Jeśli kiedykolwiek próbowałeś nagrać wideo telefonem podczas chodzenia, wiesz, że utrzymanie nieruchomego obrazu jest trudne. Istnieje pewna zgrabna technologia zaprojektowana w celu zmniejszenia efektu drgającej kamery i są dwa różne podejścia do jej implementacji.
Optyczna stabilizacja obrazu pochodzi ze świata fotografii, wykorzystując złożone mechanizmy sprzętowe wewnątrz obiektywu, aby utrzymać nieruchomy obraz i umożliwić ostre uchwycenie. Jest dostępny od dawna, ale został dostosowany do wideo i niedawno zminiaturyzowany do smartfonów. Cyfrowa stabilizacja obrazu to bardziej sztuczka programowa, jak „zoom cyfrowy”, ale odwrotnie, polegająca na aktywnym wybieraniu prawidłowej części obrazu na czujniku, aby obiekt i aparat poruszały się mniej. Przyjrzyjmy się, jak działają oboje i jak są stosowane w najnowszych gadżetach fotograficznych.
Optyczna stabilizacja obrazu: stabilizator dla twojego obiektywu
How-To Geek ma już artykuł wyjaśniający, jak działa optyczna stabilizacja obrazu . Ale dla kompletności podsumujemy: optyczna stabilizacja obrazu, zwana w skrócie OIS, zwana także „IS” lub „redukcją drgań” (VR, bez związku z wirtualną rzeczywistością), w zależności od marki aparatu, jest wszystko o sprzęcie.
Obiektyw aparatu z optyczną stabilizacją obrazu ma wewnętrzny silnik, który fizycznie przesuwa jeden lub więcej szklanych elementów wewnątrz obiektywu, gdy aparat ustawia ostrość i rejestruje ujęcie. Skutkuje to efektem stabilizującym, przeciwdziałającym ruchowi obiektywu i aparatu (na przykład przed drżeniem dłoni operatora) i umożliwiającym rejestrowanie ostrzejszego, mniej rozmytego obrazu. To z kolei umożliwia robienie zdjęć w słabszym świetle lub przy niższej wartości F-stop, a jednocześnie jest dobrze zdefiniowane.
Inżynieria zastosowana w tym materiale jest niesamowita. To bardzo mała wersja sprzętu zewnętrznego, takiego jak używane w niej wieloosiowe gimbale systemy takie jak Steadicam —Te duże szelki na ramię, które można było zobaczyć na imprezach sportowych lub na planie filmowym. Wyniki uzyskane dzięki systemowi stabilizacji w obiektywie lub w aparacie nie są tak dramatyczne, jak te, które uzyskuje się dzięki zewnętrznym stabilizatorom żyroskopowym, ale nadal robią wrażenie. Aparat z obiektywem wyposażonym w optyczną stabilizację obrazu może rejestrować wyraźniejsze obrazy nieruchome przy niższym natężeniu światła niż aparat bez, a ta sama technologia może być użyta do uzyskania niewielkiej poprawy rozmytego, drżącego efektu nagrywania wideo ręcznym aparatem. Dużym minusem jest to, że optyczna stabilizacja obrazu wymaga wielu dodatkowych komponentów w obiektywie, a aparaty i obiektywy wyposażone w OIS są znacznie droższe niż mniej złożone konstrukcje.
Optyczna stabilizacja obrazu była kiedyś ograniczona do wysokiej klasy aparatów fotograficznych i kamer wideo. Ale technologia została na tyle iterowana, że można ją teraz uzyskać w lustrzankach cyfrowych i aparatach bezlusterkowych na poziomie konsumenckim. Został nawet zmniejszony, aby obiektyw OIS zmieścił się w module aparatu smartfona. Tak, to oznacza, że w niektórych smartfonach znajduje się mały, ruchomy szklany element o grubości poniżej pół cala. Jeśli Twój telefon ma obiektyw OIS, możesz przyłożyć górną część do ucha, lekko nim potrząsnąć, a nawet usłyszeć grzechot elementu stabilizującego w module tylnego aparatu. (Hm, nie rób tego jednak zbyt mocno.)
Oto przykład cyny elementu IS modułu aparatu w telefonie. Zwróć uwagę, jak górna część zespołu obiektywu może się poruszać niezależnie od znajdującego się poniżej czujnika obrazu.
Przy znacznie mniejszych obiektywach i czujnikach funkcja OIS w telefonach nie działa tak dobrze, jak w większych aparatach. Ale nadal pomaga robić wyraźniejsze zdjęcia i mniej poruszające się filmy. Niektóre godne uwagi projekty telefonów z optyczną stabilizacją obrazu to iPhone 6+ i nowsze, Samsung Galaxy S7 i nowsze, seria LG G oraz Pixel 2 firmy Google.
Ręczna stabilizacja obrazu: przycinanie wideo, aby go ustabilizować
Cyfrowa stabilizacja obrazu odbywa się w oprogramowaniu. Jeśli znasz różnica między zoomem optycznym a zoomem cyfrowym (tj. wysadzanie pikseli na obrazie bez ich ulepszania), jest podobnie. Jednak stabilizacja cyfrowa ma znacznie bardziej natychmiastowy, wymierny wpływ na wideo.
Aby ustabilizować drżące, nagrane wcześniej wideo, można wyciąć fragmenty na krawędziach, które „poruszają się” po każdej klatce, dzięki czemu wideo wygląda bardziej stabilnie. To złudzenie optyczne: gdy wideo się trzęsie, kadr każdej klatki obrazu jest dostosowywany w celu skompensowania drgań, a Ty „widzisz” płynną ścieżkę wideo. Wymaga to albo powiększenia ramki obrazu (i poświęcenia jakości obrazu), albo pomniejszenia samej ramki (co skutkuje mniejszym obrazem z poruszającymi się czarnymi ramkami).
Edytory wideo pacjentów mogą to zrobić ręcznie z gotowym nagraniem, klatka po klatce. Oto dramatyczny przykład krótkiego ujęcia z VII odcinka Gwiezdnych wojen.
To przesadzony przykład kadrowania w celu uzyskania efektu stabilizacji, ale pokazuje, jak przesuwanie obrazu wokół klatki wideo względem obiektu (statku) lub tła może skutkować płynniejszym wideo. Oto zbiór bardziej typowych przykładów z rzeczywistymi tematami.
Cyfrowa stabilizacja obrazu: oprogramowanie do przycinania wideo dla Ciebie
Po dodaniu zaawansowanego oprogramowania komputery mogą automatycznie stosować tę technikę kadrowania i przenoszenia do wideo. Oprogramowanie do edycji wideo, takie jak Premiera adobe , Final Cut Pro i Sony Vegas mogą to zrobić, generalnie osiągając efekt poprzez przycięcie lub powiększenie pełnowymiarowego wideo w niewielkim stopniu i dynamiczną stabilizację klatka po klatce. Oto przykład efektu automatycznej stabilizacji filmu, wykonanego w Final Cut Pro (przejdź do 3:34, jeśli nie jest jeszcze ustawiony).
Podobnie jak optyczna stabilizacja obrazu, to oprogramowanie do przetwarzania końcowego staje się tańsze i bardziej rozpowszechnione. Możliwe jest nawet użycie podstawowej stabilizacji powiększania i przycinania wbudowanej w niektóre bezpłatne usługi wideo, takie jak YouTube i Instagram. Istnieje ograniczenie możliwości zastosowania tego efektu, ponieważ wymaga on powiększenia, aby skompensować drgania kamery bez pokazywania czarnych obszarów na krawędzi klatki wideo. Im większe powiększenie, tym niższa jakość końcowego wideo. Zwróć uwagę, że na poniższym filmie klatka stabilizowanego materiału filmowego (u góry) jest mniejsza niż pełna klatka oryginalnego niestabilizowanego materiału wideo (u dołu) z powodu przycięcia niezbędnego do uzyskania efektu stabilizacji.
W ten sposób można zastosować stabilizację obrazu w istniejącym filmie. Teraz połącz tę technikę stabilizacji ruchu i kadrowania, trochę więcej miejsca na siatce pikseli czujnika aparatu nieruchomego podczas nagrywania wideo oraz super zaawansowane oprogramowanie, które wykrywa części obrazu i ich ruch, a stabilizację można wykonać automatycznie, zaraz podczas nagrywania wideo! To oprogramowanie rejestruje cały obraz na czujniku aparatu dla każdej klatki, automatycznie wykrywa drgania aparatu w stosunku do głównego obiektu i tła i przycina wideo do rozmiaru 4K lub 1080p podczas przesuwania obrazu, aby skompensować ruch sam aparat.
To właśnie oznacza „cyfrowa stabilizacja obrazu”: stosowanie narzędzi przycinania do wideo, automatycznie i natychmiast w aparacie, bez potrzeby stosowania dodatkowego oprogramowania po nagraniu wideo.
Ta technologia nie wymaga żadnych dodatkowych ruchomych części w mechanizmie obiektywu, dzięki czemu jest tańsza w produkcji. Nie jest tak wydajny technicznie jak soczewka stabilizowana optycznie, ponieważ do zastosowania narzędzi przycinania w czasie rzeczywistym potrzebne są bardziej zaawansowane komputerowe przetwarzanie. Ale przy odpowiedniej kombinacji sprzętu i oprogramowania efekty mogą być dramatyczne. Oto film przedstawiający najnowsze techniki cyfrowej stabilizacji obrazu w nowej serii GoPro 7 .
Zwróć uwagę, że GoPro 7, podobnie jak jego poprzednicy, nie ma żadnych ruchomych części stabilizujących w samej kamerze, a powyższy film nie został ustabilizowany za pomocą dodatkowego oprogramowania, takiego jak Premiere lub Final Cut. Cały ten film jest pobierany bezpośrednio z aparatu, a kadrowanie jest stosowane automatycznie, aby skompensować drgania i wibracje. Nie jest doskonały - nie wystarczy na przykład całkowicie usunąć wstrząsu spowodowanego na przykład rowerem zjeżdżającym ze schodów i powoduje przycięcie klatki wideo o około 10%. Ale to imponująca poprawa w porównaniu z niestabilizowanym aparatem, bez kosztów i czasu potrzebnego na stabilizację OIS lub samą oprogramowanie. GoPro ma cyfrową stabilizację obrazu w aparacie od serii Hero 5 i jest dostępna również w innych kamerach sportowych.
Cyfrową stabilizację obrazu można również zastosować do wideo na telefonach. Google używał systemu opartego wyłącznie na oprogramowaniu w oryginalnym Pixelu (zwanego „EIS” dla „elektronicznej stabilizacji obrazu”), a obecnie większość telefonów z wyższej półki ma co najmniej pewien poziom cyfrowej stabilizacji, wyraźnie lub nie. Samsung zauważa, że na Galaxy Note 8, Galaxy S9 i Galaxy S9 +, oba optyczne i jednocześnie stosowana jest cyfrowa stabilizacja obrazu. Jednak cyfrowa stabilizacja obrazu ma jedną wielką wadę: w przeciwieństwie do optycznego systemu stabilizacji, nie można jej zastosować do zdjęć. Ponieważ cyfrowa stabilizacja obrazu polega na przycinaniu serii nieruchomych klatek wideo, po prostu nie działa po jednej na raz.
Kredyt obrazu: Kanon , Bądź profesjonalny
