Wenn Sie jemals versucht haben, während des Gehens Videos auf Ihrem Telefon aufzunehmen, ist es schwierig, das Bild ruhig zu halten. Es gibt eine nette Technologie, die diesen Wackel-Cam-Effekt reduzieren soll, und es gibt zwei verschiedene Ansätze, um ihn zu implementieren.
Die optische Bildstabilisierung stammt aus der Welt der Standfotografie und verwendet komplexe Hardwaremechanismen innerhalb eines Objektivs, um das Bild ruhig zu halten und eine scharfe Aufnahme zu ermöglichen. Es gibt es schon lange, aber es wurde für Videos angepasst und kürzlich für Smartphones miniaturisiert. Die digitale Bildstabilisierung ist eher ein Software-Trick wie ein „digitaler Zoom“, aber umgekehrt wird aktiv der richtige Teil eines Bildes auf einem Sensor ausgewählt, damit es so aussieht, als würden sich das Motiv und die Kamera weniger bewegen. Lassen Sie uns einen Blick darauf werfen, wie beide funktionieren und wie sie in den neuesten Foto-Gadgets angewendet werden.
Optische Bildstabilisierung: Ein Stabilisator für Ihr Objektiv
How-To Geek hat bereits einen Artikel, der erklärt, wie die optische Bildstabilisierung funktioniert . Der Vollständigkeit halber fassen wir zusammen: Die optische Bildstabilisierung, kurz OIS genannt und je nach Kameramarke auch als „IS“ oder „Vibration Reduction“ (VR, keine Beziehung zur virtuellen Realität) bezeichnet, ist alles über die Hardware.
Ein Kameraobjektiv mit optischer Bildstabilisierung verfügt über einen internen Motor, der eines oder mehrere der Glaselemente im Objektiv physisch bewegt, während die Kamera fokussiert und die Aufnahme aufzeichnet. Dies führt zu einem stabilisierenden Effekt, der der Bewegung des Objektivs und der Kamera (z. B. durch Händeschütteln des Bedieners) entgegenwirkt und die Aufnahme eines schärferen, weniger unscharfen Bildes ermöglicht. Dies ermöglicht wiederum, dass Fotos bei geringerem Licht oder mit einem niedrigeren Blendenwert aufgenommen werden können, während sie noch gut definiert sind.
Die Technik, die in dieses Zeug fließt, ist erstaunlich. Es handelt sich um eine winzige Version externer Hardware, wie sie bei den Mehrachsen-Kardanringen verwendet wird Systeme wie die Steadicam - Diese großen schultermontierten Kamerastützen, die Sie möglicherweise bei Sportveranstaltungen oder Filmsets gesehen haben. Die Ergebnisse eines In-Lens- oder In-Camera-Stabilisierungssystems sind nicht so dramatisch wie die von äußeren Kreiselstabilisatoren, aber sie sind immer noch ziemlich beeindruckend. Eine Kamera mit einem Objektiv mit optischer Bildstabilisierung kann klarere Standbilder bei niedrigeren Lichtverhältnissen als ohne aufnehmen. Mit derselben Technologie kann der verschwommene, verwackelte Effekt der Videoaufnahme auf einer Handkamera leicht verbessert werden. Der große Nachteil ist, dass die optische Bildstabilisierung viele zusätzliche Komponenten in einem Objektiv erfordert und mit OIS ausgestattete Kameras und Objektive viel teurer sind als weniger komplexe Designs.
Die optische Bildstabilisierung war früher auf High-End-Standbild- und Videokameras beschränkt. Die Technologie wurde jedoch so weit iteriert, dass Sie sie jetzt in DSLR- und spiegellosen Kameras auf Verbraucherebene einsetzen können. Es wurde sogar verkleinert, damit ein OIS-Objektiv in ein Smartphone-Kameramodul passt. Ja, das bedeutet, dass in einigen Smartphones, die weniger als einen halben Zoll dick sind, ein winziges, bewegliches Glaselement vorhanden ist. Wenn Ihr Telefon über ein OIS-Objektiv verfügt, können Sie das obere Ende an Ihr Ohr halten, es leicht schütteln und sogar das Stabilisierungselement im hinteren Kameramodul klappern hören. (Ähm, mach das aber nicht zu schwer.)
Hier ist ein Beispiel für das Zinn-IS-Element eines Telefonkameramoduls. Beachten Sie, wie sich der obere Teil der Objektivbaugruppe unabhängig vom darunter liegenden Bildsensor bewegen kann.
Mit viel kleineren Objektiven und Sensoren ist die OIS-Funktion bei Telefonen nicht so leistungsfähig wie bei größeren Kameras. Aber es hilft Ihnen immer noch, klarere Fotos und weniger verwackelte Videos aufzunehmen. Einige bemerkenswerte Telefondesigns mit optischer Bildstabilisierung umfassen das iPhone 6+ und höher, das Samsung Galaxy S7 und höher, die LG G-Serie und Googles Pixel 2.
Manuelle Bildstabilisierung: Zuschneiden von Videos zur Stabilisierung
Die digitale Bildstabilisierung erfolgt ausschließlich in Software. Wenn Sie mit vertraut sind der Unterschied zwischen optischem Zoom und digitalem Zoom (d. h. das Aufblasen der Pixel auf einem Bild, ohne sie zu verbessern), ist es ähnlich. Die digitale Stabilisierung wirkt sich jedoch viel unmittelbarer und messbarer auf das Video aus.
Um ein verwackeltes aufgezeichnetes Video zu stabilisieren, können Sie die Abschnitte an den Rändern ausschneiden, die sich in jedem Frame „bewegen“, was zu einem stabileren Video führt. Es ist eine optische Täuschung: Während das Video wackelt, wird der Zuschnitt jedes Einzelbilds angepasst, um das Verwackeln auszugleichen, und Sie sehen eine glatte Videospur. Dies erfordert entweder das Vergrößern des Bildrahmens (und das Beeinträchtigen der Bildqualität) oder das Verkleinern des Rahmens selbst (was zu einem kleineren Bild mit schwarzen Rändern führt, die sich bewegen).
Patienten-Video-Editoren können dies manuell mit einer fertigen Aufnahme Frame für Frame tun. Hier ist ein dramatisches Beispiel für eine kurze Einstellung aus Star Wars Episode VII.
Dies ist ein übertriebenes Beispiel für das Zuschneiden, um einen stabilisierenden Effekt zu erzielen. Es zeigt jedoch, wie das Bewegen des Bilds um den Videorahmen relativ zum Motiv (dem Schiff) oder zum Hintergrund zu einem weicheren Video führen kann. Hier ist eine Sammlung typischerer Beispiele mit realen Themen.
Digitale Bildstabilisierung: Software zum Zuschneiden von Videos für Sie
Mit der zusätzlichen fortschrittlichen Software können Computer diese Zuschneide- und Bewegungstechnik automatisch auf Videos anwenden. Videobearbeitungssoftware wie Adobe Premiere , Final Cut Pro und Sony Vegas können dies tun, indem sie den Effekt im Allgemeinen erzielen, indem sie ein Video in voller Größe ein wenig zuschneiden oder zoomen und es Bild für Bild dynamisch stabilisieren. Hier ist ein Beispiel für einen automatischen Stabilisierungseffekt für ein Video, der in Final Cut Pro ausgeführt wird (fahren Sie mit 3:34 fort, wenn es noch nicht eingestellt ist).
Genau wie die optische Bildstabilisierung wird diese Nachbearbeitungssoftware billiger und verteilter. Es ist sogar möglich, die grundlegende Stabilisierung von Zoom und Zuschnitt zu verwenden, die in einige kostenlose Videodienste wie YouTube und Instagram integriert ist. Es gibt eine Begrenzung, wie viel dieser Effekt angewendet werden kann, da er vergrößert werden muss, um das Verwackeln der Kamera auszugleichen, ohne dass schwarze Bereiche am Rand des Videorahmens angezeigt werden. Je mehr Sie hineinzoomen, desto geringer ist die Qualität des endgültigen Videos. Beachten Sie, dass im folgenden Video der Rahmen des stabilisierten Filmmaterials (oben) aufgrund des für den Stabilisierungseffekt erforderlichen Zuschnitts kleiner ist als der Vollbild des ursprünglichen nicht stabilisierten Videos (unten).
So kann die Bildstabilisierung auf ein vorhandenes Video angewendet werden. Kombinieren Sie jetzt diese Stabilisierungsmethode zum Bewegen und Zuschneiden, etwas mehr Platz auf dem Pixelraster eines Standbildkamerasensors beim Aufnehmen von Videos und eine hochentwickelte Software, die Teile des Bildes und ihre Bewegung erkennt, und Sie können die Stabilisierung automatisch durchführen. genau während das Video aufgenommen wird! Diese Software zeichnet für jedes Bild das gesamte Bild auf dem Sensor der Kamera auf, erkennt automatisch, wie die Kamera in Bezug auf das Hauptmotiv und den Hintergrund wackelt, und schneidet das Video auf 4K oder 1080p ab, während das Bild verschoben wird, um die Bewegung von zu kompensieren die Kamera selbst.
Das ist, was "digitale Bildstabilisierung" bedeutet: Anwenden von Zuschneidewerkzeugen auf Videos, automatisch und sofort in der Kamera, ohne dass zusätzliche Software erforderlich ist, nachdem das Video aufgenommen wurde.
Diese Technologie benötigt keine zusätzlichen beweglichen Teile im Linsenmechanismus, wodurch die Herstellung billiger wird. Es ist technisch nicht so effizient wie ein optisch stabilisiertes Objektiv, da Sie eine erweiterte computergestützte Verarbeitung benötigen, um die Zuschneidewerkzeuge in Echtzeit anzuwenden. Mit der richtigen Kombination von Hardware und Software können die Auswirkungen jedoch dramatisch sein. Hier ist ein Video der neuesten Techniken zur digitalen Bildstabilisierung in der neuen GoPro 7-Serie .
Beachten Sie, dass die GoPro 7 wie ihre Vorgänger keine beweglichen Stabilisierungsteile in der Kamera selbst hat und das obige Video nicht mit zusätzlicher Software wie Premiere oder Final Cut stabilisiert wurde. Das gesamte Video wird direkt von der Kamera aufgenommen, wobei das Zuschneiden automatisch angewendet wird, um Verwacklungen und Vibrationen auszugleichen. Es ist nicht perfekt - es ist nicht gut genug, um die Erschütterung von einem Fahrrad, das beispielsweise eine Treppe hinuntergeht, vollständig zu entfernen, und es bringt etwa 10% Ernte auf den Videorahmen. Dies ist jedoch eine beeindruckende Verbesserung gegenüber einer nicht stabilisierten Kamera, ohne die Kosten oder die Zeit, die für die OIS- oder reine Softwarestabilisierung erforderlich sind. GoPro verfügt seit der Hero 5-Serie über eine digitale Bildstabilisierung in der Kamera und ist auch für andere Action-Kameras verfügbar.
Die digitale Bildstabilisierung kann auch auf Videos auf Telefonen angewendet werden. Google verwendete für das ursprüngliche Pixel ein reines Softwaresystem (als "EIS" für "elektronische Bildstabilisierung" bezeichnet), und jetzt wird bei den meisten High-End-Telefonen zumindest ein gewisses Maß an digitaler Stabilisierung angewendet, explizit oder nicht. Samsung stellt fest, dass beim Galaxy Note 8 das Galaxy S9 und das Galaxy S9 + beide optisch sind und Gleichzeitig wird die digitale Bildstabilisierung verwendet. Die digitale Bildstabilisierung hat jedoch einen großen Nachteil: Im Gegensatz zu einem optischen Stabilisierungssystem kann sie nicht auf Standbilder angewendet werden. Da die digitale Bildstabilisierung auf dem Zuschneiden einer Reihe von Standbild-Videobildern beruht, funktioniert sie nicht für jeweils ein einzelnes Bild.
