У каждого начинающего фотолюбителя голова идёт кругом от богатства выбора, если с фотоаппаратами всё более-менее ясно, то на выбор объектива не остаётся ни терпения, ни сил. И большинство счастливых покупателей первой зеркалки оставляет выбор объектива на совести менеджера магазина (есть ли она у него?). И вот Вам приносят коробку из которой извлекают устрашающую чёрную трубу, сдабривая ваш слух волшебными заклинаниями - "ультразум(тема для отдельного разбирательства)" и "стабилизатор" и Вы конечно же сдаётесь перед натиском технического прогресса. Вы потратили несколько дней на изучение тематики, нашли магазин с самым выгодным предложением по заинтересовавшей Вас камере, но Вас только что нагрели на несколько тысяч рублей и Вы даже не заметили как.
Вот чтобы этого не произошло, позвольте ознакомить Вас с одним из этих маркетинговых заклинаний, со "Стабилизатором изображения".
Итак, все мы люди и всем людям свойственны движения, мы не можем замереть как камень, сердце будет биться, и значить мы будем двигаться. У фотоаппарата проблемы другого характера, ему всегда не хватает света, и если света нельзя добавить, то можно компенсировать его недостаток временем. Существуют крайне малые отрезки времени в которых движения человека не оказывают существенного влияния на чёткость снимка фотоаппарата. Но чем темнее, тем больше нужно времени фотоаппарату и в какой-то момент мы уже не можем достаточно долго не шевелиться, чтобы камера успела получить достаточно света. Это противоречие и призван решать оптический стабилизатор изображения.
Принято считать, что максимальной выдержкой (для съёмки с рук, без смаза изображения) для каждого конкретного фокусного расстояния является доля секунды, равная этому самому расстоянию. То есть, для объектива с фокусным 50мм, максимальная длительность выдержки составит 1/50с, а для объектива с фокусным 135мм максимально стабильной выдержкой будет 1/135с.
Стабилизатор способен компенсировать ваши собственные колебания и позволяет довольно уверенно снимать на выдержках превышающих стандартные допустимые значения, для каждого фокусного. Другой вопрос - что именно мы снимаем, а снимаем мы чаще всего людей, которым тоже свойственны движения. Заставить человека замереть как камень можно только одним способом, не будем говорить каким. Опытным путём выяснено, что спокойные движения человека компенсируются выдержками от 1/100 - 1/135с. На более длинных выдержках «заморозить» человека гораздо сложнее и большая часть кадров улетит в корзину.
Теперь сопоставим необходимую выдержку для разных фокусных расстояний и выдержку достаточную для съёмки человека. Получается, что на фокусных расстояниях до 100мм мы можем совершенно спокойно снимать без всякого стабилизатора.
Конечно, стабилизатор может пригодиться в некоторых случаях, например в пейзаже или предметной съёмке, где мы не ограничены в выдержках из за неподвижности объекта съёмки. Но и тут стабилизатор не панацея. 2 - 4 шага выдержки чаще всего не достаточно ни для вечернего пейзажа ни для предмета, штатив и даже монопод дают гораздо больше возможностей.
Но казалось бы, почему бы и не купить объектив со стабом, просто так, чтобы было? Но тут возникает ещё одна проблема. Почему-то так получилось, что подавляющее большинство объективов со стабилизатором страдает резкостью, вернее её отсутствием. Скорее всего, это связано с тем самым подвижным блоком линз, которые компенсируют движение. Физически невозможно всякий раз устанавливать подвижный элемент в исходное положение с той же точностью, что и стационарно закреплённые стёкла. А минимальное смещение линз относительно оптической оси, крайне негативно сказывается на итоговой картинке.
Если и это выглядит не убедительным, то можно привести множество примеров профессиональных объективов. Рассмотрим самую широкую и распространённую линейку объективов топ класса - Canon EF L:
Объективы без стабилизатора:
EF16-35mm f/2.8L
EF24-70mm f/2.8L
EF70-200mm f/2.8L
Объективы со стабилизатором той же серии L
EF300mm f/2.8 L IS
EF300mm f/4 L IS
EF400mm f/2.8 L IS
EF500mm f/4.5 L IS
EF600mm f/4 L IS
EF800mm f/5.6 L IS
EF24-105mm f/4 L IS
EF28-300mm f/3.5-5.6 L IS
EF70-200mm f/2.8 L IS
EF70-200mm f/4 L IS
EF70-300mm f/4-5.6 L IS
EF100-400mm f/4.5-5.6 L IS
Можно заметить, что даже в ултрателедиапазоне довольно много объективов без стабилизатора. А в широкоугольном и портретном диапазоне стабилизатор вовсе отсутствует. Тогда зачем же подавляющее большинство бюджетных, так называемых KIT объективов оснащается стабилизаторами во всех диапазонах фокусных расстояний? Зачем фотолюбителям впаривают дорогостоящую функцию, которая нужна только в редких случаях, за то картинку портит регулярно? Ответ прост - маркетинг, это всего лишь ещё один повод заработать на неосведомлённом покупателе.
Конечно стабилизатор не является абсолютным злом. В некоторых современных объективах данная функция реализована достойно и не во вред основным оптическим свойствам, в той же второй версии EF70-200mm f/2.8L IS II. Однако мой вам совет - если перед Вами стоит выбор из двух объективов, с одинаковым фокусным расстоянием, в одном ценовом сегменте, с единственной разницей - у одного есть стабилизатор, а у второго светосила на одну ступень выше, сделайте выбор в пользу светосилы.
p.s. В статье не рассматривается такая функция стабилизатора изображения как стабилизация в режиме панорамирования (так называемая съёмка с проводкой), при которой стабилизатор компенсирует только вертикальные колебания, это тема для отдельного обсуждения. Этот режим стабилизатора доступен только на объективах высокого уровня, которые покупают взрослые мальчики и девочки, а эти люди и без наших измышлений разберутся, что им покупать. Речь идёт исключительно о стандартном стабилизаторе, который без разбора вставляют во все современные китовые объективы.
Системы стабилизации изображения призваны компенсировать дрожание наших рук и, соответственно, помочь нам получить более резкую картинку. Существует два основных типа стабилизации: оптическая стабилизация внутри объектива и матричная стабилизация изображения . Давайте остановимся более подробно на первом типе и рассмотрим всю его подноготную.
Появление систем стабилизации внутри объективов уходит корнями в позднюю плёночную эпоху – 90-е годы прошлого века. В те лихие для нашего люда времена и появились первые объективы со стабилизатором на своём борту. Первопроходцем в этой стезе стала компания Canon, которая выпустила свой первый стабилизированный объектив с IS в 1995 г. (официальный анонс стабилизатора IS произошёл годом ранее). Nikon подтянулся лишь спустя 5 лет и анонсировал фирменную систему подавления вибраций VR лишь в 2000 г.
Почему стабилизатор решили разместить именно в корпусе объектива? Этому есть несколько логичных объяснений. Первое и самое важное – в 90-е годы все ещё снимали на плёночную технику и технологически намного легче было внедрить технологию, которая бы стабилизировала световой поток ещё в объективе, т.е. до того он попадал непосредственно на матрицу фотоаппарата. Согласитесь, ведь проще чтобы система проделала свою работы внутри линзы, а не пыталась переместиться рулон с 35-миллиметровой плёнкой.
Вторым аргументом в пользу стабилизатора внутри объектива была дороговизна цифровых фотокамер и их малая популярность. Да, спустя некоторое время, доживающая свои последние года, компания Konica-Minolta таки представила первую в своём роде систему матричной стабилизации изображения. Но она стала популярной только сейчас – во времена тотальной экспансии беззеркалок. Впрочем, об этом мы поговорим во второй главе.
Различные производители по-разному маркируют свои линзы, имеющие на борту стабилизатор изображения. Но по принципу действия они все схожи друг с другом:
- Nikon - VR (Vibration Reduction)
- Canon - IS (Image Stabilization)
- Sony - OSS (Optical Steady Shot)
- Panasonic - MEGA O.I.S. или Power O.I.S. (Optical Image Stabilizer)
- Fujifilm – OIS (Optical Image Stabilizer)
- Sigma - OS (Optical Stabilization)
- Tamron - VC (Vibration Compensation)
- Tokina – VCM (Vibration Compensation Module)
Давайте рассмотрим, как работает стабилизатор на борту фотокамеры, на примере системы IS от Canon. Для начала посмотрите эту анимацию:
Как видно, основную роль в процессе стабилизации изображения играет двояковогнутая линза, которая смещается при помощи электромагнитов в противоположную сторону относительно траектории движения объектива. Уровень смещения определяется датчиками угловой скорости, оснащёнными гироскопами, и управляется скоростным микроконтроллером (до 1000 считываний данных за секунду). Почему датчика именно 2, а не 5 или 10? Всё просто – первый отвечает за смещение по горизонтали, второй – по вертикали.
Так этот процесс выглядит на видео:
В результате проекция изображения остаётся неподвижной относительно матрицы фотоаппарата и на выходе мы получим качественную картинку без смаза.
Наиболее эффективно оптический стабилизатор будет работать на выдержках, близких к 1 / фокусное расстояние . Вы же помните правило, согласно которому выдержка напрямую зависит от фокусного расстояния? Например, вести комфортную съёмку с рук на 100 мм можно и нужно на выдержках 1/100 с и короче. Это без стабилизатора. При его непосредственном участии можно выиграть до 4-5 стопов и снимать уже не на 1/100 с, а на 1/20-1/25 с.
На коротких (менее 1/500 с) и на длинных (более 1/4 с) выдержках стабилизатор лучше выключать – он может только помешать вам сделать нужный кадр. В первом случае это связано с тем, что датчик стабилизатора изображения будет работать на пределах своих возможностей. Та и получить смаз на таких коротких значениях выдержки практически нереально.
На длинных выдержках стабилизатор тоже является бесполезным. Лучше воспользоваться штативом или установить фотоаппарат на какой-нибудь неподвижный объект. Когда камера установлена на штатив, включенный стабилизатор вполне может оказаться источником шевеленки. Это связанно с тем, что он может пытаться определить фантомные смещения и сам сгенерировать небольшую вибрацию. Конечно, маловероятно что такое может случиться, особенно с современными системами стабилизации, но бывает всякое.
Плюсы стабилизации внутри объектива:
- Оптическая стабилизация внутри объектива считается более эффективной, особенно при использовании телеобъективов. Это связано с тем, что стабилизировать изображение на длинном фокусном расстоянии гораздо сложнее – датчик изображений должен совершать больше движений, чем ему позволяет конструкция и месторасположение.
- Возможность выиграть от 1 до 5 стопов (в зависимости от поколения) при съёмке в условиях недостаточной освещённости.
- При использовании оптической стабилизации внутри объектива изображение передаётся в видоискатель и на датчики автофокуса уже в стабилизированном виде, что позволяет лучше контролировать объект съёмки и более эффективно срабатывать автофокусу.
Минусы стабилизации внутри объектива:
- Стабилизированные объективы стоят дороже и имеют бóльшие габариты.
- В некоторых случаях стабилизатор может генерировать при работе посторонние звуки, что критично при съёмке видео.
- Использование стаба может ухудшить боке.
- В случае выхода следующего поколения стабилизатора, придётся покупать новый объектив – модуль системы стабилизации изображения не сменный.
На сегодняшний существует много разновидностей систем стабилизации внутри объективов. Это и Canon Hybrid IS , предназначаемый для макросъёмки, и Nikon VR Sport , который можно обнаружить на профессиональных телееобъективах, и другие узконаправленные вариации. Все эти системы предназначены для того, чтобы мы могли снимать на более длинных выдержках в условиях недостаточной освещённости и получать при этом резкую и не размытую картинку.
Стабилизация изображения - это технология, применяемая в фото- и видеосъёмочной технике, механически компенсирующая собственные угловые движения камеры для предотвращения смазывания изображения при больших выдержках («шевелёнки »).
Система стабилизации не рассчитана на компенсацию движения объекта съёмки и, по сути дела, служит заменой штативу в некотором диапазоне условий съёмки.
Возможности систем стабилизации изображения ограничены. По самым оптимистическим данным, выигрыш в величине допустимой выдержки составляет 8-16 раз (3-4 ступени экспозиции) .
Тем не менее, в целом ряде случаев автоматическая стабилизация бывает крайне полезна, позволяя увеличить выдержку на эти самые 3-4 ступени и спокойно снимать с рук в таких условиях освещения и на таких фокусных расстояниях объектива, когда без стабилизатора понадобился бы фотоштатив. Кроме того, иногда стабилизация позволяет избежать «принудительного» увеличения чувствительности матрицы, приводящего к росту уровня шумов .
Цифровая стабилизация изображения - технология обработки изображения в видеосъёмочной аппаратуре, позволяющая (помимо компенсации движения камеры) полностью или частично компенсировать движение одного из объектов в кадре и улучшить качество изображения благодаря меньшей смазанности сюжетно важных деталей.
Стабилизатор изображения - общее наименование всех частей камеры, осуществляющих стабилизацию изображения.
Энциклопедичный YouTube
1 / 3
Основы видео для фотографов 6. Стабилизация изображения.
Оптический стабилизатор. Основы фотографии. Урок 18.
SONY VEGAS PRO 13 СТАБИЛИЗАЦИЯ ВИДЕО | ТУТОРИАЛ
Субтитры
Технологии нашли применение в фотографии , видеосъёмке , в конструкции астрономических телескопов, биноклей. Наибольшее значение стабилизация имеет в случае опасности смещения камеры при съёмке, при большой выдержке и значительном фокусном расстоянии объектива. В видеокамерах движение камеры вызывает видимое колебание кадра к кадру. В астрономии толчки аппаратуры вызывают колебания линз, которые вызывают проблемы с регистрацией положения объектов в связи со смещениями изображений от номинального положения на фокальной плоскости.
«Шевелёнка» и «сдёргивание кадра»
Работа системы стабилизации
Стабилизаторы изображения бывают оптическими, с подвижной матрицей и электронными (цифровыми).
Датчик стабилизатора изображения
В фотоаппарат встроены специальные сенсоры, работающие по принципу гироскопов или акселерометров . Эти сенсоры постоянно определяют углы поворота и скорости перемещения фотоаппарата в пространстве и выдают команды электрическим приводам, которые отклоняют стабилизирующий элемент объектива или матрицу. При электронной (цифровой) стабилизации изображения углы и скорости перемещения фотоаппарата пересчитываются процессором, который устраняет сдвиг.
Оптический стабилизатор изображения
Технология оптической стабилизации была подхвачена другими производителями и хорошо зарекомендовала себя в целом ряде телеобъективов и камер (Canon , Nikon , Panasonic). Разные производители называют свою реализацию оптической стабилизации по-разному:
- Canon и Kodak - Image Stabilization (IS)
- Nikon - Vibration Reduction (VR)
- Panasonic - MEGA O.I.S.(Optical Image Stabilizer)
- Sony - Optical Steady Shot
- Tamron - Vibration Compensation (VC)
- Sigma - Optical Stabilization (OS)
Для плёночных фотоаппаратов оптическая стабилизация - единственная технология борьбы с «шевелёнкой», поскольку саму пленку двигать, как матрицу цифрового фотоаппарата, не получится.
Стабилизатор изображения с подвижной матрицей
Специально для цифровых фотоаппаратов компания Konica Minolta разработала технологию стабилизации (англ. Anti-Shake - антитряска), впервые применённую в 2003 году в фотокамере Dimage A1. В этой системе движение фотоаппарата компенсирует не оптический элемент внутри объектива, а его матрица , закреплённая на подвижной платформе.
Объективы становятся дешевле, проще и надёжнее, стабилизация изображения работает с любой оптикой. Это важно для зеркальных фотоаппаратов , имеющих сменную оптику. Стабилизация со сдвигом матрицы, в отличие от оптической, не вносит искажений в картинку (быть может, кроме вызванных неравномерной резкостью объектива) и не влияет на светосилу объектива. В то же время считается, что стабилизация сдвигом матрицы менее эффективна, нежели оптическая стабилизация.
С увеличением фокусного расстояния объектива эффективность Anti-Shake снижается: на длинных фокусах матрице приходится совершать слишком быстрые перемещения со слишком большой 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, что ограничивает её работу при макросъёмке.
Системы стабилизации с подвижной матрицей:
- Konica Minolta - Anti-Shake (AS);
- Sony - Super Steady Shot (SSS) - является заимствованием и развитием Anti-Shake от Minolta;
- Pentax - Shake Reduction (SR) - разработка Pentax, нашла применение в зеркальных камерах Pentax K100D , K10D и последующих;
- Olympus - Image Stabilizer (IS) - применяется в некоторых моделях зеркальных, «ультразумах» и во всех беззеркальных камерах Olympus.
Электронный (цифровой) стабилизатор изображения
В режиме панорамирования система стабилизации компенсирует только вертикальные колебания.
В сентябре 2012 года первым в мире мобильным телефоном с оптической стабилизацией изображения (OIS) стал смартфон
Сотрясение камеры это один из существенных факторов, влияющих на качество видео материала.
До появления систем оптической стабилизации в объективах Canon, существовал единственный спосод обойти это ограничение - использование штатива. Это правильный подход при сьемках в любых условиях, но использование штатива в ряде случаев не дает оперативности и мобильности.
Для того, чтобы обойти это ограничение Canon разработал уникальную, в своем роде, систему оптической стабилизации изображения.
Сразу надо сказать что система стабилизации именно оптическая и хотя и использует гироскопы, но крошечные и только в качестве сенсоров для детекции перемещения объектива, поэтому нет никаких килограммовых крутящихся металлических блинов и носимого танкового аккумулятора и электродвигателя для их вращения. Также хотелось бы отметить, что вопреки распространенному мнению это устройство не потребляет большое количество энергии батареек камеры. Хотя если заставлять его работать часами потребление энергии будет заметно.
Как работает стабилизатор изображения (IS).
Стабилизатор изображения сдвигает группу линз объектива в параллельной к пленке плоскости. Когда объектив перемещается из за сотрясения, световые лучи от объекта (его изображение) сдвигаются относительно оптической оси, вызывая появление смазанного изображения.
Сдвигая группу линз стабилизации в плоскости перпендикулярной плоскости пленки в необходимых пределах для компенсации перемещения объектива можно добиться эффекта, когда лучи достигающие плоскости пленки фактически остаются неподвижными. На картинке показано как механически происходит исправление хода лучей с случае, когда объектив "клюет".
Перемещения камеры улавливаются двумя
гироскопическими сенсорами. Сенсоры
определяют направление (угол) и скорость
перемещения (дрожания) камеры с
объективом, обычно возникающей при
съемке с рук. Для предохранения
гиросенсоров от ошибок, связанных с
реакцией на перемещение зеркала камеры
или срабатыванием затвора, сенсоры
заключены в специальные защитные блоки 
Группа линз
блока стабилизации имеет прямой привод
от сердечников (соленоид). Устройство
мало, легко, потребляет более чем
умеренное кол-во энергии, отличается
малым временем отклика - быстрой
реакцией на команды. Устройство
позволяет эффективно компенсировать
вибрации с частотой от 0.5 до 20гц. Позиция
блока стабилизации определяется с
помощью инфракрасный светодиодов -излучателей
(IREDs -Infrared Emitting Diodes) на оправе блока и
устройства определения положения (PSD-Position
sensing Device), расположенных на плате
электроники блока. Таким образом
изначально устройство стабилизации
имеет обратную связь для точного
позиционирования. Устройство
стабилизации имеет также блокиратор,
который устанавливает группу линз
стабилизации в центральную нейтральную
позицию, в случае, когда устройство
стабилизации изображения выключено.
Для того, чтобы получить резкий не размытый снимок сделанный с рук (или в движении), нужно учитывать выдержку при съемке — потому, что чем длиннее , тем больше можно намазать на снимке.
и пользуясь золотым правилом, что число, отвечающее за выдержку, должно быть больше чем эффективное . Например, если вы снимаете на фокусном расстоянии в 35мм, должна быть не больше 1/35 секунды, обычно это 1/60 и более короткие . Но когда используешь объектив с подавлением вибраций, это правило сильно меняется.
Для популярных и всеми известных производителей камер и объективов существует свое обозначение функции уменьшения вибраций. Ниже приведен список самых популярных обозначений.
Стабилизаторы, встроенные в объектив:
Canon: IS — Image Stabilization (стабилизатор изображения)
Nikon: VR — Vibration Reduction (подавитель вибраций)
Panasonic: O.I.S. — Optical Image Stabilizer (оптический стабилизатор изображения)
Sony: Optical Steady Shot (оптический стабилизатор съемки)
Tamron: VC — Vibration Compensation (Компенсация при вибрациях)
Sigma: OS — Optical Stabilization (Оптический стабилизатор)
Стабилизация, встроенная в камеру:
Pentax: SR — Shake Reduction (Подавление дрожания)
Olympus: IS — Image Stabilizer (Стабилизатор изображения)
Sony: SSS — Super Steady Shot (Супер стабилизатор съемки)
Konica Minolta: AS — Anti-Shake (Анти-дрожание)
Я объясню достоинства подавления вибраций на примере объектива с функцией подавления вибраций (рассчеты можно производить и для других объективов). Если для того, чтобы получить приемлемый снимок на фокусном расстоянии 105мм (что является уже средним телевиком) нужно использовать параметры камеры, при которых должна быть меньше чем 1/105 или даже 1/150 (учитывая кроп) по правилу, описанному выше. Обычно число , которое можно выставить на камере соответствует 1/125 секунды. Учитывая, что данный объектив, как и большинство зумов является не светосильным (темным) при диафрагме F5.6, нужно использовать высокие значения ISO, которые дадут много шумов.
Если же на объективе включить функцию VR , то можно с тем же успехом снимать на выдержках порядка 1/20 секунды, уменьшив таким образом ISO.
Почему так происходит? Производитель в технических характеристиках указывает, что объектив или камера с подавлением вибраций может работать с выдержками на несколько ступеней короче (длиннее) чем без него. В данном случае это 3 ступени.
Одна ступень в фотографии означает разницу в 2 раза. Три ступени дадут разницу в восемь раз. 2^3=8 (два в третьей степени). Вот и получаем 1/125 поделить на 8 приблизительно равно 1/15 секунды.
Данные расчеты действительно близки к истине, но из-за того, что производители накручивают показатели, более менее правдивое значение узнается только в практике.
Для данного объектива при 105мм фокусного расстояния (что в пересчете на ЭФР дает 157 мм) минимальная при съемке с рук допустима в районе 1/15-1/30.
Пример фото сделанного с рук, параметры съемки в подписи картинке.
1 / 25 sec ISO 1600 F5.6 105 mm + Nikkor 18-105 VR 3.5-5.6 съемка с рук
Все эти вычисления имеют силу для любых объективов или систем подавления.
Как видим на фото выше, при в 1\2 секунды (что в обычных условиях является очень длинной выдержкой), получаем абсолютно приемлемое качество картинки с рук при низких ISO.
Раньше, всего пару лет назад, фотографы, при длительных выдержках, должны были пользоваться штативом, или светосильными объективами .
При работе со светосильными объективами, например 50mm F1.4 50mm F1.8 и съемке в тяжелых условиях, объективы с подавлением вибраций составляют ощутимую конкуренцию, а иногда выигрывают у них.
F5.6 и F1.8 разнятся примерно на 3 с хвостиком ступени, если быть точным, то разница по величине светового потока разница в 9 раз. (потому, что изменение числа F двое дает изменение площади в 4 раза, от сюда 5,6/1,8=3.11, а разница в площади в 3.11^2= приблизительно 9).
Получаем, что выигрыш со светосильным объективом дает уменьшение выдержки в 9 раз, а при использовании VR в 8 раз. На практике работают оба метода при съемке в мало освещенных территориях.
Лично для меня удобно использовать и подавление вибраций и светосильные фиксы. У каждого свои достоинства.
Вывод: оптические стабилизаторы отлично подходят для длиннофокусных объективов и для съемок при малом освещении, давая выигрыш в уменьшении выдержки без боязни получить смазанный кадр.
Не забывайте про промощь проекту. Спасибо за внимание. Аркадий Шаповал.
