Нередко приходиться сталкиваться с ситуациями, когда нет возможности выставить необходимые параметры для получения качественного фото при съемке с рук. Или нельзя использовать вспышку или другое осветительное оборудование в условиях недостаточной освещенности. Короче говоря, когда даже сильное поднятие и наличие светосильной оптики (возможности выставить большое значение ) все равно не избавит от необходимости выставлять достаточно длинную , которая при съемке с рук даст или смаз.

Для того, чтобы получить качественное изображение, в таких случаях, необходимо добиться стабилизации фотоаппарата. Сделать это можно, либо стабилизировав камеру внешними приспособлениями, либо воспользоваться встроенной стабилизацией.

В этой статье мы рассмотрим решения по стабилизации изображения , которые разрабатывают и внедряют в свои продукты производители фотоаппаратов и объективов. Внешние средства, такие как штатив, монопод и прочее, мы рассмотрим во второй части статьи.

На сегодняшний день существует несколько принципиально отличающихся решений:

• оптическая стабилизация;
• матричная стабилизация;
• электронная (цифровая) стабилизация.

Оптическая и матричная стабилизация предполагает, что в фотоаппарат (или объектив) встроены специальные датчики - гироскопы или акселерометры. Эти датчики постоянно определяют углы поворота и скорости перемещения фотоаппарата (или объектива) в пространстве и выдают команды электрическим приводам, которые отклоняют стабилизирующий элемент объектива или матрицу фотоаппарата.

При электронной (цифровой) стабилизации ничего никуда механически не сдвигается, изображение углы и скорости перемещения фотоаппарата пересчитываются процессором, который устраняет сдвиг, фактически переделывая полученное изображение.

Обычно, производители внедряют в свои продукты какой-то один тип технологий. Либо, делают фотоаппараты со встроенной стабилизацией, но объективы без таковой (как Olympus или Pentax ). Или наоборот - встраивают стабилизатор в объективы и производят сами камеры без нее (Canon , Nikon , Panasonic , Samsung ). Но, как обычно, есть и исключения).

ОПТИЧЕСКАЯ СТАБИЛИЗАЦИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ

Оптическая стабилизация - это технология, реализованная в , а не фотоаппарате. Гранды фотостроения - Nikon и Canon практически синхронно начали исследования в области оптической стабилизации. И в 1994 году Nikon представил первую пленочную фотокамеру Nikon Zoom 700VR с, встроенной в объектив, оптической стабилизацией изображения, а в 1995 году Canon представили EF 75-300mm F4-5.6 IS USM , первый в мире объектив, оснащенный оптическим стабилизатором изображения.

Принцип работы заключался в том, что в конструкцию объектива добавляется дополнительный оптический стабилизирующий элемент, который отклоняется электрическим приводом системы стабилизации так, чтобы проекция изображения на плёнке (или матрице) полностью компенсировала колебания фотоаппарата во время съемки.

Мы помним, что фотография - это рисование светом, который проходит через объектив, преломляется линзами объектива и проецируется на светочувствительный элемент (матрица или пленка). Если правильные параметры съемки не соблюдены и выдержка длиннее чем нужно, а вы фотографируете с рук, то проекция изображения попадающего на матрицу сдвигается, вследствие колебания камеры, и изображение получается смазанным.

Так вот, благодаря стабилизирующему элементу, проекция всегда остаётся неподвижной относительно матрицы, что и обеспечивает картинке необходимую чёткость. Но, у этой технологии есть и недостаток - дополнительный оптический элемент немного снижает светосилу объектива . Второй очевидный недостаток, это то, что при прочих равных условиях, объективы со встроенной стабилизацией изображения - дороже .

объективы стабилизации изображения:

• Nikon Vibration Reduction - VR
• Canon Image Stabilization - IS
• Panasonic Lumix Optical Image Stabilizer O.I.S. (Есть разновидности - POWER O.I.S. и MEGA O.I.S. )
• Olympus Image Stabilization - IS
• Sony Optical Steady Shot - OSS
• Tamron Vibration Compensation - VC
• Sigma Optical Stabilization - OS
• Samsung Optical Image Stabilizer - OIS
• Fujifilm Optical Image Stabilizer - OIS

Как вы обратили внимание, у некоторых производителей могут попадаться разные типы оптических стабилизаторов, как например POWER O.I.S. и MEGA O.I.S. у Panasonic . Итак, давайте разбираться:

Изначально, первые оптические стабилизаторы были двухосными - то есть, осуществляли сдвиг проекции изображения по двум осям плоскости - горизонтальной и вертикальной и могли компенсировать колебания при использовании выдержки, длиннее возможной на 1-2 ступени.

Рассмотрим пример : при использовании объектива с фокусным расстоянием 100 мм, минимальная выдержка, которую возможно использовать для получения достаточно резкого изображения, должна быть короче 1/100 секунды (это для полного сенсора, а если в камере установлен , то нужно учитывать - ). Но, если в объективе используется стабилизирующий элемент, выдержку можно сделать короче без ущерба для качества изображения (1 ступень - это сокращение выдержки в 2 раза, 2 ступени - в 2*2=4 ! раза). То есть, можно поставить выдержку, вплоть до 1/25 секунды.

Но прогресс не стоит на месте, и сегодня производители предлагают в своих продуктах, уже гораздо более продвинутые стабилизирующие элементы, способные компенсировать выдержку в 3-4 и даже 5 ступеней (то есть сократить выдержку в 8-16-32 раз, соответственно).

Кроме того, появились технологии с 4-х осевыми стабилизационными элементами, позволяющие компенсировать не только дрожание рук и горизонтальные / вертикальные сдвиги, а и осевые перемещения объектива и сильную тряску при ходьбе. Это существенно промогает при макросъемке и съемке видео на цифровой фотоаппарат с рук.

Как пример - MEGA O.I.S. у Panasonic , это двухосевая стабилизация с компенсацией вибраций до 2-3 ступеней, а POWER O.I.S. - это уже четырехосевая система, которая помимо компенсации до 3-4 ступеней, еще и способна гасить вибрации съемки видео с рук при ходьбе. Подобные технологии есть и у других производителей - например Hybrid IS и Dinamic IS у Canon .

ВНУТРИКАМЕРНАЯ ИЛИ МАТРИЧНАЯ СТАБИЛИЗАЦИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ

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 сама матрица, установленная на подвижной стабилизирующей платформе. Принцип стабилизации здесь иной - сама матрица "подстраивается" под проекцию изображения, а не проекция изменяется по пути к матрице. Из плюсов такого решения - в отличие от оптической стабилизации, матричная не вносит искажений в картинку и не влияет на светосилу объектива. Кроме этого, наиочевиднейший плюс в том, что можно использовать любые, даже самые дешевые объективы и получать "стабилизированное" изображение.

Но есть и минусы. 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 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 зум-объективов, а также - расстояние фокусировки при малой дистанции. А самое неприятное - матричная стабилизация может не корректно работать 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 производителями для идентификации встроенной в камеры стабилизации изображения:

Konica Minolta Anti-Shake - AS (уже не выпускается, здесь упомянута как "дань истории")

Pentax Shake Reduction - SR

Olympus In Body Image Stabilizer - IBIS

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

ЭЛЕКТРОННАЯ (ЦИФРОВАЯ) СТАБИЛИЗАЦИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ

При этом виде стабилизации, примерно 40 % пикселей на матрице отводится на стабилизацию изображения и не участвует в формировании картинки. При дрожании камеры, картинка «плавает» по матрице, а процессор фиксирует эти колебания и вносит коррекцию, используя резервные пиксели для компенсации дрожания. Эта система стабилизации широко применяется в недорогих цифровых видеокамерах, где матрицы маленького размера. Она имеет значительно более низкое качество, чем прочие типы стабилизации, зато принципиально дешевле, так как не содержит дополнительных механических элементов.

Обратите внимание, что производители могут давать возможность выбора использования определенных режимов работы систем стабилизации , например:

• однокадровый режим , при котором система стабилизации активируется только на время экспозиции для одного кадра (Если нет выбора режимов стабилизации, а только переключатель включения/выключения, значит, скорее всего, это единственный возможный режим её работы. Хотя - возможно, что определение режима работы стабилизации выставляется в меню фотокамеры)

• непрерывный режим , при котором система стабилизации работает постоянно, что облегчает фокусировку в сложных условиях. Однако эффективность работы системы стабилизации при этом может оказаться несколько ниже, поскольку в момент экспозиции корректирующий элемент может оказаться уже смещённым, что снижает его диапазон корректировки. Да, и в непрерывном режиме система потребляет больше электроэнергии, что приводит к более быстрому разряду аккумулятора.

• режим панорамирования , при котором система стабилизации компенсирует только вертикальные колебания.

Еще раз заострим внимание, что режимы работы системы стабилизации могут регулироваться как на корпусе объектива, так и в меню камеры.

У всех производителей есть свои специфические наработки и технологии, так что стоит ознакомиться с руководством пользователя конкретного объектива, чтобы в полной мере использовать все его возможности.

Также, важно учитывать, что практически для всех объективов и камер, оснащенных встроенной стабилизацией изображения, производители рекомендуют отключать ее, при установке камеры на штатив.

Кроме того, некоторые производители внедряют в свою технику как оптическую так и матричную стабилизацию:

• Sony , поглотив в свое время компанию Minolta , получили “в наследство” технологию двуосного сдвига матрицы - Konica Minolta AS (Anti-Shake) , доработали ее и сейчас внедряют в некоторые свои фотоаппараты. Причем, новая полнокадровая беззеркальная камера Sony α7 II уже снабжена 5-осевым стабилизатором.
• Компания Panasonic встраивает стабилизацию изображения в объективы, но у них есть уже четыре (пока что - четыре) модели фотоаппаратов со встроенной матричной системой стабилизации - это DMC-GX7 , DMC-GX8, DMC-GX80, DMC-G80 . Какого-то специального названия технология не имеет, просто в спецификациях указано, что в камере используется система стабилизации изображения (Image Sensor Shift Type ).
• Компания Olympus тоже начала производить объективы со встроенной оптической стабилизацией изображения, которая дополняет встроенную матричную. Таких объективов пока всего два - M.ZUIKO DIGITAL 300mm F4.0 IS PRO и M.ZUIKO DIGITAL ED 12-100mm F4 IS Pro.

Подводя итого, хочется сказать, что:

• система встроенной стабилизации изображения - это действительно серьезный помощник, дающий возможность получить качественные кадры в сложных условиях съемки
• даже светосильная оптика поможет уменьшить выдержку, но не поможет при съемке видео с рук, где важна компенсация серьезных колебаний
• стабилизация вместе со светосильной оптикой - это наилучшее сочетание, к которому "стоит стремиться", и которое дает наилучший результат
• если уж вы покупаете не самую светосильную оптику, то хотя бы не экономьте на стабилизации изображения - это нередко очень выручает
• также не забывайте, что длиннофокусные объективы, требуют достаточно коротких выдержек (помним про правило) и в них особенно важна хорошая стабилизация изображения.

Карпухин И. В.

В статье исследуются способы стабилизации изображения. Рассмотрены основные технические характеристики, а также достоинства и недостатки разных способов.

Ключевые слова: стабилизация изображения, оптический стабилизатор, цифровой стабилизатор.

Введение

Современные требования, предъявляемые к оптическим приборам, сводятся в основном к сочетанию двух противоречащих друг другу характеристик: высокого углового разрешения и минимальной массы и габаритных размеров прибора. Эти требования сохраняются также для аппаратуры, работающей в условиях подвижного или недостаточно устойчивого основания. Для сохранения потенциальных возможностей оптических приборов в области разрешающей способности чаще сего используют различные дополнительные механические устройства, снижающие влияние движения основания на качество изображения. Такие устройства называют системами стабилизации изображения.

1 Способы стабилизации изображения

Существует два основных способа стабилизации изображения: оптический и цифровой (электронный). Электронная стабилизация изображения использует комплексный программный алгоритм улучшения качества изображения. Оптическая же является аппаратным решением.

1.1 Оптическая стабилизация изображения

Оптический стабилизатор состоит из двух элементов: детектора движения – системы гироскопов, которые фиксируют перемещение прибора в пространстве, и компенсирующей линзы. Принцип действия таков: компенсирующая линза в объективе смещается в противоположном направлении от зарегистрированного датчиком смещения. В результате лучи света на всех кадрах попадают в одну и ту же область на светочувствительной матрице. Снятие показаний с детектора происходит чаще, чем считывание данных с матрицы, и линза успевает скорректировать свое положение еще до снятия изображения с матрицы. Благодаря этому не возникает ни сдвигов изображения между кадрами, ни размытости в рамках одного кадра.

Одним из минусов оптического стабилизатора является использование при его производстве дорогостоящих и сложных механических элементов. Кроме того, наличие оптической группы из нескольких элементов может сказаться на светосиле объектива, то есть на способности обеспечивать тот или иной уровень освещенности изображения при данной яркости объекта.

В общем случае оптические стабилизаторы делятся на два вида: первые перемещают весь прибор на подвижном основании, вторые перемещают оптические элементы внутри прибора. В последних для стабилизации оптического изображения обычно применяются следующие элементы.

Зеркала. Для изменения направления визирного луча может быть использовано плоскопараллельное зеркало с внутренним или наружным отражающим покрытием. Чтобы повернуть линию визирования на заданный угол, зеркало поворачивают на половинный угол.

Клинья. Для малого отклонения визирного луча при значительном механическом перемещении применяются преломляющие оптические клинья. Два одинаковых клина, поворачивающихся в разные стороны на одинаковые угла, образуют клин с переменным углом отклонения луча.

Куб-призма. Состоит из двух прямоугольных призм, склеенных гипотенузными гранями, на которых имеются отражающие покрытия. Куб-призма дает возможность изменения направления визирного луча больше, чем на 180˚.

Призма Дове , или призма прямого зрения. Эта призма оборачивает оптическое изображение сверху вниз. Призмой Дове пользуются для того, чтобы вращать изображение вокруг оси визирования.

Призма Пехана. Поскольку призма Дове имеет значительную длину, то в компактных устройствах для вращения изображения используют призму Пехана, представляющую собой склейку призмы Шмидта и полупентапризмы. Призма Пехана может работать и в сходящихся пучках, но потери света здесь больше, поэтому применяется она реже.

Жидкостный клин . Кювета с эластичными стенками, прозрачными окнами, заполненная прозрачной легкотекучей жидкостью, используется в системах стабилизации оптического изображения как регулируемый оптический клин. В зависимости от наклона стеклянного окна визирный луч, проходящий через кювету, отклоняется в ту или иную сторону.

Количество оптических элементов, используемых для стабилизации оптического изображения, непрерывно увеличивается. Здесь приведены только основные, применение которых в оптическом приборостроении стало традиционным.

1.2 Цифровая стабилизация изображения

Действие цифрового стабилизатора основано на анализе смещения изображения на матрице. Изображение считывается только с части матрицы, таким образом по краям остается запас свободных пикселей. Эти пиксели и используются для компенсации смещения прибора. Т.е. при дрожании кадра картинка перемещается по матрице, а процессор фиксирует колебания и корректирует изображение, смещая его в противоположном направлении.

В цифровых стабилизаторах отсутствуют подвижные части (в частности, оптические группы из нескольких линз). Это положительно сказывается на надежности, так как меньше элементов подвержены поломке. Кроме того, использование цифровых стабилизаторов изображения позволяет увеличить чувствительность светопоглощающих элементов (матрицы). Также скорость реакции цифрового стабилизатора может быть выше, чем оптического.

У цифровых стабилизаторов есть ряд недостатков по сравнению с оптическими, в частности, при плохой освещенности получается изображение низкого качества. С увеличением фокусного расстояния объектива эффективность снижается: на длинных фокусах матрице приходится совершать слишком быстрые перемещения со слишком большой амплитудой, и она просто перестаёт успевать за «ускользающей» проекцией.

Таким образом, считается, что стабилизация сдвигом матрицы менее эффективна, нежели оптическая стабилизация.

2 Основные технические характеристики

Одним из основных параметров, характеризующих качество функционирования систем стабилизации оптического изображения, является динамическая точность, которая определяется ошибками стабилизации оптического изображения и ошибками слежения линии визирования за исследуемым объектом.

Задача определения точности стабилизации оптического изображения сводится к измерению угловых отклонений линии визирования при угловых и возвратно-поступательных переносных движениях основания, обусловленных качкой подвижного объекта. При этом необходимо учитывать ряд специфических особенностей функционирования системы в системах рассматриваемого класса. Это, прежде всего, малые величины ошибок стабилизации и слежения; необходимость измерения точности стабилизации оптического изображения непосредственно на оптическом элементе, который соединен с системой неединичной кинематической связью и совершает колебания в инерциальном пространстве, необходимость измерения ошибок стабилизации и слежения при различных положениях системы и оптического элемента.

Список используемых источников

Система стабилизации и наведения линии визирования с увеличенными углами обзора / В.А, Смирнов, В.С. Захариков, В.В. Савельев // Гироскопия и навигация, № 4. Санкт-Петербург, 2011. С.4-11.

Автоматическая стабилизация оптического изображения / Д. Н. Еськов, Ю. П., Ларионов, В. А. Новиков [и др.]. Л.: Машиностроение,1988. 240 с.

Стабилизация оптических приборов / А.А. Бабаев -Л.: Машиностроение, 1975. 190 с.

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.

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.

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.

• Canon - IS (Image Stabilization)
• Nikon - VR (Vibration Reduction)
• Sony - OSS (Optical SteadyShot)
• Panasonic - MEGA O.I.S.
• Fujifilm – OIS (Optical Image Stabilizer)
• Sigma - OS (Optical Stabilization)
• Tamron - VC (Vibration Compensation)
• Tokina – VCM (Vibration Compensation Module)

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 .

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:

• Зеркальные и беззеркальные фотоаппараты имеют сменные объективы. И если у вас часто получаются смазанные кадры, можно с лёгкостью «прокачать» свой старый фотоаппарат, дополнив его объективом с оптической стабилизацией. Это увеличит количество чётких снимков.
• Системы оптической стабилизации в современных объективах, как правило, могут сэкономить 3–5 ступеней экспозиции.
• В зеркальных фотоаппаратах стабилизатор в объективе поможет сразу в видоискателе увидеть стабилизированную картинку - без дрожания изображения гораздо удобнее компоновать кадры.

Минусы:

• Объективы со стабилизацией стоят дороже, они тяжелее по весу и крупнее по габаритам, нежели аналоги, лишённые стабилизатора.
• Дополнительный оптический элемент в оптической схеме может негативно сказаться на качестве изображения, светопропускании, светосиле, боке объектива.
• Стабилизаторы в разных объективах демонстрируют разную эффективность, имеют свои тонкости работы. Приходится учитывать при съёмке, что один объектив имеет эффективный стабилизатор, другой не так хорош в стабилизации, а третий и вовсе её не имеет.
• Во многих объективах стабилизатор издаёт жужжащие звуки, что может быть критично при видеозаписи.

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:

• Sony - Super Steady Shot (SSS), SteadyShot Inside (SSI);
• Pentax - Shake Reduction (SR);
• Olympus и Panasonic - In Body Image Stabilizer (IBIS).

Система стабилизации камеры Sony α7 II:

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:

• Современные системы стабилизации на матрице позволяют компенсировать дрожание камеры во всех возможных направлениях. В зависимости от производителя и модели фотоаппарата, эффективность стабилизации на матрице может достигать пяти ступеней экспозиции.
• Универсальность. Если камера имеет встроенный стабилизатор, к ней в комплект можно подобрать более компактные объективы без стабилизации. На ней любой объектив станет «стабилизированным», даже старый «Гелиос» от «Зенита».
• Системы стабилизации на матрице почти бесшумны. А значит, их в полной мере можно использовать при видеозаписи.
• Стабилизированное изображение можно увидеть сразу через электронный видоискатель или экран фотоаппарата. А вот в зеркалках, в оптическом видоискателе, увидеть стабилизированную картинку не получится.
• Возможность реализовать множество дополнительных функций. К примеру, функцию слежения за звёздным небом для фотографирования его на длинных выдержках.

Минусы:

• Меньшая эффективность при работе с длиннофокусной оптикой. При работе с ней матрице приходится двигаться слишком быстро и на слишком большие расстояния. В случае телевиков стабилизация в объективе считается более эффективной.

В заключение хочется пожелать нашим читателям делать только резкие кадры и пусть вам в этом помогают системы стабилизации изображения.!

Стабилизаторы изображения применяются во всех цифровых фотоаппаратах. Они необходимы, ведь камеры в руках у пользователей в момент снимка часто находятся в движимом положении: легкое дрожание рук или другие возможные факторы, влияющие на неустойчивое положение камеры. Без стабилизации снимки всегда бы получались смазанными, для решения этой проблемы и были придуманы стабилизаторы изображения. Некоторые компании называют их компенсаторами колебаний.

Самый простой и доступный для понимания стабилизатор изображения – это штатив , вот только его использование часто невозможно. Он большой и неудобный, носить его с собой всегда и везде немыслимо. Его часто используют профессиональные фотографы для получения снимков на большой выдержке.

Есть также и программные приемы стабилизации картинки: уменьшение выдержки и увеличение светочувствительности (iso), однако на таком кадре может появиться зернистость. Но это уже не самые лучшие приемы, учитывая тот факт, что уменьшать выдержку часто нельзя из-за плохой освещенности.

Есть 2 системы стабилизации: цифровая, оптическая. Начнем по порядку.

Оптическая система стабилизации изображения

По названию можно догадаться, что речь идет о работе блока линз (оптика). Принцип прост: блок линз сдвигается на нужное расстояние в противоположную сторону движения камеры.

Сама по себе эта система хороша, она стоит дороже и технически является более сложной. Однако она имеет преимущества: стабилизированная картинка, которая попадает в видоискатель, передается и на матрицу, и в систему автофокуса.

Есть еще система стабилизации, основанная на перемещении матрицы фотоаппарата. Т.е. принцип тот же, только вместо блока линз объектива будет сдвигаться матрица на определенное расстояние при смещении камеры. Система имеет достоинства и недостатки. Плюс в том, что камера с такой системой стабилизации предполагает использование более дешевых сменных объективов (без системы оптической стабилизации). Минус – изображение передается в видоискатель и в систему фокусировки нестабилизированным, хотя матрица его «видит» стабилизированным (что важно). Однако при больших фокусных расстояниях такая система становится почти бесполезной, т.к. матрице приходится очень быстро сдвигаться в стороны, и она не успевает это делать.

Важно: на качество картинки оптический стабилизатор не влияет и работает неплохо даже при увеличении. Впрочем, он требует достаточно больших затрат энергии и является технически сложным, поэтому размеры камеры увеличиваются.

Цифровая стабилизация в фотоаппарате

Цифровая стабилизация не предполагает использования в корпусе дополнительных устройств. В данном случае задействуется процессор фотоаппарата и предварительно записанные программы. Однако при этом часть информации (по краям матрицы) исчезает.

По сути, изображение изначально снимается большее по размеру (больше, чем мы видим на фотографии) и при смещении камеры видимая область картинки может смещаться на матрице в противоположную сторону, но не далее фактически снятого изображения.

Звучит это сложно, но на самом деле все гораздо проще. Просто объяснить это сложно. Главное, что нужно извлечь: цифровая стабилизация предполагает использование программы и ресурсов процессора. По сути, в камере уже есть алгоритмы – они распознают сдвиг картинки и компенсируют его. При этом алгоритмы умны, и они легко определяют сдвиг картинки и движение объектов в кадре. То есть подвижные элементы никак не влияют на стабилизацию изображения.

Недостаток такой системы есть – это плохая совместная работа с цифровым увеличением. Если использовать зум камеры, то на изображении появятся помехи. Преимущество, впрочем, тоже есть. Во-первых, это снижение стоимости камеры. Во-вторых, отсутствие дополнительных аппаратов внутри самой камеры, что позволяет сделать ее более компактной.

Кое-что еще о стабилизации

Работа стабилизатора невозможна без сенсоров. Эти сенсоры чувствительны и фиксируют малейшее смещение фотокамеры и даже скорость смещения. При фиксации смещения они отдают сигналы процессору или приводам для смещения элемента стабилизации.

Самый первый стабилизатор (оптический) был использован компанией Canon в 1994 году. Он назывался Image Stabilization (IS).

Другие компании немного позже тоже стали применять эту технологию, вот только называли ее по-другому:

• Optical Steady Shot (Sony);
• Vibration Reduction (Nikon);
• MEGA O.I.S (Panasonic).

Стабилизатор с подвижной матрицей был использован в 2003 году компанией Konica Minolta, называлась технология Anti-Shake.

Конкуренты подхватили технологию и тоже стали ее применять, назвав по-другому:

• Super Steady Shot (Sony);
• Image Stabilizer (Olympus);
• Shake Reduction (Pentax).

Оптический или цифровой стабилизатор – какой лучше?

Здесь не может быть двух разных вариантов. Определенно, лучше всегда оптический стабилизатор изображения. По тестам (каким именно мы не знаем, просто так говорим) он показывает лучшие результаты. И вообще, убедиться в этом легко самостоятельно. Вам просто потребуется 2 фотоаппарата с разными системами стабилизации. Сделайте снимки на каждый из них, но при этом немного тряся в руках сам фотоаппарат. Результат будет очевидным.

Фотоаппараты с оптической системой стабилизации стоят дороже, и разница в цене полностью оправдана. Если есть возможность выбора между камерой с цифровой или оптической стабилизацией, всегда лучше выбирать последний вариант.

Пожалуйста, оцените статью:

Дата публикации: 25.04.2019

У каждого фотографа иногда получаются нерезкие снимки… В чём причина? Конечно, смазанное изображение почти всегда связано не с техническим несовершенством техники, а с недочётами при настройке важнейших параметров съёмки - выдержки, диафрагмы, а также с ошибками фокусировки. Во многих ситуациях избавиться от смаза на фото помогает стабилизация изображения. Это и отличная подстраховка на случай сложных условий съёмки, и новая творческая возможность в современной фотографии.

Какие виды стабилизации изображения существуют сегодня? Как ими пользоваться? Обсудим в этой статье!

Потолок в Испанской синагоге, Прага. Чтобы снимать при слабом освещении без штатива и при этом не завышать ISO, приходится делать кадры на сравнительно длинной выдержке - около 1/15 с. В таких условиях стабилизация изображения окажется как нельзя кстати.

NIKON D850 / 18.0-35.0 mm f/3.5-4.5 УСТАНОВКИ: ISO 1000, F4.5, 1/640 с, 18.0 мм экв.

Зачем нужна стабилизация изображения?

Из-за чего изображение смазывается? Если дело не касается ошибок фокусировки, то причина одна - слишком длинная выдержка. Когда мы держим камеру, она всегда немного дрожит, такова физиология человека. Если выдержка достаточно короткая, это дрожание никак на снимке не сказывается; если длинная - получим «шевелёнку», смаз на изображении.

Кроме того, при съёмке движущегося объекта смаз может произойти из-за того, что выдержка не позволила «заморозить» движение полностью. Чем быстрее движется наш герой, тем короче нужна выдержка. Если идущего человека получится снять и на 1/250 с, то для играющего котёнка такая выдержка может оказаться длинной.

С увеличением разрешения современных фотоаппаратов смаз на изображениях всё более различим. В этом же кроется ответ на популярное «раньше же как-то снимали на фотоплёнку без стабилизатора и горя не знали». Просто сейчас качество и снимков, и дисплеев заметно выросло, и виден любой технический огрех. Нерезкость из-за смаза не позволит раскрыть преимущества камер с большим разрешением: например, Nikon D810 с 36 Мп, Nikon D850 и Nikon Z7 с 45 Мп. Ведь чем больше детализация изображения, тем заметнее смаз. Если раньше при съёмке на «полтинник» я смело ставил 1/60 с и был уверен в резкости получаемого изображения, то теперь на фотографиях высокого разрешения при съёмке на такой выдержке заметен смаз. Смаза можно избежать тремя способами.

Снимать на более короткой выдержке - самый действенный способ застраховать себя от смаза. При съёмке динамики нужно отталкиваться от скорости движения объекта, и тут поможет тестовая съёмка. Но выдержка всё равно не может быть длиннее максимальной выдержки для съёмки неподвижных объектов с рук. Как определить безопасную выдержку для съёмки неподвижных объектов с рук? До какого предела можно удлинять выдержку, не боясь последствий? Существует формула, выведенная фотографами опытным путём:

максимальная выдержка при съёмке с рук должна быть
не более 1/(фокусное расстояние × 2)

Формула в таком виде будет хорошо работать для камер с разрешением около 24 Мп. Для «кропов» лучше брать не физическое, а эквивалентное фокусное расстояние объектива.

А вот для камер с большим разрешением (36, 45 Мп и выше) правильнее использовать в знаменателе дроби не двойку, а тройку, дополнительно сокращая выдержку. Получается, что при съёмке на объектив с фокусным 50 мм я должен ставить выдержку 1/150 с (50×3). А с объективом 200 мм уже 1/600 с!

NIKON D850 / 70.0-300.0 mm f/4.5-5.6 УСТАНОВКИ: ISO 1100, F5.6, 1/200 с, 300.0 мм экв.

Есть одно но: если света недостаточно, при съёмке на более коротких выдержках придётся повышать ISO, что чревато появлением цифрового шума на фото. Поэтому не всегда получается снимать на коротких выдержках без потерь…

Использовать штатив - отличный способ избавиться от смазанных кадров! Но только если вы снимаете неподвижные объекты или, наоборот, хотите сильно размыть движение в кадре. Штатив - незаменимый инструмент архитектурного, пейзажного, предметного фотографа. Он надёжно фиксирует камеру, и на любой выдержке неподвижные объекты остаются резкими. Его используют и в репортажных, динамичных сюжетах, если съёмка ведётся супертелеобъективами. По сути, штатив - это «физический» стабилизатор нашей камеры.

Но штатив не панацея от смаза. Пока дело касается неподвижных объектов, он полезен. Но для «заморозки» динамики в кадре требуется достаточно короткая для этого движения выдержка. Если для сидящего человека хватит 1/60 с, то для бегуна потребуется как минимум 1/500 с, иначе произойдёт смаз объекта съёмки. Таким образом, при съёмке быстрого движения без правильной настройки выдержки штатив никак не поможет.

Для стабилизации изображения при видеосъёмке, помимо классических штативов-треног, используются особые гироскопические стабилизаторы, которые компенсируют все вибрации, поступающие на камеру от рук оператора. Один из таких стабилизаторов - Moza Air 2 - поставляется в специальном наборе Nikon Z6 Filmmaker’s kit.

Все вышеперечисленные варианты не универсальны. Достаточно короткую выдержку не всегда позволяют взять условия освещения, а штатив применяют в основном для съёмки статичных сюжетов.

И тут на помощь приходят функции стабилизации изображения, встроенные в фотокамеру или объектив.

Типы стабилизации изображения

Как измеряется эффективность стабилизации?

Эффективность стабилизации принято измерять в ступенях экспозиции (EV - Exposure Value). Как это понимают практикующие фотографы?

Например, если без стабилизатора мы систематически получаем резкие кадры на выдержке вплоть до 1/60 с (на более длинных выдержках всё смазывается), а с ним большинство кадров оказывается резкими до выдержки в ¼ с, то этот стабилизатор имеет эффективность в 4 ступени.

Мы можем сосчитать, насколько длинные выдержки позволит использовать стабилизатор. Почему бы сразу не указывать максимальную выдержку, доступную при работе стабилизатора? Зачем эти сложные ступени экспозиции? Дело в том, что многое зависит и от фокусного расстояния, при котором ведётся съёмка. Если на фокусном расстоянии в 15 мм можно и без стабилизатора снимать на 1/30 с (см. формулу расчёта максимальной выдержки) и получать чёткие кадры, то при съёмке на фокусном расстоянии в 400 мм только очень эффективный стабилизатор, способный сэкономить 5 ступеней экспозиции, позволит приблизиться к выдержке в 1/30 с. Ведь чем больше фокусное расстояние объектива, тем сильнее ощущается дрожание картинки. И чтобы не делать постоянных оговорок касательно фокусного расстояния, эффективность стабилизатора измеряют в ступенях экспозиции EV. Этот показатель даёт ясное представление о том, чего ждать от той или иной системы стабилизации. Такой метод измерения используют и в журнале Prophotos при тестировании камер и объективов.

NIKON D850 / 18.0-35.0 mm f/3.5-4.5 УСТАНОВКИ: ISO 400, F4.5, 1/400 с, 18.0 мм экв.

Но есть строгая методика измерения CIPA, на которую равняются производители фототехники. Она работает несколько иначе. «Безопасная» выдержка для съёмки без стабилизатора вычисляется не на практике, а просто по формуле «1/фокусное расстояние», как в плёночные времена. Обратите внимание, что здесь не используется множитель ×2, как в приведённой выше формуле. На современных камерах с высокой детализацией нужно сильно постараться, чтобы, например, получить на 1/200 с резкий кадр при съёмке на объектив с фокусным 200 мм. Следовательно, раз за точку отсчёта исследователи берут заведомо слишком длинную выдержку, не гарантирующую резких кадров, они дают тестируемому стабилизатору некоторую фору, и результаты подчас выглядят более оптимистичными, чем выходит на практике.

Электронная стабилизация . Для работы электронной стабилизации не нужны никакие сложные технические приспособления. Достаточно чтобы эта функция поддерживалась программным обеспечением фотоаппарата. Как правило, она применяется при видеосъёмке и помогает получить более плавную, не дрожащую картинку. В камерах Nikon этот вид стабилизации можно активировать для съёмки видео в меню.

При электронной стабилизации часть картинки обрезается, угол обзора сужается. За счёт обрезанного поля изображения камера и компенсирует дрожание камеры, двигая картинку в зависимости от перемещения камеры в пространстве.

Часто можно выбрать несколько степеней электронной стабилизации. Чем выше уровень стабилизации, тем сильнее обрезается картинка.

Видео с отключённой электронной стабилизацией:

Видео со включённой электронной стабилизацией. Угол обзора уже, но картинка дрожит меньше:

У такого типа стабилизации есть недостаток: картинка обрезается по краям, а значит теряется качество изображения и уменьшается угол обзора. Зато он самый недорогой - для его реализации нужно лишь программное обеспечение. Кстати, такой тип стабилизации можно реализовать не только при съёмке видео, но и при обработке его на ПК. Некоторые программы для видеомонтажа тоже имеют функции электронной стабилизации.

Оптическая стабилизация в объективе

Если на вашем объективе Nikkor красуются буквы VR (Vibration Reduction), значит он оснащён системой оптической стабилизации. Другие производители объективов тоже имеют свои системы стабилизации: они сходны по принципу действия, а вот названия технологий отличаются.

В объективе, оснащённом системой оптической стабилизации, есть специальный подвижный блок линз и установлены гироскопические датчики. Датчики распознают вибрации, а блок линз за счёт движения в противофазе гасит их. В камеру попадает уже картинка без дрожания.

Пример блока оптической стабилизации

Эта система стабилизации существует на рынке довольно давно, и фотографы успели к ней привыкнуть, распробовать её плюсы. Сегодня многие объективы оснащаются такой системой стабилизации. Даже простые «китовые» зумы имеют VR.

Современный стабилизатор в объективе умеет гасить вибрации по 2–4 осям: наклоны вверх-вниз и наклоны вправо-влево, линейные смещения вверх-вниз и вправо-влево. Неподвластным ему остаётся лишь вращение камеры вокруг оптической оси объектива. Эффективность современных оптических стабилизаторов в среднем составляет от 3 до 5 ступеней экспозиции, но этот показатель может меняться от модели к модели объектива. Эффективность стабилизатора для конкретной модели объектива производитель указывает в его характеристиках..

Некоторые продвинутые объективы (например, Nikon AF-S NIKKOR 70-200mm f/2.8E FL ED VR) могут иметь несколько режимов работы оптического стабилизатора.

Переключатель, отвечающий за работу с VR, имеет несколько положений. Если с OFF всё понятно (это выключение стабилизатора), то что за два других режима NORMAL и SPORT? В режиме NORMAL стабилизация происходит постоянно, даже при простом визировании картинки через видоискатель. Кстати, когда в видоискателе картинка не дрожит, «целиться» в объект съёмки гораздо удобнее - и фотографу, и системе автофокуса. Также этот режим распознаёт характер вибрации, и если вы захотите сделать панорамирование, съёмку с проводкой, он не будет гасить эти движения камеры. Режим SPORT используется тогда, когда вибрации непредсказуемы и хаотичны. В этом режиме стабилизация происходит только в момент съёмки, камера гасит любые колебания. Этот режим хорошо подойдёт, например, для съёмки из окна едущего автомобиля.

Видеопример: съёмка без оптического стабилизатора и с включённым стабилизатором

Считается, что среди телеобъективов наилучшие результаты показывает именно стабилизация в объективе, а не на матрице (об этом типе стабилизации чуть ниже). Ведь модуль стабилизации в объективе приспособлен для работы с большим фокусным расстоянием.

У стабилизации в объективе есть и свои нюансы. Разные объективы оснащены разными стабилизаторами. А это значит, что в работе фотографу придётся учитывать особенности каждого из них. У какого-то стабилизатор более эффективен, у какого-то менее, а у третьего его нет вообще. Это придётся учитывать при съёмке, настройке выдержки и других параметров. Как уже упоминалось, стабилизатор в объективе не может гасить колебания по оси кручения, и по этой причине новички часто получают смаз из-за резкого нажатия кнопки спуска. Блок стабилизатора в объективе - это прибавка в весе, да и в цене оптического изделия. Объективы без стабилизатора, как правило, легче и стоят дешевле.

Стабилизация на матрице

Данная технология сравнительно новая, но она уже завоевала немало приверженцев. Суть в том, что механизм стабилизации находится не в объективе, а на матрице фотоаппарата. Матрица установлена на специальном механизме, который, двигая её, гасит вибрации камеры. Такая технология используется в беззеркальных камерах Nikon Z 6 и Nikon Z 7. Благодаря размещению всего механизма на матрице, можно обеспечить компенсацию вибраций не по четырём, а по пяти осям. Заявленная эффективность матричной стабилизации в новых беззеркалках от Nikon - до 5 ступеней экспозиции. Серьёзный показатель, особенно для полнокадровой камеры! Ведь полнокадровая матрица крупнее и тяжелее прочих, приводу стабилизации труднее двигать её в нужную сторону.

Раз стабилизация находится на матрице, то её получает любой объектив, установленный на фотоаппарат. Даже если это старый мануальный фикс. Правда, в таком случае стабилизация будет не по пяти, а максимум по трём осям. Для работы оставшихся двух камере нужна информация о дистанции съёмки, а её такие модели не передают.

А если на Nikon Z 6 или Nikon Z 7 установить объектив, имеющий собственный стабилизатор, системы будут работать в паре, обеспечивая ещё более высокий уровень стабилизации.

Как использовать оптическую стабилизацию?

Работать с оптической стабилизацией тоже придётся учиться. Иногда фотографы в разгаре съёмки вообще забывают о грамотной настройке параметров. А иногда пользователь злоупотребляет излишне длинными выдержками, надеясь на эффективную работу стабилизатора. Но даже если камера отработает секундную выдержку без вибраций, движение в кадре всё равно может оказаться смазанным. Так, позирующие модели будут смазаны на выдержках длиннее 1/60 с. Фотографу нужно научиться подбирать выдержку, достаточную для «заморозки» движения в кадре, иначе от стабилизатора пользы не будет, ведь он компенсирует лишь вибрации камеры в руках, а не движения ваших героев.

А вот при съёмке на выдержке в секунду, две, десять лучше уже использовать штатив. Результат со штатива всегда предсказуем. Но при необходимости можно научиться и без штатива, с одним лишь стабилизатором получать резкие кадры на выдержках до нескольких секунд. Об этом мы рассказали в отдельном уроке. Но в большинстве случаев хорошо, если стабилизатор будет вашей подстраховкой, а не последней надеждой на резкий снимок. Во время съёмки дрогнула рука или вас толкнули? «Стаб» защитит кадр!

Стабилизацию принято отключать при установке камеры на штатив. Не во всех объективах стабилизаторы корректно отрабатывают длинные выдержки, иногда их работа становится причиной смазанных кадров. Чтобы не искушать судьбу, стабилизатор в объективе при установке камеры на штатив отключают. Но по опыту могу сказать, что в новых Nikon Z 7 и Nikon Z 6 работает корректно даже на выдержках в несколько секунд. К примеру, я снимал на длинной выдержке с Парящего моста в парке Зарядье. Конструкция моста такова, что он всегда немного вибрирует. Благодаря эффективной работе стабилизатора в Nikon Z 7, я получил здесь чёткие кадры.

Константин Воронов

Профессиональный фотограф с десятилетним опытом работы. Шесть лет занимается преподавательской деятельностью. По образованию журналист, автор курсов и обучающих статей по фотографии. Сфера интересов - пейзажная, предметная, портретная фотография.