Stabilizace obrazu je technologie používaná ve fotografii a kinematografii , která snižuje rozmazání nebo chvění obrazu způsobené pohyby fotoaparátu . Ve fotografii je účelem stabilizátoru rozšířit možnosti fotografování bez stativu nebo jiné podpory za špatných světelných podmínek, kdy jsou vyžadovány dlouhé expozice . Ve filmu a televizi se stabilizátory používají ke snížení chvění obrazu, které je nevyhnutelné, když se kamera pohybuje v rukou kameramana nebo na vozidle.
Digitální stabilizace obrazu je technologie zpracování obrazu ve video technologii, která umožňuje (kromě kompenzace pohybu kamery) zcela nebo částečně kompenzovat pohyb jednoho z objektů v záběru a zlepšit kvalitu obrazu díky menšímu rozmazání důležitých detailů scény. .
Stabilizátor obrazu je obecný termín pro všechny části fotoaparátu, které provádějí stabilizaci obrazu.
Všechny známé stabilizační systémy se dělí na aktivní a pasivní. Mezi první patří gyroskopické stabilizátory a mechanické tlumiče , které stabilizují polohu kamery v prostoru, jako jsou Steadicamy , speciální platformy a panoramatické hlavy [1] . Pasivní systémy jsou založeny na optické nebo digitální kompenzaci posunutí skutečného obrazu vzhledem k povrchu světelného přijímače nebo na posunu samotné matrice po posunutém obrazu.
Možnosti systémů stabilizace obrazu jsou omezené. Podle nejoptimističtějších údajů je zisk ve výši povolené expozice 8-16krát (3-4 expoziční kroky) [2] [3] [4] .
V řadě případů však může být mimořádně užitečná automatická stabilizace, která vám umožní zvýšit rychlost závěrky o stejné 3-4 kroky a klidně fotografovat z ruky za takových světelných podmínek a na takové ohniskové vzdálenosti objektivu, kdy by stativ být potřeba bez stabilizátoru. Navíc někdy stabilizace umožňuje vyhnout se „nucenému“ zvýšení citlivosti matice, což vede ke zvýšení hladiny hluku .
Technologie našly uplatnění ve fotografii , natáčení videa , v konstrukci astronomických dalekohledů, dalekohledů. Stabilizace má největší význam v případě nebezpečí pohybu fotoaparátu při natáčení, při nízké rychlosti závěrky a výrazné ohniskové vzdálenosti objektivu. U videokamer způsobuje pohyb fotoaparátu viditelné kolísání mezi jednotlivými snímky. V astronomii rázy zařízení způsobují oscilace čočky, které způsobují problémy s registrací polohy objektů v důsledku posunů obrazu od nominální polohy na ohniskové rovině.
Stabilizátory obrazu jsou optické, s pohyblivou matricí a elektronické (digitální).
Kamera má vestavěné speciální senzory, které fungují na principu gyroskopů nebo akcelerometrů . Tyto senzory neustále určují úhly natočení a rychlost pohybu kamery v prostoru a vydávají příkazy elektrickým aktuátorům, které vychylují stabilizační prvek čočky nebo matrice. Při elektronické (digitální) stabilizaci obrazu jsou úhly a rychlosti pohybu kamery přepočítány procesorem, čímž se posun eliminuje.
V roce 1994 představil Canon technologii zvanou OIS ( anglicky Optical Image Stabilizer - optický stabilizátor obrazu). Stabilizační prvek objektivu, pohyblivý ve vertikální a horizontální ose, je vychylován elektrickým pohonem stabilizačního systému povely z gyroskopických snímačů tak, aby projekce obrazu na film (nebo matrici) plně kompenzovala otřesy fotoaparátu při expozice [5] . Výsledkem je, že při malých amplitudách vibrací kamery zůstává projekce vždy nehybná vzhledem k matrici, což poskytuje obrazu potřebnou čistotu. Přítomnost přídavného optického prvku však mírně snižuje poměr clony objektivu .
Technologie optické stabilizace byla převzata jinými výrobci a dobře se osvědčila v řadě teleobjektivů a fotoaparátů ( Canon , Nikon , Panasonic ). Různí výrobci nazývají svou implementaci optické stabilizace různě:
U filmových fotoaparátů je optická stabilizace jedinou technologií pro potlačení otřesů, protože film samotný nelze pohybovat jako matrice digitálního fotoaparátu.
Speciálně pro digitální fotoaparáty vyvinula Konica Minolta stabilizační technologii ( anglicky Anti-Shake - anti-shake), poprvé použitou v roce 2003 u fotoaparátu Dimage A1. V tomto systému není pohyb kamery kompenzován optickým prvkem uvnitř objektivu, ale jeho matricí , upevněnou na pohyblivé platformě.
Objektivy jsou stále levnější, jednodušší a spolehlivější, stabilizace obrazu funguje s jakoukoli optikou. To je důležité u zrcadlovek , které mají výměnné objektivy. Matrix-shift stabilizace na rozdíl od optické stabilizace nevnáší do obrazu zkreslení (snad kromě těch způsobených nerovnoměrnou ostrostí objektivu) a neovlivňuje clonu objektivu. Zároveň je matice-shift stabilizace považována za méně účinnou než optická stabilizace.
S rostoucí ohniskovou vzdáleností objektivu se účinnost Anti-Shake snižuje: při dlouhých ohniscích se matrice musí pohybovat příliš rychle s příliš velkou amplitudou a jednoduše přestane držet krok s „nepolapitelnou“ projekcí.
Navíc pro vysokou přesnost musí systém znát přesnou hodnotu ohniskové vzdálenosti objektivu, což omezuje použití starých zoom objektivů, a ostřící vzdálenost na blízko, což omezuje jeho práci v makrofotografii.
Systémy stabilizace pohybové matice:
K dispozici je také EIS ( Eng. Electronic (Digital) Image Stabilizer - elektronická (digitální) stabilizace obrazu). U tohoto typu stabilizace je přibližně 40 % pixelů na matrici přiřazeno stabilizaci obrazu a nepodílí se na tvorbě obrazu. Když se videokamera třese, obraz "plave" na matrici a procesor zachytí tyto výkyvy a provede korekci pomocí náhradních pixelů, aby kompenzoval chvění obrazu. Tento stabilizační systém je široce používán v digitálních videokamerách , kde jsou matrice malé (0,8 Mp, 1,3 Mp atd.). Má nižší kvalitu než jiné typy stabilizace, ale je zásadně levnější, protože neobsahuje další mechanické prvky.
Existují tři typické režimy provozu systému stabilizace obrazu: jeden nebo personální ( anglicky Shoot only - pouze při fotografování), kontinuální ( anglicky Continuous - nepřetržitě) a režim panning ( anglicky Panning - panning).
V jednoduchém režimu se stabilizační systém aktivuje pouze po dobu expozice, což je teoreticky nejúčinnější, protože vyžaduje nejméně korekčních pohybů.
V kontinuálním režimu pracuje stabilizační systém neustále, což usnadňuje ostření ve ztížených podmínkách. Účinnost stabilizačního systému se však v tomto případě může ukázat jako poněkud nižší, protože v době expozice již může být korekční prvek posunut, což snižuje rozsah jeho nastavení. Kromě toho systém spotřebovává více energie v nepřetržitém režimu, což má za následek rychlejší vybíjení baterie .
V režimu panorámování kompenzuje stabilizační systém pouze vertikální oscilace.
V září 2012 byl prvním mobilním telefonem na světě s optickou stabilizací obrazu (OIS) smartphone Nokia Lumia 920 .
1.Optické
2.Digitální