Aký je rozdiel medzi optickou a digitálnou stabilizáciou obrazu?
Ak ste sa niekedy pokúšali prijímať video v telefóne počas prechádzky, viete, že zachovanie obrázka je stále zložité. Existuje nejaká čistá technológia navrhnutá na zníženie tohto nepríjemného efektu a existujú dva rôzne prístupy k jeho implementácii.
Optická stabilizácia obrazu pochádza zo sveta stálej fotografie, pomocou komplexných hardvérových mechanizmov vnútri objektívu zachová obraz stále a umožňuje ostrý záber. Bolo to už dlho, ale bolo upravené pre video a nedávno miniaturizované pre smartfóny. Digitálna stabilizácia obrazu je skôr softwarovým trikom, ako je "digitálny zoom", ale opačne, aktívne vyberá správnu časť obrazu na snímači, aby sa zdalo, že to je predmet a kamera sa pohybuje menej. Poďme sa pozrieť na to, ako oba pracujú, a ako sa používajú v najnovších fotografických gadgets.
Optická stabilizácia obrazu: Stabilizátor pre váš objektív
How-To Geek už obsahuje článok vysvetľujúci, ako funguje optická stabilizácia obrazu. Pre úplnosť však budeme zhŕňať: optická stabilizácia obrazu, označovaná ako OIS krátka a tiež nazývaná "IS" alebo "redukcia vibrácií" (VR, bez vzťahu k virtuálnej realite) v závislosti od značky fotoaparátu, je všetko o hardvéri.
Objektív fotoaparátu s optickou stabilizáciou obrazu má vnútorný motor, ktorý fyzicky pohybuje jeden alebo viac sklenených prvkov vo vnútri objektívu, keď fotoaparát zaostrí a zaznamená záber. Výsledkom je stabilizačný efekt, ktorý bráni pohybu objektívu a kamery (napríklad z trasenia rúk operátora) a umožňuje zaznamenať ostrejší, menej rozmazaný obraz. To zase umožňuje, aby boli fotografie zachytené v spodnom svetle alebo s nižšou hodnotou F stop, pričom sú stále dobre definované.
Inžinierstvo, ktoré ide do týchto vecí, je úžasné. Je to veľmi malá verzia externého hardvéru, ako sú viacosové kardany používané na systémoch, ako je Steadicam - tie veľké ramenné kamerové ramienka, ktoré ste mohli vidieť na športových podujatiach alebo filmových súboroch. Výsledky stabilizačného systému v šošovke alebo v kamere nie sú také dramatické ako tie, ktoré získate z vonkajších gyroskopických stabilizátorov, ale stále sú dosť pôsobivé. Fotoaparát s objektívom s optickou stabilizáciou obrazu dokáže zachytiť jasnejšie statické zábery pri nižších úrovniach svetla, ako je jedna bez a rovnaká technológia môže byť použitá na vytvorenie mierneho zlepšenia rozmazaného a neostrého efektu nahrávania videa na ručnej kamere. Veľkou nevýhodou je, že optická stabilizácia obrazu vyžaduje veľa objektívov v šošovke a kamery a šošovky vybavené systémom OIS sú omnoho drahšie ako menej komplexné návrhy.
Optická stabilizácia obrazu bola obmedzená na vysokorýchlostné statické a videokamery. Technológia bola však dostatočne iterovaná, že ju môžete získať v DSLR na úrovni spotrebiteľov a zrkadlovkových fotoaparátoch. Dokonca sa zmenšil, takže sa objektív OIS môže zapadnúť do modulu fotoaparátu smartphone. Áno, to znamená, že v niektorých smartfónoch, ktoré majú hrúbku menej ako 2,5 cm, je malý pohyblivý sklenený prvok. Ak je váš telefón vybavený objektívom OIS, môžete držať horný koniec až k uchu, trochu ho pretrepávať a dokonca počuť, že stabilizačný prvok je v zadnom module kamery. (Um, nedávajte to príliš ťažké, hoci.)
Tu je príklad malého prvku OIS telefónneho modulu. Všimnite si, ako sa môže horná časť zostavy šošoviek pohybovať nezávisle od snímača obrazu pod ňou.
Vďaka oveľa menším šošovkám a senzorom nie je funkcia OIS na telefónoch taká schopná ako na väčších fotoaparátoch. Pomáha vám však robiť jasnejšie fotografie a menej roztrasené video. Niektoré pozoruhodné modely telefónov s optickou stabilizáciou obrazu zahŕňajú iPhone 6+ a novší, Samsung Galaxy S7 a novší, LG G-series a Pixel 2 spoločnosti Google.
Ručná stabilizácia obrazu: Orezanie videa na stabilizáciu
Digitálna stabilizácia obrazu je všetko vykonaná v softvéri. Ak ste oboznámení s rozdielom medzi optickým priblížením a digitálnym priblížením (t.j. vyfúknutím pixelov na obrázok bez ich vylepšenia), je to podobné. Digitálna stabilizácia má oveľa okamžitý a merateľný vplyv na video.
Ak chcete stabilizovať neisté nahrané videozáznamy, môžete orezávať časti na okrajoch, ktoré sa "pohybujú" okolo každého snímku, čo vedie k video, ktoré vyzerá stabilnejšie. Je to optická ilúzia: zatiaľ čo sa video trasie okolo, orezanie každého snímku v obraze je upravené tak, aby kompenzovalo pretrepávanie a "vidíte" plynulú stopu videa. To vyžaduje buď priblíženie rámčeka obrazu (a obetovanie kvality obrazu), alebo zmenšenie samotného rámca (čo vedie k menšiemu obrázku s čiernymi okrajmi, ktoré sa pohybujú okolo).
Video editory pre pacienta to dokážu manuálne s dokončenou nahrávkou, rámčekom za snímku. Tu je dramatický príklad z krátkeho záberu z epizódy VII.
Toto je prehnaný príklad orezania pre stabilizačný efekt, ale ukazuje, ako pohyb obrazu okolo rámca videa v porovnaní s predmetom (loďou) alebo s pozadím môže viesť k plynulému obrazu. Tu je zbierka typickejších príkladov s reálnymi subjektmi.
Digitálna stabilizácia obrazu: softvér Orezanie videa pre vás
S pridaním pokročilého softvéru môžu počítače túto techniku orezania a pohybu automaticky použiť na video. Softvér na úpravu videa, ako sú programy Adobe Premiere, Final Cut Pro a Sony Vegas, to môže dosiahnuť tým, že dosiahne efekt orezaním alebo priblížením malého množstva videa v plnom rozlíšení a dynamickým stabilizovaním obrazu po jednotlivých snímkach. Tu je príklad automatického stabilizačného efektu na video vykonávanom v programe Final Cut Pro (preskočte na 3:34, ak už nie je nastavený).
Rovnako ako optická stabilizácia obrazu, tento postprocesorový softvér sa stáva lacnejším a viac distribuovaným. Je dokonca možné použiť aj základnú stabilizáciu zoomu a plodín zabudovanú do niektorých bezplatných video služieb, ako sú YouTube a Instagram. Existuje obmedzenie toho, do akej miery môže byť tento efekt aplikovaný, pretože potrebuje priblíženie, aby kompenzovalo pretrepávanie fotoaparátu bez zobrazenia čiernych oblastí na okraji videoobsahu. Čím viac priblížite, tým nižšia bude kvalita posledného videa. Všimnite si, že v nasledujúcom videu je rám stabilizovaného záberu (hore) menší ako celá snímka pôvodného nestabilizovaného videa (dno) kvôli plodine potrebnej pre stabilizujúci efekt.
Takto sa dá stabilizácia obrazu použiť na existujúce video. Teraz skombinujte túto stabilizačnú techniku pohybu a orezania, trochu viac priestoru na obrazovej mriežke snímača statických snímok pri snímaní videa a super pokročilý softvér, ktorý detekuje časti obrazu a ich pohyb, a môžete stabilizovať automaticky, správne pri nahrávaní videa! Tento softvér zaznamenáva celý snímok na snímači fotoaparátu pre každý snímok, automaticky sníma, ako sa fotoaparát trasie vo vzťahu k primárnemu objektu a pozadiu a orezáva video do rozmeru 4K alebo 1080p pri pohybe obrazu okolo, aby kompenzoval pohyb fotoaparát sám.
To znamená, že "digitálna stabilizácia obrazu" znamená: aplikáciu nástrojov na orezávanie na video, automaticky a okamžite vo fotoaparáte, bez potreby dodatočného softvéru po zaznamenaní videa.
Táto technológia nepotrebuje žiadne ďalšie pohyblivé časti v mechanizme šošoviek, čo znižuje výrobu. Nie je to tak technicky efektívne ako opticky stabilizované šošovky, pretože potrebujete pokročilejšie počítačové spracovanie na aplikáciu nástrojov na orezávanie v reálnom čase. Ale pri správnej kombinácii hardvéru a softvéru môžu byť efekty dramatické. Tu je video najnovších techník digitálnej stabilizácie obrazu v novej sérii GoPro 7.
Všimnite si, že GoPro 7, rovnako ako jeho predchodcovia, nemá v samotnom fotoaparáte žiadne pohyblivé stabilizačné časti a vyššie uvedené video nie je stabilizované pomocou špeciálneho softvéru, ako je Premiere alebo Final Cut. Všetko z tohto videa sa prijíma priamo z fotoaparátu, pričom orezanie sa použije automaticky, aby sa kompenzovalo pretrepávanie a vibrácie. Nie je to dokonalé - nie je to dosť dobré, ak chcete úplne odstrániť trepanie z bicykla, ktoré ide napríklad po schodoch, a umiestni sa na video rámček o 10%. Je to však impozantné zlepšenie oproti nestabilizovanému fotoaparátu bez nákladov alebo času potrebných na stabilizáciu OIS alebo softvéru. GoPro má digitálnu stabilizáciu obrazu vo fotoaparáte od série Hero 5 a je k dispozícii aj na iných akčných kamerách.
Digitálna stabilizácia obrazu sa dá použiť aj na telefóne. Spoločnosť Google použila na originálnom pixeli (označenú ako "EIS" za "elektronickú stabilizáciu obrazu") softvérový systém a teraz väčšina špičkových telefónov má aspoň explicitne alebo čiastočne nejakú úroveň digitálnej stabilizácie. Samsung poznamenáva, že na Galaxy Note 8, Galaxy S9 a Galaxy S9 +, oba optické a digitálna stabilizácia obrazu sa používa súčasne. Existuje však jedna veľká nevýhoda digitálnej stabilizácie obrazu: na rozdiel od systému optickej stabilizácie, nemôže byť použitá na statické zábery. Keďže digitálna stabilizácia obrazu závisí od orezania série statických videozáznamov, jednoducho nepracuje na jednom jedinom.
Obrazový kredit: Canon, GoPro
