Pokud jste se někdy pokoušeli pořizovat videozáznamy na telefonu při chůzi, víte, že udržování obrazu v chodu je složité. Existuje nějaká čistá technologie navržená ke snížení tohoto efektu roztřesené kamery a existují dva různé přístupy k její implementaci.
Optická stabilizace obrazu pochází ze světa statických fotografií a využívá složité hardwarové mechanismy uvnitř objektivu, které udržují obraz nehybný a umožňují ostré zachycení. Je tu už dlouho, ale byl upraven pro video a nedávno miniaturizován pro smartphony. Digitální stabilizace obrazu je spíše softwarový trik, jako je „digitální zoom“, ale naopak, aktivní výběr správné části obrazu na senzoru, aby to vypadalo, že se objekt a fotoaparát pohybují méně. Pojďme se podívat na to, jak oba fungují a jak se používají v nejnovějších gadgetech pro fotografování.
Optická stabilizace obrazu: Stabilizátor pro váš objektiv
How-To Geek již má článek vysvětlující, jak funguje optická stabilizace obrazu . Ale pro úplnost shrneme: optická stabilizace obrazu, zkráceně označovaná jako OIS, nazývaná také „IS“ nebo „redukce vibrací“ (VR, bez vztahu k virtuální realitě) v závislosti na značce fotoaparátu, je vše o hardwaru.
Objektiv fotoaparátu s optickou stabilizací obrazu má vnitřní motor, který fyzicky pohybuje jedním nebo více skleněnými prvky uvnitř objektivu, když fotoaparát zaostřuje a zaznamenává snímek. Výsledkem je stabilizační účinek, který působí proti pohybu objektivu a fotoaparátu (například třesem rukou obsluhy) a umožňuje zaznamenat ostřejší a méně rozmazaný obraz. To zase umožňuje pořizovat fotografie za horšího osvětlení nebo s nižší hodnotou F-stop, přestože jsou dobře definované.
Technika, která jde do těchto věcí, je úžasná. Je to mimořádně malá verze externího hardwaru, jako jsou například víceosé závěsy systémy jako Steadicam —Té velké závorky fotoaparátu připevněné na rameno, které jste mohli vidět na sportovních událostech nebo filmových scénách. Výsledky stabilizačního systému v objektivu nebo ve fotoaparátu nejsou tak dramatické jako ty, které získáte z externích gyroskopických stabilizátorů, ale stále jsou docela působivé. Fotoaparát s objektivem, který má optickou stabilizaci obrazu, dokáže pořizovat jasnější statické snímky při nižších úrovních osvětlení než ten bez, a stejnou technologií lze použít k mírnému zlepšení rozmazaného a roztřeseného efektu záznamu videa na ruční kameru. Velkou nevýhodou je, že optická stabilizace obrazu vyžaduje v objektivu spoustu dalších komponent a fotoaparáty a objektivy vybavené OIS jsou mnohem dražší než méně složité konstrukce.
Optická stabilizace obrazu se dříve omezovala na špičkové fotoaparáty a videokamery. Tato technologie však byla dostatečně iterována, takže ji nyní můžete získat v digitálních zrcadlovkách a zrcadlových fotoaparátech na úrovni spotřebitele. Je dokonce zmenšen, takže se objektiv OIS vejde do modulu fotoaparátu smartphonu. Ano, to znamená, že v některých smartphonech, které mají tloušťku pod půl palce, je malý pohyblivý skleněný prvek. Pokud je váš telefon vybaven objektivem OIS, můžete držet horní konec u ucha, trochu s ním zatřásat a dokonce slyšet rachot stabilizačního prvku v modulu zadní kamery. (Hm, nedělej to příliš tvrdě.)
Zde je příklad plechového prvku IS modulu fotoaparátu a telefonu. Všimněte si, jak se může horní část sestavy objektivu pohybovat nezávisle na obrazovém senzoru pod ním.
Díky mnohem menším objektivům a senzorům není funkce OIS na telefonech tak schopná jako u větších fotoaparátů. Stále vám ale pomáhá pořizovat jasnější fotografie a méně roztřesená videa. Mezi pozoruhodné návrhy telefonů s optickou stabilizací obrazu patří iPhone 6+ a novější, Samsung Galaxy S7 a novější, LG G-series a Google Pixel 2.
Ruční stabilizace obrazu: Oříznutí videa pro jeho stabilizaci
Digitální stabilizace obrazu se provádí v softwaru. Pokud jste obeznámeni s rozdíl mezi optickým a digitálním zoomem (tj. vyhodit do povětří pixely na obrázku, aniž byste je vylepšili), je to podobné. Digitální stabilizace má ale na video mnohem okamžitější a měřitelnější účinek.
Chcete-li stabilizovat roztřesené předem zaznamenané video, můžete oříznout části na okrajích, které se „pohybují“ kolem každého snímku, což vede ke stabilnějšímu videu. Jedná se o optickou iluzi: zatímco se video třese, oříznutí každého rámečku obrazu je upraveno tak, aby se chvění vyrovnalo, a „vidíte“ plynulý obraz videa. To vyžaduje buď přiblížení rámečku obrazu (a obětování kvality obrazu), nebo oddálení samotného rámečku (výsledkem je menší obraz s černými okraji, které se pohybují).
Editory videa pacientů to mohou dělat ručně s dokončeným záznamem, snímek po snímku. Zde je dramatický příklad krátkého záběru ze Star Wars Episode VII.
Toto je přehnaný příklad oříznutí pro stabilizační efekt, ale ukazuje, jak může pohyb obrazu kolem rámečku videa vzhledem k objektu (lodi) nebo pozadí vést k plynulejšímu videu. Zde je sbírka typičtějších příkladů se skutečnými předměty.
Digitální stabilizace obrazu: Software pro ořezávání videa pro vás
S přidáním pokročilého softwaru mohou počítače automaticky aplikovat tuto techniku oříznutí a přesunutí na video. Software pro střih videa jako Adobe Premiere , Final Cut Pro a Sony Vegas to dokážou, obecně dosáhnou efektu oříznutím nebo přiblížením videa v plné velikosti v malém množství a dynamicky jej stabilizují snímek po snímku. Zde je příklad efektu automatické stabilizace videa prováděného ve Final Cut Pro (pokud již není nastaven, přejděte na 3:34).
Stejně jako optická stabilizace obrazu se tento software pro následné zpracování stává levnějším a distribuovanějším. Je dokonce možné použít základní stabilizaci přiblížení a oříznutí zabudovanou do některých bezplatných video služeb, jako je YouTube a Instagram. Tento efekt lze omezit, protože je třeba jej přiblížit, aby se vyrovnalo chvění fotoaparátu, aniž by se na okraji videozáznamu zobrazovaly černé oblasti. Čím více přiblížíte, tím nižší bude kvalita konečného videa. Všimněte si, že v následujícím videu je snímek stabilizovaného záběru (nahoře) menší než celý snímek původního nestabilizovaného videa (dole) kvůli oříznutí nezbytnému pro stabilizační efekt.
Takto lze stabilizaci obrazu použít na stávající video. Nyní zkombinujte tuto techniku stabilizace pohybujícího se a oříznutí, trochu extra prostoru na pixelové mřížce senzoru fotoaparátu při pořizování videa a super pokročilý software, který detekuje části obrazu a jejich pohyb, a můžete stabilizovat automaticky, hned při nahrávání videa! Tento software zaznamenává celý obraz na snímač fotoaparátu pro každý snímek, automaticky detekuje, jak se fotoaparát chvěje ve vztahu k primárnímu subjektu a pozadí, a ořezává video na velikost 4K nebo 1080p, zatímco pohybuje obrazem, aby kompenzoval pohyb obrazu samotná kamera.
To znamená „digitální stabilizace obrazu“: automatické a okamžité použití nástrojů pro oříznutí videa, bez nutnosti dalšího softwaru po zaznamenání videa.
Tato technologie nepotřebuje žádné další pohyblivé části v mechanismu objektivu, takže je výroba levnější. Není to tak technicky efektivní jako opticky stabilizovaný objektiv, protože pro použití nástrojů pro oříznutí v reálném čase potřebujete pokročilejší počítačové zpracování. Ale se správnou kombinací hardwaru a softwaru mohou být efekty dramatické. Zde je video z nejnovějších technik digitální stabilizace obrazu v nové řadě GoPro 7 .
Všimněte si, že GoPro 7, stejně jako jeho předchůdci, nemá v samotné kameře žádné pohyblivé stabilizační části a výše uvedené video nebylo stabilizováno pomocí extra softwaru, jako je Premiere nebo Final Cut. Celé toto video je pořizováno přímo z fotoaparátu s automatickým oříznutím, které kompenzuje otřesy a vibrace. Není to dokonalé - není to dost dobré na to, abyste úplně odstranili otřesy z kola, které například sestupovalo po schodech, a na videozáznamu to vytváří asi 10% výřez. Je to ale působivé vylepšení oproti nestabilizované kameře bez nákladů a času potřebného pro OIS nebo pouze pro software. GoPro má digitální stabilizátor obrazu ve fotoaparátu od série Hero 5 a je k dispozici také u jiných akčních kamer.
Digitální stabilizaci obrazu lze aplikovat také na video na telefonech. Google použil v původním pixelu pouze systémový software (pro „elektronickou stabilizaci obrazu“ označovaný jako „EIS“) a většina telefonů vyšší třídy nyní používá alespoň určitou úroveň digitální stabilizace, ať už výslovně či nikoli. Samsung poznamenává, že u Galaxy Note 8, Galaxy S9 a Galaxy S9 + jsou oba optické a současně se používá digitální stabilizace obrazu. Digitální stabilizace obrazu má ale jednu velkou nevýhodu: na rozdíl od systému optické stabilizace ji nelze použít na statické snímky. Protože se digitální stabilizace obrazu spoléhá na oříznutí řady snímků statických videí, nefunguje to jen u jednoho najednou.
Obrázek kreditu: Kánon , Staň se profesionálem
