Все що потрібно знати про системи стабілізації зображення

Найпростішим стабілізатором зображення є штатив та його похідні (монопод, настільний або плечової штативи). За допомогою даного аксесуара вдається нерухомо закріпити фотоапарат і зробити кадр на довгій витримці. Вбудовані в камеру системи стабілізації виконують схожу функцію, але не на таких довгих витримках. Вони згладжують ефект від трясіння або інших зміщень фотокамери, а також дають змогу виграти від 1 до 5 ступенів експозиції під час зйомки з рук в умовах нестачі світла.

Системи стабілізації зображення прийдуть на допомогу фотолюбителеві в ситуаціях, коли неможливо скористатися спалахом. Ще вони завжди готові посприяти в отриманні якісного результату без смаза і шевеленки, коли сильне підвищення світлочутливості (ISO) не дозволяє позбутися від необхідності виставляти досить довгу витримку для зйомки поточної сцени.

Стабілізатор виконує не менш важливі функції і під час зйомки відео. Його наявність в арсеналі камери позитивним чином позначається на плавності відзнятого відеоряду. Деякі системи стабілізації також вміють компенсувати високочастотні вібрації від моторів дронів і радіокерованих моделей, даючи змогу отримати на виході чітку картинку без тремтіння об'єктив в кадрі.

Родоначальником систем стабілізації виступає відеотехніка. Але якщо раніше стаб був присутній тільки на борту об'єктивів, то зараз активно зустрічається в самих фотоапаратах, екшн-камери та всередині камер мобільних телефонів.

Довідка. В середовищі виробників фототехніки не прийнято ділитися своїми секретами з конкурентами, тому кожен великий гравець випускає власну систему стабілізації зображення з фірмовим найменуванням:

• Canon — IS (Image Stabilizer);
• Nikon — VR (Vibration Reduction);
• Sony — OSS (Optical Steady Shot) і SSI (Steady Shot Inside — матричний стаб);
• Fujifilm — OIS (Optical Image Stabilizer);
• Olympus — IBIS (In Body Image Stabilizer — матричний стаб);
• Panasonic — Mega O. I. S. і Power O. I. S. (Optical Image Stabilizer);
• Pentax — SR (Sharke Reduction — матричний стаб);
• Sigma — OS (Optical Stabilization);
• Tamron — VC (Vibration Compensation);
• Tokina – VCM (Vibration Compensation Module).

Існує три основних типи стабілізації: цифрова, оптична і матрична.

Цифрова стабілізація

Робота систем цифрової (іншими словами — електронної) стабілізації ґрунтується на програмних алгоритмах поліпшення якості, які визначають зсув зображення і компенсують його за рахунок обрізання країв кадру вихідного зображення. В цьому разі для побудови зображення використовується вся площа сенсора, але створюється своєрідний кроп — зображення зменшується аж до 40 % від початкового розміру, а частина пікселів резервується під його можливий зсув у межах фактично знятого кадру. Простіше кажучи, при тремтінні камери картинка плаває по поверхні матриці від одного краю до іншого.

Найчастіше цифрова стабілізація використовується в екшн-камери, компактних цифрових фотоапаратах та смартфонах, оскільки вона не потребує місця для встановлення додаткових апаратних компонентів і, відповідно, не впливає на вартість пристрою.

Водночас електронний стабілізатор, як було сказано вище, обрізає частина картинки (наприклад, сімейство Action-камер Sony у звичайному режимі веде зйомку з кутом поля зору 170°, а зі стабом він урізується до 120°). Негативні впливу на якість зображення також проявляються у створенні перешкод при використанні цифрового зума і втрати деталізації зображення при фото-, так і при відеозйомці. Більш ефективними альтернативами цифрового стабілізатора є оптичні та матричні системи стабілізації.

Оптична стабілізація

Дані системи компенсації коливань застосовуються, як випливає з назви, в конструкції об'єктивів. Вперше оптична стабілізація була встановлена на борту зум-об'єктива Canon EF 75-300mm f/4-5.6 IS USM у 1995 р. В сімействі смартфонів її дебют відбувся значно пізніше — у 2012 р. зазначеною системою був обладнаний модуль основної камери телефону Nokia Lumia 920.

+17 фото

Nokia Lumia 920 32 ГБ / 1 ГБ 

Принцип дії систем оптичної стабілізації кардинально відрізняється від цифрового способу. В об'єктив вводиться додатковий елемент (наприклад, рухома двояковогнутая лінза), який за допомогою електричного приводу відхиляється в протилежну сторону відносно оптичної осі об'єктива. Необхідний рівень зсуву визначають 2 спеціальних датчика вимірювання кутової швидкості (по вертикалі і по горизонталі), оснащені гироскопами. А команду на зміну положення додаткової лінзи подає швидкісний мікроконтролер, що зчитує до 1000 показів за 1 секунду. У підсумку з точки зору матриці проєкція зображення залишається нерухомою.

Продуктивність систем оптичної стабілізації оцінюється можливістю виграти від 2 до 5 ступенів експозиції під час зйомки з рук в умовах несприятливого освітлення. наприклад, потужний телезум Tamron 150-600mm F/5.0-6.3 Di VC USD дозволяє компенсувати до 4.5 стопів, що на максимальній фокусній відстані дає можливість отримувати якісний результат під час зйомки з витягами аж до 1/30 с.

+29 відео

Tamron 150-600mm f/5.0-6.3 VC USD Di 

Як видно, найбільша ефективність стабілізатора спостерігається під час роботи на значеннях витримки, близьких до 1/еквівалентна фокусна відстань. На довгих і коротких витримках його бажано відключати, оскільки стаб може створювати невелике «мило».

Основними аргументами «за» оптичні системи стабілізації виступає їх висока ефективність, особливо під час роботи з довгофокусними об'єктивами, а також надання можливості побачити на екрані смартфона або у видошукачі камери зображення в стабілізованому вигляді ще до натискання на кнопку спуску затвора. До того ж вони займають позицію на голову вище цифрових систем і не роблять впливу на якість картинки.

Аргументи «проти» на тлі переваг оптичних стабів виглядають відверто слабко. До них можна віднести хіба що надання впливу на світлосилу об'єктива через наявності додаткових лінз в оптичній схемі і більш високу вартість пристроїв зі стабом на борту.

Корисно знати. Існують вузькоспрямовані системи оптичної стабілізації, які розкриваються при макрозйомці або під час створення фоторепортажів з спортивних подій (наприклад, Canon Hybrid IS і Nikon VR Sport відповідно).

Матрична стабілізація

На відміну від оптичних систем, додатковий елемент для придушення вібрацій, трясіння рук і компенсації коливань ховається безпосередньо в корпусі фотокамери. І це не що інше, як сама матриця, закріплена на рухомий стабілізуючої майданчику. Компенсація траєкторії зміщення камери здійснюється шляхом переміщення платформи з сенсором в площині, перпендикулярній до оптичної осі об'єктива.

Управляючий мікропроцесор на основі отриманих даних з датчиків вимірювання кутової швидкості і гіроскопічних сенсорів запускає в рух електроприводи для зміщення майданчики з матрицею. Говорячи більш простими словами, сенсор зображення переміщається вгору-вниз, вправо-вліво або нахиляється вздовж власної осі (за умови використання 5-осьовий системи), згідно реакції автоматики на найменші відхилення положення камери.

найважливішим перевагою систем матричної стабілізації зображення є можливість роботи з будь-якими об'єктивами, в т. ч. старими радянськими (Геліос, Юпітер і іншими). У зв'язці з відповідною камерою яка завгодно оптика (крім, мабуть, мануальних беспроцессорных об'єктивів) стає стабілізованої. А найбільш прогресивні системи підтримують ще й подвійну стабілізацію і за допомогою оптичного стаб всередині об'єктива, і з допомогою технології зсуву матриці. Яскравим прикладом такої камери виступає флагманська бездзеркалка Panasonic Lumix DMC-GX8.

+10 фото

+8 відео

Panasonic DMC-GX8 body 

На користь матричних стабілізаторів також говорить мінімальний рівень спотворень одержуваних зображень, відсутність впливу на світлосилу оптики і безшумність під час роботи — важливий фактор для відеографів.

Камери з технологією зсуву матриці зазвичай коштують дорожче своїх аналогів. Але варто пам'ятати про те, що вони позбавляють від необхідності використання стабілізованої оптики, даючи змогу істотно заощадити на придбанні об'єктива. Ось тільки в парі з телеоб'єктивами матрична стабілізація не завжди в змозі ефективно допомогти — майданчик з матрицею просто не встигає зрушитися на велику відстань за настільки короткий проміжок часу, необхідний для забезпечення стабілізації картинки.

Вдалої вам зйомки!