Hvis du nogensinde har forsøgt at tage video på din telefon, mens du går, ved du, at det er vanskeligt at holde billedet stille. Der er en pæn teknologi designet til at reducere den rystende cam-effekt, og der er to forskellige tilgange til implementering af den.
Optisk billedstabilisering kommer fra stillfotograferingens verden ved hjælp af komplekse hardwaremekanismer inde i en linse for at holde billedet stille og muliggøre en skarp optagelse. Det har eksisteret i lang tid, men er blevet tilpasset til video og for nylig miniaturiseret til smartphones. Digital billedstabilisering er mere et softwaretrick, som en “digital zoom”, men omvendt ved aktivt at vælge den rigtige del af et billede på en sensor for at få det til at virke som motivet og kameraet bevæger sig mindre. Lad os se på, hvordan begge fungerer, og hvordan de anvendes i de nyeste fotograferingsgadgets.
Optisk billedestabilisering: En stabilisator til din linse
How-To Geek har allerede en artikel, der forklarer, hvordan optisk billedstabilisering fungerer . Men for fuldstændighedens skyld opsummerer vi: optisk billedestabilisering, kaldet OIS for kort og også kaldet “IS” eller “vibrationsreduktion” (VR, ingen relation til virtual reality) afhængigt af kameraets mærke, er alt om hardware.
En kameralinse med optisk billedstabilisering har en intern motor, der fysisk bevæger et eller flere af glaselementerne inde i linsen, når kameraet fokuserer og optager skuddet. Dette resulterer i en stabiliserende effekt, der modvirker bevægelsen af linsen og kameraet (f.eks. Fra operatørens rystelser) og muliggør optagelse af et skarpere, mindre sløret billede. Dette gør det igen muligt at tage fotos i svagt lys eller med en lavere F-stop-værdi, mens de stadig er veldefinerede.
Ingeniørarbejde, der går ind i disse ting, er fantastisk. Det er en super-lille version af ekstern hardware som de multi-aksede gimbaler, der bruges på systemer som Steadicam —Disse store skuldermonterede kamerabøjler, du måske har set ved sportsbegivenheder eller filmsæt. Resultaterne fra et objektiv eller et kamera-stabiliseringssystem er ikke så dramatiske som dem, du får fra udvendige gyroskopiske stabilisatorer, men de er stadig ret imponerende. Et kamera med en linse med optisk billedstabilisering kan optage klarere stillbilleder ved lavere lysniveauer end en uden, og den samme teknologi kan bruges til at skabe en lille forbedring af den slørede, rystende effekt af optagelse af video på et håndholdt kamera. Den store ulempe er, at optisk billedstabilisering kræver mange ekstra komponenter i en linse, og OIS-udstyrede kameraer og linser er meget dyrere end mindre komplekse designs.
Optisk billedstabilisering plejede at være begrænset til avancerede still- og videokameraer. Men teknologien er itereret nok til, at du nu kan få den i DSLR og spejlfri kameraer på forbrugerniveau. Det er endda blevet skrumpet ned, så en OIS-linse kan passe ind i et smartphone-kameramodul. Ja, det betyder, at der er et lille, bevægeligt glaselement i nogle smartphones, der er under en halv tomme tyk. Hvis din telefon har en OIS-linse, kan du holde den øverste ende op til øret, ryste det lidt og endda høre det stabiliserende element rasle rundt i det bageste kameramodul. (Um, gør dog ikke dette for hårdt.)
Her er et eksempel på tin-IS-elementet i et telefonkameramodul. Bemærk, hvordan den øverste del af linsesamlingen kan bevæge sig uafhængigt af billedsensoren nedenunder.
Med meget mindre linser og sensorer er OIS-funktionen på telefoner ikke så kapabel som den er på større kameraer. Men det hjælper dig stadig med at tage klarere fotos og mindre rystende video. Nogle bemærkelsesværdige telefondesign med optisk billedstabilisering inkluderer iPhone 6+ og nyere, Samsung Galaxy S7 og nyere, LG G-serien og Googles Pixel 2.
Manuel billedstabilisering: Beskæring af video for at stabilisere den
Digital billedstabilisering sker alt sammen i software. Hvis du er fortrolig med forskellen mellem optisk zoom og digital zoom (dvs. sprænge pixelerne på et billede uden at forbedre dem), det ligner hinanden. Men digital stabilisering har en meget mere øjeblikkelig, målbar effekt på video.
For at stabilisere en rystet, indspillet video kan du beskære sektionerne på grænserne, der "bevæger sig" rundt på hvert billede, hvilket resulterer i en video, der ser mere stabil ud. Det er en optisk illusion: mens videoen ryster rundt, justeres afskæringen af hver billedramme for at kompensere for rysten, og du "ser" et jævnt spor af video. Dette kræver enten at zoome ind på billedrammen (og ofre billedkvaliteten) eller zoome ud i selve rammen (hvilket resulterer i et mindre billede med sorte kanter, der bevæger sig rundt).
Patientvideoeditorer kan gøre dette manuelt med en færdig optagelse, ramme for ramme. Her er et dramatisk eksempel på et kort skud fra Star Wars Episode VII.
Dette er et overdrevet eksempel på beskæring for en stabiliserende effekt, men det viser, hvordan bevægelse af billedet omkring videorammen i forhold til enten motivet (skibet) eller baggrunden kan resultere i glattere video. Her er en samling af mere typiske eksempler med virkelige motiver.
Digital billedstabilisering: Software beskæring af video til dig
Med tilføjelsen af avanceret software kan computere anvende denne beskæring og flytningsteknik til video automatisk. Videoredigeringssoftware som Adobe Premiere , Final Cut Pro og Sony Vegas kan gøre dette, generelt opnår effekten ved at beskære eller zoome på en video i fuld størrelse en lille mængde og dynamisk stabilisere den ramme for ramme. Her er et eksempel på en automatisk stabiliseringseffekt på en video, der udføres i Final Cut Pro (spring til 3:34, hvis den ikke allerede er indstillet).
Ligesom optisk billedstabilisering bliver denne efterbehandlingssoftware billigere og mere distribueret. Det er endda muligt at bruge grundlæggende zoom-og-afgrødestabilisering indbygget i nogle gratis videotjenester som YouTube og Instagram. Der er en grænse for, hvor meget denne effekt kan anvendes, da den skal zoome ind for at kompensere for rystelser af kameraet uden at vise sorte områder på kanten af videorammen. Jo mere du zoomer ind, jo lavere bliver kvaliteten af den endelige video. Bemærk, at den følgende video rammen af det stabiliserede optagelse (øverst) er mindre end hele billedet af den originale ikke-stabiliserede video (nederst) på grund af den afgrøde, der er nødvendig for den stabiliserende effekt.
Så det er sådan, billedstabilisering kan anvendes på en eksisterende video. Nu skal du kombinere den bevægelige og beskærende stabiliseringsteknik, lidt ekstra plads på et still-kamerasens pixelgitter, når du tager video, og superavanceret software, der registrerer dele af billedet og deres bevægelse, og du kan gøre stabiliseringen automatisk lige som videoen optages! Denne software registrerer hele billedet på kameraets sensor for hver ramme, registrerer automatisk, hvordan kameraet ryster i forhold til det primære motiv og baggrunden og beskærer videoen ned til 4K eller 1080p størrelse, mens den bevæger billedet rundt for at kompensere for bevægelsen af selve kameraet.
Det er hvad "digital billedstabilisering" betyder: at anvende beskæringsværktøjer til video automatisk og straks i kameraet uden behov for ekstra software, efter at videoen er optaget.
Denne teknologi har ikke brug for ekstra bevægelige dele i linsemekanismen, hvilket gør det billigere at fremstille. Det er ikke så teknisk effektivt som en optisk stabiliseret linse, fordi du har brug for mere avanceret edb-behandling for at anvende beskæringsværktøjerne i realtid. Men med den rigtige kombination af hardware og software kan effekterne være dramatiske. Her er en video af de nyeste digitale billedstabiliseringsteknikker i den nye GoPro 7-serie .
Bemærk, at GoPro 7, ligesom sine forgængere, ikke har nogen bevægelige stabiliseringsdele i selve kameraet, og videoen ovenfor er ikke blevet stabiliseret med ekstra software som Premiere eller Final Cut. Al denne video er taget direkte fra kameraet, hvor beskæring automatisk anvendes for at kompensere for rystelser og vibrationer. Det er ikke perfekt - det er ikke godt nok til helt at fjerne rysten fra en cykel, der går ned for eksempel et trappe, og det sætter ca. 10% afgrøde på videorammen. Men det er en imponerende forbedring i forhold til et ikke-stabiliseret kamera uden den udgift eller den tid, der kræves til OIS eller kun software-stabilisering. GoPro har haft digital billedstabilisering i kameraet siden Hero 5-serien, og den er også tilgængelig på andre actionkameraer.
Digital billedstabilisering kan også anvendes til video på telefoner. Google brugte et kun software-system på den originale Pixel (kaldet "EIS" til "elektronisk billedstabilisering"), og nu har de fleste avancerede telefoner i det mindste et eller andet niveau af digital stabilisering anvendt, eksplicit eller ej. Samsung bemærker, at på Galaxy Note 8, Galaxy S9 og Galaxy S9 +, begge optiske og digital billedstabilisering bruges samtidig. Men der er en stor ulempe ved digital billedstabilisering: I modsætning til et optisk stabiliseringssystem kan det ikke anvendes på stillbilleder. Da digital billedstabilisering er afhængig af at beskære en række stillvideorammer, fungerer den bare ikke på en enkelt ad gangen.
