Якщо ви коли-небудь намагалися знімати відео на своєму телефоніпід час прогулянки ви знаєте, що збереження зображення все-таки складне. Існує кілька акуратних технологій, розроблених для зменшення ефекту хиткого кулачка, і є два різні підходи до його здійснення.
Оптична стабілізація зображення надходить із світунерухомої фотографії, використовуючи складні апаратні механізми всередині об'єктива, щоб зберегти зображення нерухомим і забезпечити чітке зйомку. Його вже давно немає, але він був адаптований для відео та нещодавно мініатюризований для смартфонів. Цифрова стабілізація зображення - це скоріше програмний трюк, як «цифровий зум», але, навпаки, активно вибирає правильну частину зображення на датчику, щоб воно здавалося, що предмет і камера менше рухаються. Давайте подивимось, як вони працюють і як їх застосовують в останніх гаджетах фотографії.
Оптична стабілізація зображення: стабілізатор для вашої лінзи
How-To Geek вже має статтю, в якій пояснюється якпрацює оптична стабілізація зображення. Але задля повноти ми підведемо підсумок: оптична стабілізація зображення, що називається OIS коротко і також називається "IS" або "зменшення вібрації" (VR, ніякого відношення до віртуальної реальності), залежно від марки камери, є все про обладнання.
Об'єктив камери з оптичною стабілізацією зображеннямає внутрішній двигун, який фізично переміщує один або кілька скляних елементів всередині об'єктива, коли камера фокусується та записує знімок. Це призводить до стабілізуючого ефекту, протидію руху об'єктива та камери (наприклад, від тремтіння рук оператора) і дозволяє робити чіткіше, менш розмиті зображення. Це, в свою чергу, дозволяє робити фотографії при слабкому освітленні або з меншим значенням F-стоп, при цьому все ще чітко визначені.
Техніка, яка йде в цей матеріал, єдивовижний. Це надзвичайно крихітна версія зовнішнього обладнання, як, наприклад, багатовісні карданчики, які використовуються в таких системах, як Steadicam - ті великі брекети, встановлені на плечі, які ви, можливо, бачили на спортивних змаганнях або кінофільмах. Результати системи стабілізації в об'єктиві або в камері не такі вже й драматичні, як ті, які ви отримуєте від зовнішніх гіроскопічних стабілізаторів, але вони все ще досить вражаючі. Камера з об'єктивом із оптичною стабілізацією зображення може знімати чіткіші нерухомі зображення при меншому рівні освітлення, ніж одне без, і та сама технологія може бути використана для створення незначного покращення розмитого, хиткого ефекту запису відео на ручну камеру. Великий мінус полягає в тому, що оптична стабілізація зображення вимагає багато зайвих компонентів в об'єктиві, а оснащені OIS камери та об'єктиви значно дорожчі, ніж менш складні конструкції.
Оптична стабілізація зображення раніше обмежуваласянерухомість високого класу та відеокамери. Але ця технологія була достатньо переорієнтована, що ви можете отримати її в DSLR-рівні на рівні споживачів і без дзеркальних камер. Це навіть було зменшено, щоб об'єктив OIS міг вміщуватися в модуль камери смартфона. Так, це означає, що в деяких смартфонах товщиною менше пів дюйма є крихітний рухливий скляний елемент. Якщо у вашому телефоні є лінза OIS, ви можете тримати верхній кінець до вуха, трохи струсити його і навіть почути, як у модулі задньої камери тремтить стабілізуючий елемент. (Хоча, не робіть цього занадто важко.)
Ось приклад крихітного елемента OIS модуля камери телефону. Зверніть увагу, як верхня частина об'єктива може переміщатися незалежно від датчика зображення внизу.
З набагато меншими лінзами та датчиками, OISфункція на телефонах не така здатна, як на великих камерах. Але це все ще допомагає вам робити чіткіші фотографії та менш хиткі відео. Деякі помітні дизайни телефонів із оптичною стабілізацією зображення включають iPhone 6+ та новіші версії, Samsung Galaxy S7 та новіші версії, LG G-серію та Google Pixel 2.
Ручна стабілізація зображення: обрізання відео для його стабілізації
Цифрова стабілізація зображення робиться всепрограмне забезпечення. Якщо ви знайомі з різницею між оптичним збільшенням і цифровим збільшенням (тобто здуття пікселів на зображенні без їх покращення), це схоже. Але цифрова стабілізація має набагато більш безпосередній, вимірюваний вплив на відео.
Щоб стабілізувати хиткий попередньо записаний відео, ви можетеобріжте ділянки на меж, які "рухаються" навколо кожного кадру, в результаті чого відео виглядає більш стабільним. Це оптична ілюзія: коли відео тремтить навколо, обрізка кожного кадру зображення регулюється, щоб компенсувати тремтіння, і ви "бачите" плавний трек відео. Для цього потрібно або збільшити масштаб рамки зображення (і погіршити якість зображення), або зменшити масштаб самого кадру (в результаті чого зображення буде меншим із чорними рамками, які рухаються навколо).
Терплячі відеоредактори можуть зробити це вручну із готовим записом кадр за кадром. Ось драматичний приклад короткометражного знімка з "Зоряних воєн".
Це перебільшений приклад обрізання для астабілізуючий ефект, але він показує, як переміщення зображення навколо відеокадру щодо об'єкта (судна) або фону може призвести до більш плавного відео. Ось збірка більш типових прикладів з реальними сюжетами.
Цифрова стабілізація зображення: обрізання програмного забезпечення для вас
З додаванням передового програмного забезпечення, комп’ютерівможе застосувати цю техніку обрізання та переміщення до відео автоматично. Програмне забезпечення для редагування відео, таких як Adobe Premiere, Final Cut Pro та Sony Vegas, може зробити це, як правило, досягаючи ефекту, обрізаючи або збільшуючи невеликий розмір на повнорозмірне відео та динамічно стабілізуючи його кадр за кадром. Ось приклад автоматичного ефекту стабілізації на відео, виконаного в Final Cut Pro (перейти до 3:34, якщо воно вже не встановлено).
Так само, як і оптична стабілізація зображення, цепрограмне забезпечення після обробки стає дешевшим і більш розповсюдженим. Можна навіть використовувати базову стабілізацію масштабування та обрізання, вбудовану в деякі безкоштовні відео-сервіси, такі як YouTube та Instagram. Існує обмеження в тому, наскільки цей ефект можна застосувати, оскільки його потрібно збільшити, щоб компенсувати тремтіння камери без показу чорних ділянок на краю відеокадру. Чим більше ви збільшуєте, тим нижчою буде якість остаточного відео. Зауважимо, що на наступному відео кадр стабілізованого кадру (вгорі) менший, ніж повний кадр вихідного нестабілізованого відео (знизу) завдяки обрізанню, необхідному для стабілізуючого ефекту.
Так можна застосувати стабілізацію зображеннядо наявного відео. Тепер поєднайте цю стабілізаційну техніку стабілізації, трохи додаткового місця на піксельній сітці датчика камери під час відеозйомки та надсучасне програмне забезпечення, яке визначає частини зображення та їх рух, і ви можете робити стабілізацію автоматично, правильно, як записується відео! Це програмне забезпечення записує все зображення на датчик камери для кожного кадру, автоматично відчуває, як тремтить камера відносно основного об'єкта та фону та обрізає відео до розміру 4K або 1080p, рухаючи зображення навколо, щоб компенсувати рух сама камера.
Ось що означає «стабілізація цифрового зображення»: застосовувати інструменти для обрізання відео, автоматично та негайно у камері, без необхідності додаткового програмного забезпечення після запису відео.
Ця технологія не потребує додаткових рухівчастини механізму лінз, що робить його дешевшим у виробництві. Це не так технічно ефективно, як оптично стабілізований об'єктив, тому що вам потрібно вдосконалити комп'ютеризовану обробку, щоб застосувати інструменти для обрізки в режимі реального часу. Але при правильному поєднанні апаратного та програмного забезпечення ефекти можуть бути драматичними. Ось відео найновіших технологій стабілізації цифрового зображення в новій серії GoPro 7.
Зауважте, що GoPro 7, як і його попередники,не має рухомих частин стабілізації у самій камері, а відео вище не було стабілізовано за допомогою додаткового програмного забезпечення, наприклад Premiere або Final Cut. Все це відео знімається безпосередньо з камери, а обрізка застосовується автоматично для компенсації тремтіння та вібрації. Це не ідеально - це недостатньо добре, щоб повністю зняти тремтіння з велосипеда, який спускається, наприклад, по сходах, і це дає 10% урожай на кадрі відео. Але це вражаюче поліпшення порівняно з нестабілізованою камерою без витрат або часу, необхідних для стабілізації в OIS або стабілізації програмного забезпечення. GoPro має цифрову стабілізацію зображення з камери з серії Hero 5, і вона також доступна на інших екшн-камерах.
Цифрова стабілізація зображення може застосовуватися довідео також на телефонах. Google використовував програмну систему лише для оригінального Pixel (іменований "EIS" для "електронної стабілізації зображення"), і тепер у більшості висококласних телефонів застосовується принаймні якийсь рівень цифрової стабілізації, явно чи ні. Samsung зазначає, що на Galaxy Note 8, Galaxy S9 і Galaxy S9 +, обидва оптичні і цифрову стабілізацію зображення використовують одночасночас. Але є одна значна недоліка цифрової стабілізації зображення: на відміну від оптичної системи стабілізації, її не можна застосувати до нерухомих зображень. Оскільки цифрова стабілізація зображення покладається на обрізання низки нерухомих кадрів відео, вона просто не працює на одному.
Кредит зображення: Canon, GoPro
