Kāda ir atšķirība starp optisko un digitālo attēlu stabilizāciju?

Ja esat pastaigas laikā mēģinājis uzņemt video savā tālrunī, jūs zināt, ka attēla saglabāšana joprojām ir sarežģīta. Ir dažas gudras tehnoloģijas, kas paredzētas, lai samazinātu šo satricinājuma efektu, un ir divas atšķirīgas pieejas to īstenošanai.

Optiskā attēla stabilizācija nāk no fotografēšanas pasaules, izmantojot objektīva sarežģītus aparatūras mehānismus, lai saglabātu attēlu un nodrošinātu asu uztveršanu. Tas ir bijis apmēram ilgu laiku, bet ir pielāgots video un nesen miniaturizēts viedtālruņiem. Digitālā attēla stabilizācija ir vairāk kā programmatūras triks, piemēram, “digitālā tālummaiņa”, bet otrādi, aktīvi izvēloties pareizo attēla daļu sensorā, lai tas izskatītos kā objekts, un kamera pārvietojas mazāk. Paskatīsimies, kā viņi abi strādā, un to, kā viņi tiek izmantoti jaunākajos fotogrāfiju sīkrīkos.

Optiskā attēla stabilizācija: Jūsu objektīva stabilizators

How-To Geek jau ir raksts, kurā paskaidrots, kā darbojas optiskā attēla stabilizācija. Bet pilnīguma labad mēs apkoposim: optiskā attēla stabilizācija, saukta par īsu OIS un saukta arī par “IS” vai “vibrācijas samazināšanu” (VR, nekāda sakara ar virtuālo realitāti) atkarībā no kameras markas, ir viss par aparatūru.

Kameras objektīvam ar optisko attēla stabilizāciju ir iekšējais motors, kas fiziski pārvieto vienu vai vairākus stikla elementus objektīvā, kad kamera fokusē un ieraksta kadru. Tas rada stabilizējošu efektu, novēršot objektīva un kameras kustību (piemēram, no operatora roku kratīšanas) un ļaujot ierakstīt asāku, mazāk izplūdušu attēlu. Tas savukārt ļauj fotoattēlus uzņemt zemākā apgaismojumā vai ar zemāku F-stop vērtību, kamēr tie joprojām ir precīzi definēti.

Inženierija, kas nonāk šajā stuff, ir pārsteidzoša. Tā ir ļoti maza ārējās aparatūras versija, piemēram, vairāku ass gimbāli, ko izmanto tādās sistēmās kā Steadicam - tās lielās plecu lencēm, kuras var būt redzamas sporta pasākumos vai filmu kopās. Objektīva vai kameras stabilizācijas sistēmas rezultāti nav tik dramatiski, kā tie, ko saņemat no ārējiem giroskopiskajiem stabilizatoriem, bet tie joprojām ir diezgan iespaidīgi. Kamera ar objektīvu, kurā ir optiskā attēla stabilizācija, var uztvert skaidrākus attēlus ar zemāku apgaismojuma līmeni nekā viens, un to pašu tehnoloģiju var izmantot, lai radītu nelielu uzlabojumu izplūdušā, kropļojošā efektā, ierakstot videoklipu. Lielākais trūkums ir tas, ka optiskā attēla stabilizācija prasa daudz papildu elementu objektīvā, un OIS aprīkotas kameras un objektīvi ir daudz dārgāki nekā mazāk sarežģīti modeļi.

Optiskā attēla stabilizācija bija ierobežota tikai ar augstas klases video un video kamerām. Taču tehnoloģija ir pietiekami atkārtota, lai jūs to varētu saņemt patērētāju līmeņa DSLR un bezkameru kamerās. Tas ir pat samazināts, lai OIS objektīvs varētu ievietot viedtālruņa kameras modulī. Jā, tas nozīmē, ka dažos viedtālruņos ir niecīgs, pārvietojams stikla elements, kas ir mazāks par pusi collas. Ja tālrunī ir OIS objektīvs, jūs varat turēt augšējo galu pie auss, nedaudz sakratiet un pat aizmugurējā kameras modulī dzirdēt stabilizējošo elementu. (Um, nedariet to pārāk grūti).

Tālāk sniegts piemērs tālruņa kameras moduļa mazajam OIS elementam. Ņemiet vērā, kā objektīva montāžas augšējā daļa var pārvietoties neatkarīgi no attēla sensora.

Ar daudz mazākiem objektīviem un sensoriem, OIS funkcija tālruņos nav tikpat spējīga kā lielākajās kamerās. Bet tas joprojām palīdz jums veikt skaidrākus fotoattēlus un mazāk satricinošu video. Daži nozīmīgi tālruņu modeļi ar optisko attēla stabilizāciju ietver iPhone 6+ un jaunākus, Samsung Galaxy S7 un jaunākus, LG G sērijas un Google pikseļu 2.

Manuālā attēla stabilizācija: videoklipa apgriešana, lai to stabilizētu

Digitālā attēla stabilizācija tiek veikta programmatūrā. Ja esat iepazinies ar atšķirību starp optisko tālummaiņu un digitālo tālummaiņu (t.i., attēla pūšļus uzspiežot bez uzlabojumiem), tas ir līdzīgs. Taču digitālajai stabilizācijai ir daudz tūlītēja, izmērāmāka ietekme uz video.

Lai stabilizētu nestabilu iepriekš ierakstītu videoklipu, jūs varat apgriezt no robežām esošās sadaļas, kas ir kustīgas katrā rāmī, kā rezultātā videoklips ir stabilāks. Tā ir optiskā ilūzija: kamēr videoklips krata apkārt, katra attēla kadra kultūra tiek pielāgota, lai kompensētu kratīšanu, un jūs redzēsiet vienmērīgu video ierakstu. Tam ir nepieciešams tuvināt attēla rāmi (un upurēt attēla kvalitāti) vai tuvināt rāmi (tādējādi radot mazāku attēlu ar melnām malām, kas pārvietojas).

Pacientu video redaktori var to izdarīt manuāli ar pabeigtu ierakstu, kas ir rāmis pa kadriem. Lūk, dramatisks piemērs par īsu šāvienu no Star Wars Episode VII.

Tas ir pārspīlēts piemērs, lai iegūtu stabilu efektu, bet tas parāda, kā attēla pārvietošana ap video kadru attiecībā pret objektu (kuģi) vai fonu var izraisīt vienmērīgāku videoklipu. Šeit ir vairāk tipisku piemēru kolekcija ar reālām tēmām.

Digitālā attēla stabilizācija: programmatūras video apgriešana jums

Papildinot modernu programmatūru, datori var automātiski piemērot šo apgriešanas un pārvietošanas tehniku. Video rediģēšanas programmatūra, piemēram, Adobe Premiere, Final Cut Pro un Sony Vegas, to var izdarīt, parasti panākot efektu, apgriežot vai tuvinot pilna izmēra video nelielu daudzumu un dinamiski stabilizējot to kadru pa kadriem. Tālāk sniegts piemērs automātiskajai stabilizācijas ietekmei uz video, kas izpildīts programmā Final Cut Pro (pārejiet uz 3:34, ja tas jau nav iestatīts).

Tāpat kā optiskā attēla stabilizācija, šī pēcapstrādes programmatūra kļūst lētāka un izplatītāka. Ir pat iespējams izmantot pamata tālummaiņas un kultūru stabilizāciju, kas iebūvēta dažos bezmaksas video pakalpojumos, piemēram, YouTube un Instagram. Ir ierobežojums, cik lielā mērā šo efektu var piemērot, jo tai nepieciešams tuvināt, lai kompensētu kameras kratīšanu, neredzot melnās zonas video rāmja malā. Jo vairāk jūs tuvināsiet, jo zemāks būs galīgā video kvalitāte. Ņemiet vērā, ka šāds videoklips stabilizēta videomateriāla rāmis (augšā) ir mazāks nekā sākotnējā nestabilā video (apakšējā daļa) pilnais kadrs, kas nepieciešams, lai stabilizētu efektu.

Līdz ar to attēla stabilizāciju var piemērot esošam videoklipam. Tagad apvienojiet šo pārvietošanas un kultivēšanas stabilizācijas tehniku, nedaudz papildu telpu fotokameras sensora pikseļu tīklā, kad uzņemat video, un super-progresīvu programmatūru, kas atklāj attēla daļas un to kustību, un jūs varat veikt stabilizāciju automātiski, pareizi ierakstot videoklipu! Šī programmatūra ieraksta visu attēlu uz katra fotokameras sensora katram kadram, automātiski uztver, kā kamera krata attiecībā pret primāro objektu un fonu, un uzkrāj video līdz 4K vai 1080p izmēram, pārvietojot attēlu apkārt, lai kompensētu kustību. kameru.

Tas ir tas, ko “digitālā attēlu stabilizācija” nozīmē: apgriešanas rīku lietošana video, automātiski un nekavējoties kamerā bez papildu programmatūras nepieciešamības pēc video ierakstīšanas.

Šai tehnoloģijai nav nepieciešamas papildu kustīgās daļas lēcas mehānismā, padarot to lētāku ražošanai. Tas nav tik tehniski efektīvs kā optiski stabilizēts objektīvs, jo jums ir nepieciešama uzlabota datorizēta apstrāde, lai piemērotu apgriešanas rīkus reālā laikā. Bet ar pareizo aparatūras un programmatūras kombināciju sekas var būt dramatiskas. Šeit ir video par jaunākajām digitālo attēlu stabilizēšanas metodēm jaunajā GoPro 7 sērijā.

Ņemiet vērā, ka GoPro 7, tāpat kā tās priekšgājējiem, kamerā nav nekādu kustīgu stabilizācijas daļu, un iepriekšminētais video nav stabilizēts ar papildu programmatūru, piemēram, Premiere vai Final Cut. Viss šis videoklips tiek uzņemts tieši no kameras, un apgriešana tiek veikta automātiski, lai kompensētu vibrāciju un vibrāciju. Tas nav perfekts - tas nav pietiekami labi, lai, piemēram, pilnībā noņemtu velosipēdu no velosipēda, kas atrodas uz leju pa kāpnēm, un tas rada aptuveni 10% kultūru video kadrā. Bet tas ir iespaidīgs uzlabojums, salīdzinot ar nestabilizētu kameru, bez izdevumiem vai laika, kas nepieciešams OIS vai tikai programmatūras stabilizācijai. GoPro ir saglabājusi kameras digitālo attēlu stabilizāciju kopš Hero 5 sērijas, un tā ir pieejama arī citās darbības kamerās.

Digitālo attēlu stabilizāciju var piemērot arī video tālruņiem. Google izmantoja tikai programmatūru, kas ir tikai oriģinālajā Pixel (turpmāk tekstā - “EIS”, lai izveidotu “elektronisko attēlu stabilizāciju”), un tagad lielākā daļa augstas klases tālruņu ir vismaz zināmā mērā pielietoti digitālā stabilizācijā. Samsung atzīmē, ka Galaxy 8. piezīmē, Galaxy S9 un Galaxy S9 +, abi ir optiski un vienlaikus tiek izmantota digitālā attēla stabilizācija. Bet digitālajam attēla stabilizācijai ir viens liels negatīvais aspekts: atšķirībā no optiskās stabilizācijas sistēmas to nevar izmantot fotoattēliem. Tā kā digitālā attēla stabilizācija ir atkarīga no vairāku video kadru sērijas apgriešanas, tas vienkārši nedarbojas vienā vietā.

Attēla kredīts: Canon, GoPro