зачем нужна стабилизация в камере
Оптическая или цифровая: какая стабилизация лучше и зачем она вообще нужна
Чтобы изображения получались резкими даже при съемке «с рук», в гаджетах используют системы стабилизации. Но не все они одинаковы: рассказываем, какие из них лучше.
Зачем вообще нужна стабилизация изображения в смартфонах и камерах? Для получения четкого снимка и объект, и камера должны быть жестко зафиксированы. И если с объектом проблем не возникает (конечно, если это не ребенок или активное животное, которым правила съемки не объяснишь), то с самим гаджетом сложнее.
Если снимать в хорошую погоду с небольшого расстояния, выдержка на аппарате будет довольно короткой.
А если нет возможности использовать короткую выдержку? Например, вы снимаете в облачный день и света не так много. Хорошо, когда есть штатив или хотя бы неподвижный элемент, куда можно поставить гаджет (например, гранитный парапет). Но если все же приходится снимать с рук, приходит на выручку система стабилизации. Ее задача — компенсировать дрожания вашей руки.
Стабилизация: внешняя и встроенная
Стабилизация делится на активную и пассивную. К первой относятся всевозможные подвесы, стедикамы и другие устройства, стабилизирующие камеру в пространстве. Подобные аксессуары в наши дни применяются не только профессионалами, но и всеми подряд — в продаже достаточно стабилизаторов от множества брендов, рассчитанных на самый разный кошелек. Другое дело, что всем этим нужно уметь пользоваться, а пассивная стабилизация никаких особых знаний не требует.
Пассивная стабилизация уже встроена в саму камеру и работает либо по принципу оптической стабилизации изображения (Optical Image Stabilizer, OIS), либо по принципу цифровой стабилизации изображения (Electronic Image Stabilizer или Digital Image Stabilizer, EIS или DIS). Оба решения используются в современных смартфонах, но чем они отличаются и какое из них лучше?
Оптическая стабилизация: чистая механика
Общая задача стабилизаторов — сделать итоговое изображение четким, но добиваются этого системы разным способом. OIS, появившаяся раньше, представляет собой целый комплекс: стабилизирующий элемент объектива, способный двигаться по вертикали и горизонтали, с помощью электроприводов «маневрирует» по командам от гироскопических датчиков ради того, чтобы во время экспозиции фотоаппарата полностью компенсировать движения камеры в проекции изображения на пленке или матрице цифровых фотоаппаратов.
Позднее появилась система, в которой движения компенсируются уже с помощью подвижной матрицы внутри корпуса камеры — это позволило использовать сменные объективы, хотя и ценой чуть меньшей эффективности. Но заметить это можно только в очень сложных условиях съемки.
Оптические системы стабилизации со временем появились и в смартфонах. Не так давно мы тестировали vivo X60 Pro, где использована именно такая система. Можно посмотреть на видео, как она работает.
Цифровая стабилизация: программное решение
Цифровая стабилизация также борется с нечетким изображением, но делает это без механической «помощи». При EIS часть пикселей матрицы камеры не формирует картинку, а работает в качестве резерва — при движении процессор понимает, что изображение будет смазанным и использует эти «запасные» пиксели, чтобы компенсировать потери. В итоге кадры получаются четкими, но зачастую менее качественными, чем то же изображение, выполненной с помощью устройства с оптической стабилизацией. При этом реализация подобного решения требует меньших затрат, а потому цифровая стабилизация часто встречается в бюджетных устройствах.
Флагманские смартфоны обычно имеют комбинированную систему стабилизации, в которой OIS дополняется EIS. Это позволяет добиться максимально качественного изображения, хотя, например, Google в своей линейке Pixel использует только цифровую стабилизацию — софт у компании написан качественный, и он дает возможность делать весьма хорошие кадры. Другое дело — бюджетные устройства, создатели которых экономят на комплектующих и в итоге получается, что сами по себе компоненты камеры не лучшие, к тому же слабое «железо» не позволяет реализовать максимально качественные алгоритмы EIS, так что на выходе получаются фотографии, которые без слез можно разглядывать только на экране этого же смартфона.
Оптическая или цифровая стабилизация: что лучше?
Так что в итоге, какой из вариантов лучше? Однозначно, оптическая. Но реализовать ее не так просто — особенно, в компактных объективах смартфонов. Поэтому такие системы используют, главным образом, в дорогих гаджетах. Например, в большинстве моделей из нашей подборки лучших камерофонов 2021 года.
Цифровая стабилизация — «эконом-вариант». Лучше, чем никакой, но не так эффективная, как оптическая. Такие встречаются, как правило, в смартфонах среднего класса.
Оптическая и цифровая стабилизация в фотоаппарате
Зачем нужна стабилизация изображения?
У каждого фотографа иногда получаются смазанные, нечёткие, как будто размытые кадры. Виной тому — дрожание фотоаппарата в момент съёмки, что чаще всего случается во время работы при слабом освещении. Ведь в таких условиях фотосъёмка, как правило, ведётся на длинных выдержках. А чем длиннее выдержка, тем больше вероятность получения смазанного кадра.
Система стабилизации изображения включена: кадр резкий.
Система стабилизации выключена: кадр размыт.
Чтобы картинка не дрожала и кадры не смазывались, современные фотоаппараты, смартфоны, видеокамеры всё чаще оснащаются системой стабилизации изображения. Она помогает компенсировать дрожание фотоаппарата в руках и получать резкие кадры даже в сложных съёмочных ситуациях. Для современных многомегапиксельных фотоаппаратов это особенно важно, ведь на кадрах, полученных с них, будет заметен даже самый незначительный смаз. Микросмаз может возникнуть и от малейших вибраций механизмов самой камеры. Так что стабилизация сегодня — не просто дополнительная «фишка», а необходимость.
Стабилизатор изображения позволяет во многих случаях отказаться от использования штатива, например, можно снимать с рук в вечернем или даже ночном городе.
Как понять, какой из стабилизаторов работает лучше, а какой — хуже? Эффективность стабилизации принято оценивать в ступенях экспозиции. Предположим, без стабилизации резкое изображение получается сделать на выдержке в 1/30 с. Если использовать стабилизатор эффективностью в 4 ступени экспозиции, то можно рассчитывать на резкие кадры на выдержках вплоть до 1/2 с. А если заявлена эффективность всего в две ступени, чёткую картинку стоит ожидать лишь на 1/8 с.
Виды стабилизации изображения
Цифровая (электронная) стабилизация
Самый простой вид стабилизации, не требующий никаких отдельных модулей и механических деталей, лишь программные алгоритмы. При включении цифровой стабилизации часть матрицы выделяется для её работы, а изображение снимается с кропом. Во время съёмки картинка перемещается по матрице, гася тем самым колебания.
Чем «агрессивнее» работает такая стабилизация, тем сильнее обрезается и теряет в качестве итоговое изображение.
Электронная стабилизация в Canon EOS 77D:
В основном такой вид стабилизации используется при видеозаписи. Интересно, что цифровую стабилизацию могут производить и продвинутые редакторы видео, такие, как Adobe After Effects.
Этот тип стабилизации чаще можно встретить в бюджетной технике — смартфонах, некоторых экшн-камерах, любительских видеокамерах, компактных фотоаппаратах. В системных фотокамерах он присутствует, разве что, в качестве дополнительной возможности для видеосъёмки.
Гораздо большую эффективность демонстрируют технологии не цифровой, а оптической стабилизации.
Оптическая стабилизация в объективе
В фототехнике оптическая стабилизация чаще встречается не в самой камере, а в её объективе. Этот же тип стабилизации является самым старым — его начали использовать ещё в конце прошлого столетия. Первой такую технологию представила в 1995 году компания Canon, назвав её Image Stabilization (IS). Сегодня каждый уважающий себя производитель фотообъективов имеет свою собственную технологию оптический стабилизации. Но поскольку название Image Stabilization осталось за Canon, остальные компании назвали свои разработки иначе. Ниже мы приводим список названий технологии оптической стабилизации в объективах различных производителей.
Модуль оптической стабилизации одного из объективов Tamron.
Схема работы оптического стабилизатора в объективе: подвижный оптический элемент компенсирует вибрации.
Как правило, если объектив оснащён системой оптической стабилизации, это отражено в его названии, где указана соответствующая аббревиатура. Например, CANON EF-S 18-55MM F/4-5.6 IS STM, AF-P DX NIKKOR 18–55mm f/3.5–5.6G VR.
Чаще всего объектив, оснащённый стабилизатором, имеет переключатель, активирующий его работу.
Как работает оптическая стабилизация в объективе? В его схеме есть особый модуль с подвижным оптическим элементом. В процессе фотосъёмки модуль определяет колебания фотоаппарата и, чтобы их компенсировать, соответственно двигает оптический элемент. В итоге изображение остаётся резким.
Плюсы:
Минусы:
Оптическая стабилизация в фотокамере
Зачем добавлять дополнительный модуль в оптику, если можно стабилизировать сам сенсор в фотоаппарате? С развитием технологий стало возможным разместить матрицу на специальном подвижном механизме, который вслед за колебаниями камеры двигает сам сенсор. Стабилизация на матрице позволяет гасить движения и наклоны вверх-вниз, повороты по часовой стрелке и против. Последнего, кстати, не может стабилизатор в объективе. Не все производители оснащают свои фотоаппараты этой технологией. Пока стабилизация на матрице есть только у следующих компаний:
Системы стабилизации на матрице в аппаратах Sony.
Система стабилизации камеры Sony α7 II:
Pentax K-1: стабилизатор изображения включён.
Pentax K-1: стабилизатор изображения выключен.
А что, если на аппарат с внутренней стабилизацией поставить объектив, имеющий свой модуль стабилизации? Sony, Olympus и Panasonic позволяют использовать одновременно оба стабилизатора, тем самым достигая большей эффективности в резкости изображения.
Плюсы:
Раритетный объектив Nikkor 50mm 1:1.2, установленный через tilt-адаптер на Sony A7RII, обрёл стабилизацию и позволил снимать с рук необычные ночные пейзажи!
Как работают стабилизаторы для камеры
Содержание
Содержание
Стабилизаторы для камеры — это довольно внушительный класс устройств, которые различаются по назначению и техническим характеристикам. Информации по этому оборудованию в Интернете совсем мало, поэтому мы расскажем, как именно работают современные фотостабилизаторы и в каких ситуациях нельзя обойтись без такого оборудования.
Для чего нужны стабилизаторы для камеры
Стабилизаторы для камеры предназначены для компенсирования движений камеры во время съемки фото и видео. Цель — получить ровное и стабилизированное видео или чёткое фото, без смазанных деталей и «шевеленки». Стабилизаторы одинаково нужны как зеркалкам, так и видеокамерам — такое оборудование незаменимо в фото- и видеосъемке.
Стабилизаторами пользуются профессиональные операторы, которые, в основном, работают в «динамике», другими словами — снимают активные и динамичные сцены, например — с «проводкой». У профессиональных кинематографистов есть свои собственные наработки в области стабилизации изображения.
Самые известные из них — механический стабилизатор «стедикам», а также электронный «гимбал», который измеряет положение камеры и при необходимости регулирует его с помощью двигателей. Гимбал не компенсирует дрожание, возникающее от движений оператора, а стедикам способен на это, поэтому в последнее время профессиональные операторы используют гибридные системы, объединяющие плюсы гимбала и стедикама. Однако такие системы отличаются высокими ценами, которые составляют десятки тысяч долларов. В качестве примера гибридной системы можно привести ARRI Trinity.
В случае фотосъемки стабилизатор способен полностью заменить штатив, так как его эффективность ничуть не ниже. Стабилизатор для фототехники незаменим при фотосъемке в условиях плохого освещения: в недостаточно освещенных сценах можно получать «фото с рук», которые по качеству не будут уступать штативной съемке. Стабилизатор для зеркалки позволяет получать чёткие и резкие фото даже на длинных выдержках. Отлично работает с телеобъективами, позволяя получать резкие снимки даже на больших фокусных расстояниях.
Можно также добавить в комплект монопод. Если установить на него стабилизатор, получится длинный рычаг, что создает необычные эффекты с «проводкой» и расширяет возможности съемки.
Благодаря этим качествам стабилизаторы популярны у блогеров, любителей спорта и активного отдыха, путешественников, а также у фотографов, увлекающихся наблюдениями за дикой природой.
Механические и электронные стабилизаторы — в чем разница
Механические и электронные устройства отличаются друг от друга своим устройством. Механические стабилизаторы удерживают плавность кадра благодаря креплению, которое подвешивается на сложной системе шарниров. Шарниры взаимодействуют друг с другом и эффективно компенсируют любые дрожания и смещения подвеса по двум и более осям.
У них конструктивно отсутствует батарея, поэтому с механическим стабилизатором можно работать длительное время, тогда как работа с электронным стабилизатором ограничена зарядом батареи. Более того, в механических стедикамах практически нечему ломаться, поэтому они выгодно отличаются от электронных стабилизаторов своей надежностью.
Механические стабилизаторы необходимо подстраивать под каждую камеру. Регулировать баланс придется после каждой установки камеры и объектива, даже если вы снимете фотоаппарат только для того, чтобы извлечь карту памяти.
Камера с механическим стедикамом полностью под контролем оператора, он может задавать подходящие скорость и характер движения без необходимости включать режимы в смартфоне или через элементы управления. Однако это оборачивается и в минус. Работать с механическим стабилизатором сложнее: на качество съемки может повлиять внезапный порыв ветра или неловкое движение оператора, а если придется перевернуть стедикам, то камера также перевернется и съемка может продолжиться уже вверх ногами. Электронный стабилизатор автоматически удержит камеру в правильной ориентации.
Впрочем, сторонники механических стабилизаторов отмечают, что в кадрах, снятых на этих устройствах, больше жизни, а съемки на камеру, закрепленную на электронном стабилизаторе, создают впечатление излишней «сглаженности», как в компьютерной игре. Кроме того, в ходе съемки надо учитывать скорость работы моторов электронного стабилизатора. Особенно это важно на спортивных мероприятиях, когда нужно успеть заснять все достижения спортсмена, однако камера может не успевать за движением объекта. Для съемки спортивных мероприятий подходит стабилизатор DJI Ronin-S, в котором хорошо отрегулирован спортивный режим.
Вести съемку с механическим стедикамом из машины или в ограниченном пространстве не слишком удобно. В этом случае лучше отдать предпочтение электронному стабилизатору. Электронные стабилизаторы могут работать в самых трудных или ограниченных условиях съемки. Они определяют положение устройства в пространстве за счёт гироскопов. В свою очередь, двигатель и сервоприводы мгновенно компенсируют перемещения подвеса в пространстве. Благодаря этому, электронные стабилизаторы позволяют получать максимально качественную картинку при съемке с рук. Кроме того, по сравнению с механическими стабилизаторами, они обычно имеют меньший вес, что позволяет фотографу меньше уставать при их использовании. Следует отметить, что механические стабилизаторы занимают обе руки в то время, как электронный стабилизатор высвобождает вторую руку.
Какие движения компенсирует стабилизатор
Современный стабилизатор может компенсировать движения по двум или трём осям. Лучше выбирать стабилизаторы с трехосевым механизмом — они позволяют получать максимально плавные видео и чёткие фотографии, поскольку более эффективно компенсируют дрожание рук оператора во время съемки по всем плоскостям: вверх/вниз, вправо/влево и горизонтальные вращения.
В электронных стабилизаторах особенно важно настроить баланс по всем осям, иначе нагрузка возрастет и моторы некоторых моделей будут греться или вибрировать. И, как результат, батарея разрядится быстрее, а в самых сложных случаях моторы и вовсе могут отказать.
Балансировку рекомендуют начинать с горизонтальной оси. Затем удобно отрегулировать вертикальную ось и ось поворота, после чего можно приступить к настройке оси панорамирования. После первой регулировки рекомендуется повторно проверить настройки всех осей. Желательно, чтобы на осях были блокираторы. Они помогут быстрее настроить баланс и позволят зафиксировать оси в правильном положении.
Внешний вид
Стабилизатор может выглядеть по-разному. Обычно это вытянутая штанга, которая на верхнем конце имеет контактную площадку, предназначенную для крепления зеркалки. Внизу штанги имеется удобный хват для удерживания устройства рукой. Профессиональные модели могут иметь двойную ручку — такие устройства гораздо удобнее и позволяют работать без дискомфорта продолжительное время. В верхней части стабилизатора располагается экран и органы управления — это может быть колесо, джойстик или кнопочная панель управления. С их помощью настроить камеру можно за считанные минуты.
Гироскопы
В основе стабилизатора лежат гироскопы. Самый простой пример механического гироскопа — игрушка-юла. Вращение позволяет объекту сохранять стабильность в окружающем пространстве. Механический гироскоп работает аналогичным образом. В таком виде его можно встретить, например, на лодках.
В системах стабилизации используются гораздо более сложные электромеханические гироскопы. Они представляют из себя микросхемы со встроенными датчиками инерции, которые преобразовывают механические перемещения сенсора в электрические импульсы. Именно при помощи датчиков устройство определяет своё положение в пространстве.
В настоящее время в стабилизаторах для фототехники используется система силовой стабилизации, которая построена на основе двухстепенных гироскопов. Компенсация движений подвеса достигается за счет совместной работы гироскопа и двигателя разгрузки.
Менее распространены стабилизаторы, в основе которых лежит индикаторная и индикаторно-силовая системы стабилизации. В первом случае используются трехстепенные гироскопы (один гироскоп стабилизирует две оси). Во втором случае — двухстепенные гироскопы (для каждой оси требуется один гироскоп).
Сервоприводы
Все стабилизаторы комплектуются сервоприводами. Без сервоприводов было бы невозможно движение элементов подвеса. Сервопривод представляет собой следящий привод, который автоматически корректирует свое положение. Сервопривод состоит из следующих элементов:
Выглядит сервопривод так:
Коррекция состояния достигается за счёт ООС — отрицательной обратной связи. Если в системе задействована ООС, то сигнал на выходе будет менять сигнал на входе. При этом изменение сигнала на входе будет противодействовать первоначальному изменению. Чтобы лучше понимать принцип работы ООС можно представить устройство обычного сливного бачка: по мере повышения уровня воды всплывает поплавок, после чего доступ воды ограничивается.
Двигатель
Высокопроизводительные трехосевые подвесы для зеркалок используют мощные бесщеточные двигатели с высоким крутящим моментом. Только такие двигатели могут гарантировать мгновенное реагирование стабилизатора на изменяющееся положение подвеса в пространстве.
В последние годы размеры мотора изменились в меньшую сторону, при этом мощность их не уменьшилась, а, напротив, выросла. Поэтому, подбирая электронный стабилизатор, обращайте внимание и на год выпуска. Выбирая между моделью текущего года и версией двух- или трехлетней давности, отдавайте предпочтение последним моделям, чтобы выиграть в компактности, мощности и времени отклика.
Питание
Стабилизатор может иметь как встроенный, так и съемный аккумулятор. В версиях со съемными аккумуляторами можно своевременно заменить севшую батарею на запасную и продолжить работу. Профессиональные модели стабилизаторов чаще всего оснащаются встроенными аккумуляторами, которые позволяют использовать подвес без подзарядки в течение продолжительного времени.
Максимальный вес и размеры
Одна из главных характеристик любого стабилизатора — это допустимая нагрузка. Именно от этого показателя зависит, насколько тяжелую зеркалку сможет удерживать стабилизатор и насколько эффективно он будет компенсировать движения во время съемки.
При выборе стабилизатора обращаем внимание на класс устройства: для экшн-камер, смартфонов или зеркалок. В первых двух случаях подвес будет работать только со смартфонами и легкими экшн-камерами. Стабилизаторы не позволяют установить полноценную зеркалку не только из-за большого веса фотоаппарата, но и потому, что на контактной площадке отсутствует соответствующее крепление.
Стабилизаторы для смартфонов можно калибровать посредством мобильного приложения. Подключение часто осуществляется через Bluetooth, а видео- и фотосъемку можно начать нажатием на кнопку. Зачастую стабилизаторы могут автоматически разворачивать смартфон вертикально/горизонтально. Некоторые из них снабжены беспроводной зарядкой, что продлевает время работы. При покупке следует обращать внимание на возможность вращения смартфона по вертикальной оси — из-за небольших размеров стабилизатора оно может быть ограничено. Кроме того, на некоторые стабилизаторы не получится установить смартфон с дополнительными объективами для съемки.
Стабилизаторы для экшн-камер имеют небольшой вес и часто комплектуются моноподами, увеличивающими длину стабилизатора. Другая разновидность таких стабилизаторов дает возможность установить экшн-камеру на шлем или другую поверхность, однако держать их в руках будет неудобно из-за отсутствия ручки.
При выборе стабилизатора для камеры учитываем рабочий вес техники (не забываем аксессуары — дополнительный свет, объективы, фильтры, аккумуляторы). Кроме того, при покупке стабилизатора надо обратить внимание на его конструкцию и размеры. Некоторые модели стабилизаторов не предусматривают использование, например, длиннофокусных объективов. И наоборот, если вы покупаете стабилизатор для компактного фотоаппарата, можно не переплачивать за массивные модели стабилизаторов. Если вы часто меняете камеры во время съемки, оцените посадочную площадку стабилизатора: будет ли удобна смена камеры, предусмотрен ли быстрый съем, позволяет ли конструкция переставить камеру на другой стабилизатор или монопод.
Тип подключения
Современные стабилизаторы могут быть как беспроводными, так и проводными. Последние уже отходят на второй план и встречаются гораздо реже. Беспроводные стабилизаторы могут подключаться к зеркалке, например, по Wi-Fi или Bluetooth. Реклама говорит, что это гораздо удобнее, однако в реальных условиях тип подключения не играет первостепенного значения: во время съемки камера и стабилизатор всегда работают в качестве единого узла: расстояние между зеркалкой и подвесом минимальное.
Заключение
Провести качественную фото- и видеосъемку без стабилизаторов крайне затруднительно. Работать со штатива можно, но большинство сцен снимается именно в динамике. В таких условиях стабилизатору просто нет равных.
Для живости в кадре и динамичности сцен выбирайте механический стабилизатор. Если вам нужна стабильная картинка или у вас маловато опыта, а хочется получить кадры на уровне профессионального оператора — предпочтение следует отдать электронному стабилизатору.
Если вы еще задумываетесь, стоит ли покупать такое устройство, посмотрите это видео:
Как мы видим, обычный стабилизатор и несложные приемы съемки (не говоря уже о профессиональных стабилизаторах, которые мы также упоминали сегодня) помогут даже на смартфон или недорогой фотоаппарат снять впечатляющее видео, которое по картинке максимально приближается к профессиональной операторской работе. Стабилизатор значительно расширит возможности съемки, предлагая большое количество вариантов: проводка, пролёт, панорамирование, наплыв, ролл, движение по радиусу или спирали и т. д. По сути, использование стабилизатора ограничено только фантазией оператора.