Als je ooit hebt geprobeerd video op je telefoon te maken terwijl je loopt, weet je dat het lastig is om het beeld stil te houden. Er is een handige technologie die is ontworpen om dat wankele effect te verminderen, en er zijn twee verschillende benaderingen om het te implementeren.
Optische beeldstabilisatie is afkomstig uit de wereld van de fotografie en gebruikt complexe hardwaremechanismen in een lens om het beeld stil te houden en een scherpe opname mogelijk te maken. Het bestaat al een hele tijd, maar is aangepast voor video en onlangs geminiaturiseerd voor smartphones. Digitale beeldstabilisatie is meer een softwaretruc, zoals een "digitale zoom", maar dan omgekeerd, het actief selecteren van het juiste deel van een beeld op een sensor om het te laten lijken op het onderwerp en de camera beweegt minder. Laten we eens kijken hoe ze allebei werken en hoe ze worden toegepast in de nieuwste fotografiegadgets.
Optische beeldstabilisatie: een stabilisator voor uw lens
How-To Geek heeft al een artikel waarin wordt uitgelegd hoe optische beeldstabilisatie werkt . Maar voor de volledigheid zullen we het samenvatten: optische beeldstabilisatie, kortweg OIS genoemd en ook wel 'IS' of 'vibratiereductie' (VR, geen relatie met virtual reality) genoemd, is afhankelijk van het merk camera. alles over de hardware.
Een cameralens met optische beeldstabilisatie heeft een interne motor die een of meer van de glaselementen in de lens fysiek beweegt terwijl de camera scherpstelt en de opname opneemt. Dit resulteert in een stabiliserend effect dat de beweging van de lens en de camera tegengaat (bijvoorbeeld door het schudden van de handen van de operator) en waardoor een scherper, minder wazig beeld kan worden vastgelegd. Hierdoor kunnen op zijn beurt foto's worden gemaakt bij weinig licht of met een lagere F-stopwaarde terwijl ze toch goed gedefinieerd zijn.
De techniek die in dit spul zit, is verbazingwekkend. Het is een superkleine versie van externe hardware, zoals de meerassige cardanische ophangingen die worden gebruikt systemen zoals de Steadicam - die grote camerabeugels op de schouder die je misschien hebt gezien bij sportevenementen of filmsets. De resultaten van een in-lens of in-camera stabilisatiesysteem zijn niet zo dramatisch als die van externe gyroscopische stabilisatoren, maar ze zijn nog steeds behoorlijk indrukwekkend. Een camera met een lens met optische beeldstabilisatie kan bij lagere lichtniveaus duidelijkere stilstaande beelden vastleggen dan een camera zonder, en dezelfde technologie kan worden gebruikt om het wazige, wankele effect van het opnemen van video op een handcamera enigszins te verbeteren. Het grote nadeel is dat optische beeldstabilisatie veel extra componenten in een lens vereist, en dat OIS-uitgeruste camera's en lenzen veel duurder zijn dan minder complexe ontwerpen.
Optische beeldstabilisatie was voorheen beperkt tot hoogwaardige foto- en videocamera's. Maar de technologie is voldoende herhaald om deze nu in DSLR- en spiegelloze camera's op consumentenniveau te krijgen. Het is zelfs verkleind, zodat een OIS-lens in een cameramodule van een smartphone past. Ja, dat betekent dat er in sommige smartphones een klein, bewegend glaselement zit dat minder dan een centimeter dik is. Als je telefoon een OIS-lens heeft, kun je de bovenkant tegen je oor houden, een beetje schudden en zelfs het stabiliserende element in de cameramodule aan de achterkant horen ratelen. (Um, doe dit niet te moeilijk.)
Hier is een voorbeeld van het tinnen IS-element van een telefooncameramodule. Merk op hoe het bovenste gedeelte van de lensconstructie onafhankelijk van de onderliggende beeldsensor kan bewegen.
Met veel kleinere lenzen en sensoren is de OIS-functie op telefoons niet zo goed als op grotere camera's. Maar het helpt je nog steeds om duidelijkere foto's en minder trillende video's te maken. Enkele opvallende telefoonontwerpen met optische beeldstabilisatie zijn de iPhone 6+ en later, Samsung Galaxy S7 en later, de LG G-serie en Google's Pixel 2.
Handmatige beeldstabilisatie: video bijsnijden om deze te stabiliseren
Digitale beeldstabilisatie gebeurt allemaal in software. Als je bekend bent met het verschil tussen optische zoom en digitale zoom (d.w.z. de pixels op een afbeelding opblazen zonder ze te verbeteren), het is vergelijkbaar. Maar digitale stabilisatie heeft een veel directer, meetbaar effect op video.
Om een wankele vooraf opgenomen video te stabiliseren, kunt u de secties op de randen die rond elk frame "bewegen" wegsnijden, wat resulteert in een video die er stabieler uitziet. Het is een optische illusie: terwijl de video trilt, wordt de uitsnede van elk frame van het beeld aangepast om het trillen te compenseren, en je "ziet" een vloeiende videotrack. Dit vereist ofwel inzoomen op het afbeeldingsframe (en beeldkwaliteit opofferen) ofwel uitzoomen op het frame zelf (wat resulteert in een kleinere afbeelding met zwarte randen die rond bewegen).
Geduldige video-editors kunnen dit handmatig doen met een voltooide opname, frame voor frame. Hier is een dramatisch voorbeeld van een korte opname uit Star Wars, aflevering VII.
Dit is een overdreven voorbeeld van bijsnijden voor een stabiliserend effect, maar het laat zien hoe het verplaatsen van het beeld rond het videoframe ten opzichte van het onderwerp (het schip) of de achtergrond kan resulteren in vloeiendere video. Hier is een verzameling meer typische voorbeelden met onderwerpen uit de echte wereld.
Digitale beeldstabilisatie: software die video voor u bijsnijdt
Met de toevoeging van geavanceerde software kunnen computers deze techniek voor bijsnijden en verplaatsen automatisch op video toepassen. Videobewerkingssoftware zoals Adobe Premiere , Final Cut Pro en Sony Vegas kunnen dit doen, meestal door het effect te bereiken door een video op volledige grootte een klein beetje bij te snijden of in te zoomen en deze dynamisch frame voor frame te stabiliseren. Hier is een voorbeeld van een automatisch stabilisatie-effect op een video, uitgevoerd in Final Cut Pro (ga door naar 3:34 als dit nog niet is ingesteld).
Net als optische beeldstabilisatie wordt deze nabewerkingssoftware steeds goedkoper en meer verspreid. Het is zelfs mogelijk om basisstabilisatie voor zoomen en bijsnijden te gebruiken die is ingebouwd in sommige gratis videoservices, zoals YouTube en Instagram. Er is een limiet aan hoeveel dit effect kan worden toegepast, aangezien er moet worden ingezoomd om het trillen van de camera te compenseren zonder zwarte gebieden aan de rand van het videoframe te tonen. Hoe meer u inzoomt, hoe lager de kwaliteit van de uiteindelijke video zal zijn. Merk op dat bij de volgende video het frame van de gestabiliseerde video (boven) kleiner is dan het volledige frame van de originele niet-gestabiliseerde video (onder) vanwege de bijsnijding die nodig is voor het stabiliserende effect.
Dus dat is hoe beeldstabilisatie kan worden toegepast op een bestaande video. Combineer nu die bewegende en bijsnijden-stabilisatietechniek, een beetje extra ruimte op het pixelraster van een fotocamera bij het maken van video, en supergeavanceerde software die delen van het beeld en hun beweging detecteert, en je kunt de stabilisatie automatisch doen, precies zoals de video wordt opgenomen! Die software neemt voor elk frame het volledige beeld op de camerasensor op, detecteert automatisch hoe de camera trilt in relatie tot het primaire onderwerp en de achtergrond en snijdt de video bij tot 4K- of 1080p-formaat terwijl het beeld wordt verplaatst om de beweging van de camera te compenseren. de camera zelf.
Dat is wat "digitale beeldstabilisatie" betekent: bijsnijdgereedschap toepassen op video, automatisch en direct in de camera, zonder dat er extra software nodig is nadat de video is opgenomen.
Deze technologie heeft geen extra bewegende onderdelen in het lensmechanisme nodig, waardoor het goedkoper te produceren is. Het is technisch niet zo efficiënt als een optisch gestabiliseerde lens, omdat je meer geavanceerde computergestuurde verwerking nodig hebt om de bijsnijdgereedschappen in realtime toe te passen. Maar met de juiste combinatie van hardware en software kunnen de effecten dramatisch zijn. Hier is een video van de nieuwste technieken voor digitale beeldstabilisatie in de nieuwe GoPro 7-serie .
Merk op dat de GoPro 7, net als zijn voorgangers, geen bewegende stabilisatiedelen in de camera zelf heeft en dat de video hierboven niet is gestabiliseerd met extra software zoals Premiere of Final Cut. Al die video wordt rechtstreeks van de camera gemaakt, waarbij bijsnijden automatisch wordt toegepast om trillingen en trillingen te compenseren. Het is niet perfect: het is niet goed genoeg om de schok volledig te verwijderen van een fiets die bijvoorbeeld een trap afrijdt, en het plaatst ongeveer 10% uitsnede op het videoframe. Maar het is een indrukwekkende verbetering ten opzichte van een niet-gestabiliseerde camera, zonder de kosten of tijd die nodig zijn voor OIS of softwarematige stabilisatie. GoPro heeft sinds de Hero 5-serie digitale beeldstabilisatie in de camera en is ook beschikbaar op andere actiecamera's.
Digitale beeldstabilisatie kan ook worden toegepast op video op telefoons. Google gebruikte een software-only systeem op de oorspronkelijke Pixel (aangeduid als "EIS" voor "elektronische beeldstabilisatie"), en nu wordt op de meeste geavanceerde telefoons ten minste een bepaald niveau van digitale stabilisatie toegepast, expliciet of niet. Samsung merkt op dat op de Galaxy Note 8, Galaxy S9 en Galaxy S9 + beide optisch zijn en tegelijkertijd wordt digitale beeldstabilisatie gebruikt. Maar er is één groot nadeel aan digitale beeldstabilisatie: in tegenstelling tot een optisch stabilisatiesysteem kan het niet worden toegepast op stilstaande beelden. Aangezien digitale beeldstabilisatie afhankelijk is van het bijsnijden van een reeks stilstaande videoframes, werkt het gewoon niet op één beeld tegelijk.
