Что значит стабилизация со сдвигом матрицы

Стабилизация изображения. Глава 2 – Матричная стабилизация

В первой главе были рассмотрены принципы стабилизации изображения посредством встроенных в объектив оптических систем стабилизации. Настал черёд поговорить о более современной и продвинутой технологии матричной стабилизации изображения.

Данная технология возникла уже в XXI веке и впервые была применена в 2003 г. на фотокамере Dimage A1 от доживающей последние годы компании Konica-Minolta.

Первый матричный стабилизатор получил название AS (Anti-Shake). Он был двухосевым и умел компенсировать смещение камеры по горизонтали и по вертикали. Огромным плюсом новой технологии была возможность работы с любыми объективами, что являлось кардинальным отличием от технологии Nikon’а и Canon’а, до сих пор устанавливающих стабилизатор исключительно в объективы.

На сегодняшний день системы матричной стабилизации изображения могут компенсировать смещения уже по 5 осям (вверх-вниз, в стороны, вокруг собственной оси) и позволяют выиграть до 5 стопов при съёмке с рук. Хотя их разновидностей не так уж и много:

• Sony – SS (Steady Shot) – является наследником системы AS (Anti-Shake) от Konica-Minolta; имеет две разновидности:
  • SSS (Super Steady Shot);
  • SSI (Steady Shot Inside);
• Olympus и Panasonic – IBIS (In Body Image Stabilizer);
• Pentax – SR (Sharke Reduction).

Перед тем как перейти к описанию технической части работы систем стабилизации изображения посредством сенсора фотоаппарата давайте посмотрим видео о том, как стабилизатор помогает в тех или иных ситуациях получить чёткую картинку:

Сенсор фотокамеры в это время ведёт себя примерно так:

На последнем видео очень хорошо видно, как датчик изображения перемещается туда-сюда. Именно таким образом осуществляется матричная стабилизация изображения. Сенсор фотокамеры закрепляется на специальной подвижной платформе, которая может перемещаться в плоскости, перпендикулярной оптической оси объектива. Эта конструкция управляется микропроцессором, который считывает информацию с очень точного датчика измерения угловой скорости и гироскопических сенсоров, задаёт направление сдвига платформы и запускает электроприводы для её перемещения.

Матричный стабилизатор позволил внедрить в фотокамеры ещё одну новую технологию – “сдвиг матрицы”. Дабы далеко не гоняться за примерами, давайте вспомним анонсированную в начале текущего года фотокамеру Olympus OM-D E-M5 Mark II. Она обладает стандартной для систем Micro 4/3 матрицей с разрешением 16 мегапикселей. Тем не менее камера умеет делать 40-мегапиксельные снимки, что достигается следующим образом: камера щёлкает серию из 8 снимков, каждый раз сдвигая матрицу устройства в разные стороны на расстояние примерно в 1 пиксель, а затем формирует конечную картинку путём наложения всех кадров.

Наиболее эффективно системы матричной стабилизации работают с широкоугольной оптикой – для стабилизации картинки датчику не нужно смещаться на большие расстояния и работать с высокой амплитудой. Владельцам фотокамер с технологией стабилизации изображения посредством сенсора удавалось получать чёткие результаты даже при съёмке с выдержками в районе 1 с. С увеличением фокусного расстояния эффективность матричной стабилизации падает, и в паре с длиннофокусными телевиками стабилизатор не всегда сможет адекватно помочь.

Плюсы матричной стабилизации:

1. Матричная стабилизация работает абсолютно со всеми объективами, а с появлением в свет последних 5-осевых систем от Sony и Dual Image Stabilizer от Panasonic – ещё и в паре со стабилизированной оптикой, что, по сути, является двойной стабилизацией изображения.
2. К камере с встроенной системой матричной стабилизации можно подбирать более компактные объективы (без стабилизатора на своём борту).
3. Стабилизация посредством сенсора фотоаппарата не влияет на светосилу объектива.
4. Системы матричной стабилизации защищают от сдвига на большем количестве осей – от 2 до 5.
5. При использовании систем матричной стабилизации уменьшается риск возникновения искажений изображения и коверканья боке.
6. Системы стабилизации посредством сенсора являются бесшумными, что даёт плюсы при съёмке видеороликов.
7. Стабилизированное изображение можно увидеть непосредственно в электронном видоискателе или на экране фотоаппарата.

Минусы матричной стабилизации:

1. Меньшая эффективность при работе в паре с длиннофокусной оптикой – чтобы стабилизировать картинку, матрице приходится смещаться быстрее и на большее расстояние. В некоторых моментах она не может этого сделать в силу физических ограничений в скорости работы и возможного расстояния сдвига.
2. Для работы систем матричной стабилизации необходимо знать точное фокусное расстояние, при котором ведётся съёмка. Этот пункт накладывает ограничения на использование старых мануальных зумов и при макросъёмке.
3. Стабилизированную картинку не видно в видоискатель на зеркальных фотоаппаратах, что объясняется их конструкцией.
4. Бóльшая цена “тушки” фотоаппарата. Но если вы заплатите один раз, вам не придётся покупать парк стабилизированной оптики.

Плюсов в данной технологии больше, чем минусов. И все они более существенные. Особенно радуются появлению и совершенствованию систем стабилизации видеографы, которым крайне важна плавная картинка. А с учётом, что в этом году на рынок всё активнее выходят модели с двойной стабилизацией изображения (и оптической, и матричной), мы скоро и вовсе перестанем переживать по поводу трясущихся рук или съёмки в условиях плохой освещённости – чёткую картинку при 5-секундной выдержке они не обеспечат, но на 1/2 с можно будет снять без существенных проблем.

Источник

Зачем нужен матричный стаб?

5-осевой матричной стабилизацией инфопространство в сфере фото-техники забито уже по-максимуму. Sony, Panasonic и Olympus очень активно внушают неискушённым людям, что им крайне необходима дополнительная стабилизации изображения за счёт сдвига матрицы. А если это скомбинировать с оптической стабилизацией в объективе, то будет вообще бомба и вам больше ничего не нужно. Это как волшебная кнопка «сделать шедевр».

Матричная стабилизация решает всё, — во всяком случае в это верит уже целое поколение фото/видео-любителей. Я подчёркиваю, что речь идёт именно о любителях. В профессиональной сфере для стабилизации изображения используются штативы/моноподы/стедиками/глайдкамы/рельсы и многое другое. Матричная стабилизация не применяется в более дорогих и профессиональных кино-камерах, на неё также не полагаются профессиональные фотографы в съёмках, где необходимо зафиксировать камеру. Но последнее время эта функция стала популярным маркетинговым оружием против тех производителей, которые эту самую стабилизацию не внедрили.

Мне досадно, что некоторые люди зачарованно повторяют эти два слова «матричный стаб», не понимая вообще, где это реально нужно и насколько это РЕАЛЬНО важно.

Немного общей информации с сайта dphotoworld.net:

В общих чертах здесь хорошо описали суть технологии. Меня огорчает путаница в головах людей, думающих, что наличие этой самой матричной стабилизации всё принципиально поменяет. Это не так.

Матричная стабилизация в видео

Предпосылка для использования этой технологии при съёмке видео — возможность получать плавное изображение без дополнительных устройств при съёмке с рук. В теории звучит красиво, но не на практике.

Во-первых, беззеркалки, где применяется эта технология обычно компактные и несбалансированные. Если вы возьмете любую полнокадровую камеру Sony с хорошим родным объективом, то ощутите насколько она неудобно лежит в руке и как оптика перевешивает камеру. Это означает, что при съёмке с рук количество случайных вибраций будет значительно выше, чем если бы вы держали профессиональную видеокамеру с удобным хватом и хорошим балансом. То есть, система стабилизации будет уже перегружена ввиду того, что вы снимаете видео на непригодный для этого фотоаппарат. Камеры с удобной рукояткой и правильной балансировкой значительно лучше приспособлены для съёмки с рук.

Во-вторых, как работает сама технология. Сдвиг матрицы возможен только в некоторых пределах. Работа матричного стабилизатора даже в теории не может погасить любые вибрации камеры, как это делают профессиональные стедикамы. Соответственно, съёмка с рук с такой технологией возможна только если вы делаете очень осторожные движения и максимально крепко держите камеру (о чём говорилось в предыдущем пункте).

Продолжая этот пункт, стоит заметить, что камеры Sony Alpha имеют относительно узкий байонет как для полного кадра, соответственно работа матричного стабилизатора там сильно ограничена. Матричный стаб от Sony нередко работает ощутимо хуже, чем оптическая стабилизация в оптике других производителей. Этого нельзя сказать о камерах системы Micro 4/3, где соотношение размера матрицы к диаметру байонета очень хорошее. Там матричная стабилизация работает значительно лучше, чем на камерах Sony.

Насколько эффективен матричный стаб?

Чудес не бывает. Если вы захотите снять фото с действительно длинной выдержкой (1 секунда и длиннее), вам понадобиться штатив. Если вы захотите сделать плавное видео с амплитудным движением камеры (ходьба или бег), вам понадобится стедикам. Сдвиг матрицы не может компенсировать сильные колебания, так же как и не может оптическая стабилизация. Сразу скажу, и их комбинация чуда не производит.

Как быть с оптической стабилизацией?

Точно так же. По эффекту эти две технологии очень похожи. Более новые объективы с продвинутой оптической стабилизацией дают тот же эффект. Вы можете делать осторожные проводки на видео или даже немного перемещаться и видео будет годным к просмотру. Хитрость тут в использовании широкоугольных объективов. Длиннофокусная оптика тяжелее поддаётся стабилизации. Впрочем такие модели телевиков как Canon 100-400mm f4.5-5.6L II или Canon EF 70-300mm f4.5-5.6 IS USM III позволяют снимать с рук при очень длинных выдержках (как для такой оптики). Мне лично удавалось получить резкие кадры при 300мм и выдержке 1/25. Надо уточнить, что я снимал на камеру с крепким и удобным хватом — Canon R. Повторюсь, когда у вас есть возможность крепко держать камеру, вы облегчаете работу любого стабилизатора — будь он оптический или матричный.

Когда нужно стабилизировать изображение?

В целом нельзя однозначно сказать, какая из технологий лучше. И та и другая выполняет одну и ту же функцию — НЕМНОГО помочь стабилизировать изображения при съёмке с рук. Надо понимать, в каких ситуациях вам понадобится эта технология и понадобиться ли вообще.

Так например, стабилизация абсолютно не нужна при репортажной съёмке и студийной фотосъёмке (т.к. вы должны ставить достаточно короткую выдержку, чтоб не смазывать движения людей), при предметной и интерьерной съёмке (т.к. вы должны использовать штатив), для ночных пейзажей (т.к. если вы хотите хорошее фото, надо все равно брать штатив).

Что касается съёмки видео, то сделать короткие подсъёмки с рук можно с равным успехом как с матричной, так и с оптической стабилизацией и с обязательно ровными и крепкими руками. Если же вы хотите получить динамику в кадре и делать активные движения камерой, без дополнительных средств стабилизации (вроде стедикама) вам не обойтись.

Смысл этой статьи в том, чтоб объяснить, что матричный стаб — это не панацея и не исключительная технология. Хорошо, когда он есть. Но если его нет, но есть стабилизация в объективе, вы ничего не теряете.

Источник

Всё что нужно знать о системах стабилизации изображения

Системы стабилизации изображения значительно упрощают съёмку с рук, компенсируя колебания камеры и предотвращая появление на изображении шевелёнки или смаза. Особую эффективность их применение приобретает в связке с длиннофокусной оптикой. В рамках материала мы расскажем об основных типах систем стабилизации, принципах их действия, а также плюсах и минусах каждого вида стабилизаторов.

Самым простым стабилизатором изображения является штатив и его производные (монопод, настольный или плечевой штативы). С помощью данного аксессуара удаётся неподвижно закрепить фотоаппарат и сделать кадр на длинной выдержке. Встроенные в камеру системы стабилизации выполняют схожую функцию, но не на столь длинных выдержках. Они сглаживают эффект от тряски или других смещений фотокамеры, а также позволяют выиграть от 1 до 5 ступеней экспозиции при съёмке с рук в условиях недостатка света.

Системы стабилизации изображения придут на помощь фотолюбителю в ситуациях, когда невозможно воспользоваться вспышкой. Ещё они всегда готовы посодействовать в получении качественного результата без смаза и шевелёнки, когда сильное поднятие светочувствительности (ISO) не позволяет избавиться от необходимости выставлять достаточно длинную выдержку для съёмки текущей сцены.

Стабилизатор выполняет не менее важные функции и при съёмке видео. Его наличие в арсенале камеры позитивным образом сказывается на плавности отснятого видеоряда. Некоторые системы стабилизации также умеют компенсировать высокочастотные вибрации от моторов дронов и радиоуправляемых моделей, позволяя заполучить на выходе чёткую картинку без дрожания объектов в кадре.

Родоначальником систем стабилизации выступает видеотехника. Но если раньше стаб присутствовал только на борту объективов, то сейчас активно встречается в самих фотоаппаратах, экшн-камерах и внутри камер мобильных телефонов.

Справка. В среде производителей фототехники не принято делиться своими секретами с конкурентами, поэтому каждый крупный игрок выпускает собственную систему стабилизации изображения с фирменным наименованием:

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

Существует три основных типа стабилизации: цифровая, оптическая и матричная.

Цифровая стабилизация

Работа систем цифровой (иными словами — электронной) стабилизации основывается на программных алгоритмах улучшения качества, которые определяют сдвиг изображения и компенсируют его за счёт обрезания краёв кадра исходного изображения. В таком случае для построения картинки используется вся площадь сенсора, но создаётся своеобразный кроп — изображение уменьшается вплоть до 40 % от первоначального размера, а часть пикселей резервируется под его возможный сдвиг в рамках фактически снятого кадра. Проще говоря, при дрожании камеры картинка плавает по поверхности матрицы от одного края к другому.

Зачастую цифровая стабилизация используется в экшн-камерах, цифровых компактных фотоаппаратах и смартфонах, т.к. она не требует места для установки дополнительных аппаратных компонентов и, соответственно, не оказывает влияния на ценник устройства.

В то же время электронный стабилизатор, как было сказано выше, обрезает часть картинки (к примеру, семейство Action-камер Sony в обычном режиме ведёт съёмку с углом поля зрения 170°, а со стабом он урезается до 120°). Негативные воздействия на качество изображения также проявляются в создании помех при использовании цифрового зума и в потере детализации картинки как при фото-, так и при видеосъёмке. Более эффективными альтернативами цифрового стабилизатора являются оптические и матричные системы стабилизации.

Оптическая стабилизация

Данные системы компенсации колебаний применяются, как следует из названия, в конструкции объективов. Впервые оптическая стабилизация была установлена на борту зум-объектива Canon EF 75-300mm f/4-5.6 IS USM в 1995 г. В семействе смартфонов её дебют состоялся намного позже — в 2012 г. указанной системой был оборудован модуль основной камеры телефона Nokia Lumia 920.

Источник