейфом смещения микросхем гироскопа, чем с чем-либо еще. Однако в случае видео ограничивающим фактором является то, сколько общего движения камеры система IS может компенсировать до того, как исчерпает свою компенсирующую способность.Это может быть сложный баланс, решающий, как вы справляетесь с большим количеством движений, чтобы вы могли поддерживать стабильность как можно дольше, не получая больших «рывков», когда системе не хватает места с ее элементами компенсации.

По моему опыту, преимущества Sync IS наиболее очевидны при съемке видео с рук, особенно если я панорамирую или (ужасно) иду с камерой. Это очень существенная разница, и, конечно же, можно приветствовать добавленную остановку или около того для улучшения неподвижных снимков.

И, конечно же, в качестве дополнительного бонуса Sync IS включает в себя способность IS на основе тела также компенсировать вращение вдоль оси крена.

Будущее стабилизации: еще меньше и лучше

Как я уже сказал в начале, мы наблюдали огромные улучшения в стабилизации изображения за последние десять или два года, особенно за последние несколько лет. С такими значительными улучшениями я обнаружил, что задаюсь вопросом, где Olympus может увидеть дальнейшие возможности для улучшения в будущем.Когда я спросил его, Такеучи-сан сказал, что с учетом того, что эффективность систем стабилизации сейчас достигает такого высокого уровня, основное внимание в будущем будет уделяться тому, чтобы технология стала еще меньше и легче. Глядя на разницу между системой от теперь уже устаревшего EVOLT 510 и нынешней E-M5 III, трудно представить, как им удастся сбрить еще больше при размере и пухлости. Однако, учитывая акцент Olympus на компактный размер и легкий вес в своих камерах Micro Four Thirds, ясно, что это будет важным направлением в будущем.

Резюме: есть вопросы? Дай мне знать …

Как я уже сказал вначале, моей главной целью здесь было немного объяснить, как работают системы ИБ в целом, и поделиться своим удивлением по поводу того, насколько сложной стала эта технология. Дайте мне знать, как я справился с этим, в комментариях ниже и не стесняйтесь задавать любые вопросы, которые могут у вас возникнуть; Я буду следить за комментариями здесь как минимум неделю или две после публикации. Я не могу гарантировать, что у меня есть все ответы, но я буду счастлив задать любые более глубокие вопросы, на которые не могу ответить, инженерам Olympus R&D и дам вам знать, что они говорят! (Конечно, будьте готовы к тому, что «мы не можем это комментировать», если вопрос касается служебной информации.Я часто узнаю об этом от всех производителей камер, когда исследую себя 😉

Примечание COVID-19: хотя эта статья публикуется в конце июля 2020 года, все интервью, фотографии и видео были проведены в Хатиодзи, Япония, в конце октября 2019 года, до начала кризиса.

Google объясняет, почему пиксель не имеет оптической стабилизации изображения

Когда на прошлой неделе Google анонсировал свой смартфон Pixel и хвастался своей «лучшей камерой для смартфонов», по сравнению с iPhone ему не хватало одной примечательной вещи: оптической стабилизации изображения.Вместо физической стабилизации снимков Pixel использует показания встроенного гироскопа телефона для компенсации дрожания.

С тех пор Google пролил свет на то, почему он решил использовать электронную стабилизацию изображения (EIS) вместо оптической (OIS). На форумах сообщества пользователей Pixel пользователь по имени Джейк Кристал попросил объяснить свой выбор.

«Почему Google выбирает электронную стабилизацию изображения вместо оптической стабилизации изображения?» Кристалл пишет. «Электронная стабилизация изображения лучше, чем OIS?»

Исаак Рейнольдс, руководитель отдела разработки камер Google, поделившийся образцами фотографий, дал пространный ответ:

У EIS и OIS очень разные цели, поэтому вы не можете сравнивать их, чтобы спросить, что лучше / хуже.OIS в первую очередь улучшает фотографии при слабом освещении, физически компенсируя дрожание рук в каждом отдельном кадре, а EIS улучшает дрожание видео, поддерживая согласованное кадрирование между несколькими видеокадрами. OIS предназначен в первую очередь для фото, а EIS — только для видео.

В чем помогает OIS, так это в фотографиях при слабом освещении. Он компенсирует дрожание рук, позволяя выдерживать более длительные выдержки при слабом освещении, но это, в свою очередь, увеличивает размытость движения в кадре. И у него есть всевозможные компромиссы, начиная с его физического размера (это означает, что будет сложнее произвести тонкое / маленькое устройство, как Pixel).

И, несмотря на отсутствие OIS, Pixel по-прежнему очень хорош для фотографий при слабом освещении, превосходя другие камеры, у которых есть модули OIS. Это свидетельство его программных алгоритмов мирового уровня, особенно HDR +. А с программными алгоритмами вместо оборудования OIS Pixel со временем может становиться все лучше и лучше.

В конце концов, Pixel делает одни из лучших фотографий при слабом освещении, которые вы найдете на любом смартфоне, даже без OIS. И вот что действительно важно — изображения лучше, а не то, как это делает Pixel.

Вот видео с презентации Pixel, на котором показаны нестабилизированные и стабилизированные кадры из Google Pixel бок о бок:

Интересно, что новые iPhone 7 и iPhone 7 Plus могут выполнять оптическую стабилизацию изображения для обе фото и видео .

(через сообщество пользователей Pixel через SlashGear)

Объяснение стабилизации изображения | Экспозиционный центр FUJIFILM — США

Фото © Jonathan Irish

4 минуты чтения

OIS и IBIS — это гораздо больше, чем просто причудливые аббревиатуры — они являются жизненно важным оружием в вашей борьбе с шаткими изображениями.Вот что вам нужно знать

Раньше, до того, как технологии камеры стали по-настоящему умными, был только один способ гарантировать получение снимков без дрожания: поставить камеру на прочный штатив. Как только камера снималась со штатива, всегда была вероятность того, что дрожание камеры испортит ваши фотографии. Однако совсем недавно были созданы технологии стабилизации изображения, которые помогают снизить вероятность дрожания камеры при съемке с рук.Fujifilm использует две системы: оптическую стабилизацию изображения (OIS) и внутреннюю стабилизацию изображения (IBIS). Давайте рассмотрим каждый по очереди.

Оптическая стабилизация изображения

Система оптической стабилизации изображения Fujifilm используется в некоторых объективах XF, XC и GF. Проще говоря, если в названии вашего объектива есть OIS, он имеет встроенную систему стабилизации изображения, такую ​​как XF50-140mmF2.8 R LM OIS WR. OIS предназначена для борьбы с дрожанием камеры, вызванным горизонтальным или вертикальным перемещением. Для этого ряд гироскопических датчиков внутри линзы выполняет тысячи вычислений в секунду, чтобы вычислить, когда и как движется линза.Затем один из элементов объектива, который является моторизованным, перемещается для предотвращения сотрясения. Вот почему вы можете услышать внутреннее жужжание объектива OIS, когда система активна.

Системы OIS в объективах XF и XC предлагают различные уровни стабилизации изображения. Некоторые объективы, такие как вышеупомянутый объектив XF50-140mmF2.8, предлагают до пяти ступеней компенсации, в то время как другие предлагают меньше этого. Но каждый фотограф должен определить, какую компенсацию он действительно может получить.

Для этого прикрепите объектив OIS и выберите режим экспозиции с приоритетом выдержки. При выключенной системе OIS сделайте экспозицию 1/125 с, а затем проверьте резкость изображения. Если он резкий, попробуйте 1/60 секунды и проверьте еще раз. Продолжайте делать это, каждый раз выбирая более длинную выдержку, пока не заметите дрожание в кадре. Теперь включите систему OIS и повторите этот процесс, постепенно увеличивая выдержку, пока вы снова не увидите дрожание — все в порядке, это будет более длинная выдержка, чем у вас получилось с выключенной OIS.Разница в двух выдержках — это количество ступеней, которые вы можете сделать лично. Например, если вы можете получить изображения без дрожания с выключенной оптической стабилизацией на 1/60 секунды и включенной на 1/8 секунды, это будет три ступени компенсации. Запомните это для каждой из ваших линз OIS.

Хотя OIS основан на объективе, на вашей камере есть опция, где вы можете выбрать, когда OIS работает. Перейдите в меню НАСТРОЙКА СЪЕМКИ и выберите РЕЖИМ СЪЕМКИ, где у вас будет два варианта: НЕПРЕРЫВНАЯ или ТОЛЬКО СЪЕМКА.В режиме НЕПРЕРЫВНАЯ система OIS всегда активна, когда камера включена, в то время как СЪЕМКА ТОЛЬКО включает систему при нажатии кнопки спуска затвора наполовину для фокусировки. Чтобы максимально продлить срок службы батареи, выберите ТОЛЬКО СЪЕМКА. Эта функция также работает для IBIS.

Стабилизация изображения в теле

IBIS доступен только на некоторых системных камерах серии X и GFX и предлагает более сложный уровень стабилизации изображения. Если OIS работает только по двум осям, IBIS работает по пяти осям и компенсирует вертикальное и горизонтальное перемещение — так же, как OIS — плюс крен, тангаж и рыскание.С помощью этой системы возможна компенсация до более чем пяти ступеней, и она работает независимо от используемого объектива. Это связано с тем, что вместо того, чтобы компенсировать движение, используется элемент в объективе, вместо этого перемещается сенсор камеры.

Несмотря на то, что IBIS отлично подходит для создания неподвижных изображений, он также отлично подходит для записи видео с рук и предотвращает «подпрыгивание» фильмов при одновременной съемке и прогулке.

Фото © Крис Маэстас

Когда не использовать стабилизацию изображения

Какими бы хорошими ни были IBIS и OIS, в некоторых случаях вы не захотите их использовать:

• КОГДА ВЫ ХОТИТЕ УВЕЛИЧИТЬ СРОК СЛУЖБЫ АККУМУЛЯТОРА. OIS и IBIS питаются от батареи. Если у вас мало заряда или вы хотите как можно дольше создавать изображения, выключите их.
• ПРИ СЪЕМКЕ ВИДЕО С ВНУТРЕННЕГО МИКРОФОНА. Если вы записываете видео с включенным OIS или IBIS, обязательно записывайте звук с помощью отдельного микрофона или записывающего устройства. Это связано с тем, что внутренний микрофон камеры, скорее всего, улавливает жужжание системы стабилизации, когда она выполняет свою работу.

Фото © Дэн Бейли

.

No related posts.