Сдвиг матрицы фотоаппарата что это

Обновлено: 03.07.2024

У фотографа не всегда получается сделать четкое фото. Например, когда съемка при сильном ветре или на неровной поверхности, неподходящее освещение или дрожание рук. В таких случаях помочь может стабилизатор изображения. В этой статье мы расскажем, что это такое и как действует, а также как понять, какой способ вам подходит.

Зачем нужна стабилизация изображения

Стабилизация изображения — это процесс, позволяющий удерживать неподвижно камеру во время съемки. Можно встретить и другие ее названия: подавление вибраций, O.I.S., Optical SteadyShot, SR, VC, VR, MEGA O.I.S. Эти системы борются с движением камеры, чтобы создавать более четкие фотографии и видео.

Камера со стабилизацией изображения может снимать с гораздо меньшей скоростью затвора, создавая более чистое и четкое изображение при слабом освещении. Это хорошая альтернатива ISO, так как его повышение приводит к появлению шума на снимках. Также оно помогает при использовании обратного правила в фотографии, которое предполагает, что 100-миллиметровый объектив не следует применять с выдержкой менее 1/100 секунды. Со стабилизацией вы можете значительно снизить этот параметр. Это позволяет фотографам снимать четкие кадры при слабом освещении и использовать большие объективы без штатива.

Слева кадр, снятый без стабилизации; справа — с применением стабилизатора Слева кадр, снятый без стабилизации; справа — с применением стабилизатора

Система стабилизации позволяет точнее рассчитать результат съемки. Она стабилизирует сцену в видоискателе еще до того, как вы сделаете снимок, помогая удерживать объект в кадре. Это полезно при работе с длинными телеобъективами, которые могут «подпрыгивать» при съемке. Также стабилизация помогает системе автофокусировки, удерживая объект в устойчивом положении в одних и тех же точках, что обеспечивает точность снимка.

Виды стабилизаторов для камеры

Бывает сложно понять специфику камеры. В чем разница между оптической и цифровой стабилизацией? Чем отличается IS и IBIS? Давайте рассмотрим основные виды стабилизаторов для камеры.

Электронная (цифровая)

В этом способе для исправления дрожания используются настройки цифровой камеры. По сути, при этом просто максимально увеличивается ISO, т.е. чувствительность к свету. Поскольку в данном случае фотоаппарат может создать изображение с меньшим освещением, он снимает с более высокой скоростью затвора. Это сводит к минимуму дрожание, следственно, картинка получается более резкой.

Многие телеобъективы уже имеют встроенную стабилизацию Многие телеобъективы уже имеют встроенную стабилизацию

Минус этого способа состоит в том, что электронная стабилизация часто превышает норму ISO для конкретного используемого освещения. Таким образом качество изображения ухудшается, на снимке появляется цифровой шум.

Иногда к электронной стабилизации относят возможность камеры минимизировать размытие после создания кадра. Это аналогично тому, если бы вы убирали размытость при помощи программы для редактирования фото .

Оптическая стабилизация

Оптическая стабилизация изображения происходит во время съемки, а не после, через детали внутри объектива или корпуса камеры. При этом физические части внутри аппаратуры перемещаются, чтобы противостоять дрожанию, созданному руками и телом. Всего существует три типа: в объективе, на матрице и двойная.

Стабилизация в объективе

Оптическая стабилизация в объективе наиболее популярна в цифровых зеркальных фотокамерах. Эта система работает за счет смещения группы линз к задней части в плоскости, перпендикулярной оптической оси. Это делается с помощью двух гироскопических датчиков внутри объектива. Они замечают угол и скорость движения, затем эта информация подается на микропроцессор. Он вычисляет необходимые настройки, которые применяются к блоку линз. Таким образом, угол преломления света изменяется так, что он попадает на нужное место цифрового датчика.

Мы уже с вами рассмотрели систему оптической стабилизации, используемую в объективах фототехники. Настала очередь узнать о стабилизации сенсора фотокамеры, или как ее еще называют - матричной стабилизации. Что это такое и с чем ее едет? Давайте разберемся!

Матричная стабилизация – это технология, реализованная в фотоаппарате, а не объективе. Она была предложена компанией Konica Minolta и впервые применена в 2003 году в фотокамере Dimage A1 (сама технология называлась - Anti-Shake). При таком решении колебания камеры компенсирует не оптический элемент внутри объектива, а подвижная система крепления самой матрицы, установленная на стабилизирующей платформе.

Предназначение

Назначение матричной стабилизации не отличается от оптического стаба объектива - минимизировать возможность получения смазанного изображения при съемке с рук.

Принцип матричной стабилизации отличается от оптической - сама матрица "подстраивается" под проекцию изображения, а не проекция изменяется по пути к матрице.

В отличие от оптической стабилизации, матричная не вносит искажений в картинку и не влияет на светосилу объектива. Кроме этого, главным преимуществом является то, что можно использовать любые, даже самые дешевые объективы и получать "стабилизированные" изображения.

Кроме того, в последние несколько лет разработчика фотоаппаратов используют систему стабилизации матрицы в режимах с повышением разрешения - путем сдвигом датчика изображения в нескольких плоскостях, смещая при съемке матрицу на один пиксель, чтобы потом синхронизировать четыре кадра в один итоговый снимок.

Считается, что стабилизация сдвигом матрицы менее эффективна, нежели оптическая стабилизация. С увеличением фокусного расстояния объектива эффективность ее снижается: на длинных фокусах матрице приходится совершать слишком быстрые перемещения со значительной амплитудой, и она просто перестаёт успевать за «ускользающей» проекцией. Кроме того, для высокой точности работы, система должна знать точное значение фокусного расстояния объектива, что ограничивает применение старых трансфокаторов, и расстояния фокусировки при малой дистанции. А самое неприятное - что ограничивает её работу при макросъёмке. Конечно же, прогресс и здесь не стоит на месте, и производители значительно совершенствуют свои разработки. Новейшие камеры предлагают уже 5-осевые системы стабилизации (Konica Minolta Anti-Shake была 2-осевой) и возможность компенсации выдержки до 5 ступеней.

Ниже приведены обозначения, применяемые современными производителями для идентификации встроенной в камеры стабилизации изображения:

- Sony SteadyShot - SS, (Есть разновидности – Super SteadyShot - SSS и SteadyShot INSIDE - SSI )

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

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?

Когда нужно стабилизировать изображение?

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.

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.

Читайте также: