Что такое стабилизатор изображения в экшн камере

Оптическая или цифровая: какая стабилизация лучше и зачем она вообще нужна

Чтобы изображения получались резкими даже при съемке «с рук», в гаджетах используют системы стабилизации. Но не все они одинаковы: рассказываем, какие из них лучше.

Зачем вообще нужна стабилизация изображения в смартфонах и камерах? Для получения четкого снимка и объект, и камера должны быть жестко зафиксированы. И если с объектом проблем не возникает (конечно, если это не ребенок или активное животное, которым правила съемки не объяснишь), то с самим гаджетом сложнее.

Если снимать в хорошую погоду с небольшого расстояния, выдержка на аппарате будет довольно короткой.

А если нет возможности использовать короткую выдержку? Например, вы снимаете в облачный день и света не так много. Хорошо, когда есть штатив или хотя бы неподвижный элемент, куда можно поставить гаджет (например, гранитный парапет). Но если все же приходится снимать с рук, приходит на выручку система стабилизации. Ее задача — компенсировать дрожания вашей руки.

Стабилизация: внешняя и встроенная

Стабилизация делится на активную и пассивную. К первой относятся всевозможные подвесы, стедикамы и другие устройства, стабилизирующие камеру в пространстве. Подобные аксессуары в наши дни применяются не только профессионалами, но и всеми подряд — в продаже достаточно стабилизаторов от множества брендов, рассчитанных на самый разный кошелек. Другое дело, что всем этим нужно уметь пользоваться, а пассивная стабилизация никаких особых знаний не требует.

Пассивная стабилизация уже встроена в саму камеру и работает либо по принципу оптической стабилизации изображения (Optical Image Stabilizer, OIS), либо по принципу цифровой стабилизации изображения (Electronic Image Stabilizer или Digital Image Stabilizer, EIS или DIS). Оба решения используются в современных смартфонах, но чем они отличаются и какое из них лучше?

Оптическая стабилизация: чистая механика

Общая задача стабилизаторов — сделать итоговое изображение четким, но добиваются этого системы разным способом. OIS, появившаяся раньше, представляет собой целый комплекс: стабилизирующий элемент объектива, способный двигаться по вертикали и горизонтали, с помощью электроприводов «маневрирует» по командам от гироскопических датчиков ради того, чтобы во время экспозиции фотоаппарата полностью компенсировать движения камеры в проекции изображения на пленке или матрице цифровых фотоаппаратов.

Позднее появилась система, в которой движения компенсируются уже с помощью подвижной матрицы внутри корпуса камеры — это позволило использовать сменные объективы, хотя и ценой чуть меньшей эффективности. Но заметить это можно только в очень сложных условиях съемки.

Оптические системы стабилизации со временем появились и в смартфонах. Не так давно мы тестировали vivo X60 Pro, где использована именно такая система. Можно посмотреть на видео, как она работает.

Цифровая стабилизация: программное решение

Цифровая стабилизация также борется с нечетким изображением, но делает это без механической «помощи». При EIS часть пикселей матрицы камеры не формирует картинку, а работает в качестве резерва — при движении процессор понимает, что изображение будет смазанным и использует эти «запасные» пиксели, чтобы компенсировать потери. В итоге кадры получаются четкими, но зачастую менее качественными, чем то же изображение, выполненной с помощью устройства с оптической стабилизацией. При этом реализация подобного решения требует меньших затрат, а потому цифровая стабилизация часто встречается в бюджетных устройствах.

Флагманские смартфоны обычно имеют комбинированную систему стабилизации, в которой OIS дополняется EIS. Это позволяет добиться максимально качественного изображения, хотя, например, Google в своей линейке Pixel использует только цифровую стабилизацию — софт у компании написан качественный, и он дает возможность делать весьма хорошие кадры. Другое дело — бюджетные устройства, создатели которых экономят на комплектующих и в итоге получается, что сами по себе компоненты камеры не лучшие, к тому же слабое «железо» не позволяет реализовать максимально качественные алгоритмы EIS, так что на выходе получаются фотографии, которые без слез можно разглядывать только на экране этого же смартфона.

Оптическая или цифровая стабилизация: что лучше?

Так что в итоге, какой из вариантов лучше? Однозначно, оптическая. Но реализовать ее не так просто — особенно, в компактных объективах смартфонов. Поэтому такие системы используют, главным образом, в дорогих гаджетах. Например, в большинстве моделей из нашей подборки лучших камерофонов 2021 года.

Цифровая стабилизация — «эконом-вариант». Лучше, чем никакой, но не так эффективная, как оптическая. Такие встречаются, как правило, в смартфонах среднего класса.

Источник

Как работает стабилизация в экшн-камерах

Содержание

Содержание

Подводное плавание, езда по горным тропам на велосипеде — порой в жизни так много экстрима, что нельзя не запечатлеть его на видео. С появлением экшн-камер это стало не просто возможно, а еще и возможно в неплохом качестве. В данной статье вы узнаете о том, как работает стабилизация в таких камерах и как их ценовой сегмент влияет на ее качество.

Немного экшена, немного стабилизации

Экшн-камеры отличаются монолитным корпусом, малым весом и размером, устойчивостью к воде и загрязнениям. Практически все устройства имеют сверхширокоугольную оптику с углом обзора от 100 до 170 градусов. Логично, что, исходя из предназначения камеры, ей жизненно необходима стабилизация (хотя она есть далеко не у всех моделей). Порой стабилизация в экшн-камерах ставится на первое место в отличии от таких характеристик как цветопередача, разрешение и т.п. Снимать приходится в экстремальных условиях, и, если полученное видео будет нещадно «прыгать» из стороны в сторону, о комфортном просмотре можно забыть.

Стабилизация — специальная технология, помогающая при видеосъемке получить качественную, ровную и не смазанную картинку. Сам по себе данный термин довольно широк и чаще всего включает в себя механическую, электрическую, оптическую и цифровую. Первая представляет собой сложную механическую систему, к которой крепится камера, и которая, благодаря грузам и противовесам, обеспечивает плавность съемки. Второй вид выполняет те же функции, но посредством работы двигателя и сервоприводов. По сути это ручные держатели для камеры, среди которых выделяют устройства для профессиональных камер и небольших легких камер (включая экшн-камеры). Оптические и цифровые стабилизаторы в отличие от механики встраиваются в камеру и обеспечивают плавность картинки своими методами.

От Синклера до Хардкора

Перед тем как перейти к сути вопроса, стоит пройтись по его истории, ведь над проблемой «ровных» съемок начали задумываться еще много лет назад. Причем тогда речь даже не шла об экшене как таковом. Люди просто хотели снимать интересное видео от первого лица, в экстремальных условиях и для этого изобретали довольно любопытные вещи. Одним из первопроходцев был Боб Синклер, в 1960-е годы снимавший шоу Ripcord про скайдайвинг. Съемки в воздухе руками не приносили желаемого результата, поэтому Боб придумал конструкцию, состоящую из шлема с закрепленной на нем камерой.

Примерно по такому же пути шел шотландец Джон (Джеки) Стюарт. Будучи пилотом «Формулы 1», он также продумывал концепцию использования камеры в нашлемном варианте. Не будем описывать все эксперименты, ведь их действительно было много. Скажем только, что снимать экшн от первого лица умудрялись даже в американском футболе. В креплении камеры к шлему была своя логика. Голова, даже в условиях сильной тряски, чаще всего остается более неподвижной, чем руки. Да и та специфика, для которой придумывали такую систему, не позволяла снимать с рук, а крепить громоздкую камеру на грудь было не только неудобно, но и порой небезопасно.

Камера Nikon на шлеме и система из камеры с тремя объективами и батареи. Ездить с такой конструкцией не только неудобно, но и опасно. Стюарт экпериментировал во время тренировок или пробных заездов.

Принцип работы

Как уже было сказано выше, в экшн-камерах (как и во всех цифровых) применяется или оптическая, или цифровая стабилизация. Оптическая достигает плавности при съемках за счет смещений специального блока линз в самом объективе. Многие крупные компании, создающие и выпускающие фото-видео камеры и оптику, имеют на вооружении собственные системы оптической стабилизации. Поэтому принцип их действия и устройства различаются. В зависимости от модели стабилизатор сглаживает вибрации, наклоны и смещения в нескольких направлениях, например, в двух или четырех. На данный момент это один из самых востребованных видов стабилизации, дающий качественную картинку, хотя и не лишенный недостатков. Однако, по ряду причин, в первую очередь из-за размеров и специфики, в экшн-камерах он используется далеко не всегда. Есть еще и матричная стабилизация, где на перемены в положении камеры реагирует матрица, а не линзы объектива. Но это экшн-камерам также не подходит.

Поэтому нас будет интересовать цифровая стабилизация. Данный вариант «успокоения видео» работает за счет программных алгоритмов, причем съемка ведется кропом (от англ. обрезать), что подразумевает под собой обрезку кадра по периметру. Выглядит это следующим образом: камера фиксирует область в центре кадра, обрезая все, что есть по краям, создавая по периметру рамку и сужая угол обзора. Это необходимо для того, чтобы сместившийся кадр не вылетел за пределы матрицы. При любом перемещении камеры, область внутри рамки также будет перемещаться в разные стороны, а процессор фиксируя колебания, вносит свои коррективы.

Таким образом, используется не вся матрица, а только ее часть, притом, что оставшийся запас и помогает процессору корректировать картинку. Такой вид стабилизации не требует дополнительного оборудования в самой камере и помогает добиться плавности, но в то же время обрезка видео ведет к потере качества.

Насколько сильно снизится качество картинки, зависит от каждой конкретной камеры. Некоторые модели обрезают какой-либо процент кадра (например, 10 %), а другие позволяют включить стабилизацию только после снижения качества записи. Также в некоторых моделях стабилизация может добавлять полезную функцию выравнивания горизонта, позволяющую практически всегда держать полосу горизонта в ровном состоянии даже при сильных наклонах.

Проверяем на практике

Определить насколько плавную и устойчивую картинку делают камеры разного ценового сегмента возможно только на практике. Причем тестировать желательно в разных условиях, таких как: обычная пешая прогулка, бег, поездка по бездорожью на автомобиле и велосипеде. Испытаниям подверглись бюджетная Aceline S-60, средняя SJCAM SJ8 Pro и топовая GoPro HERO 9. Все три устройства используют цифровую стабилизацию. Для более объективного результата тесты будут проходить с одинаковыми настройками разрешения, частоты кадров и примерно с одинаковым ракурсом.

Пешая прогулка

Самое легкое испытание для экшн-камер, так как процессор будет обрабатывать меньшее количество всевозможных движений и вибраций. Данный тест показал, что даже при ходьбе бюджетный вариант показывает некоторую тряску. Общее впечатление о камере это не портит, однако мало приятного смотреть видео с постоянной «трясучкой». Средняя камера показывает совсем небольшую вибрацию и небольшие подергивания (что не портит впечатление), а топовое устройство снимает практически полностью плавное видео.

Усложняем задачу и тестируем камеры в режиме бега. Бюджетное устройство показывает при этом плохо читаемую картинку, которая прыгает из стороны в сторону. Средняя камера справляется намного лучше, однако по ощущениям, стабилизация происходит словно «через шаг», т.е. один кадр получается более плавный, чем следующий. Топовое устройство ведет себя в целом достойно, если не считать редких и малозаметных подергиваний картинки.

По бездорожью на автомобиле

Для проведения теста все три камеры были жестко закреплены на крыше автомобиля, а движение осуществлялось не только по прямой, но и с поворотами. При езде на малой скорости, сравнимой со скоростью движения человека, все три камеры (включая бюджетный вариант) показали вполне хороший результат, однако каждая со своими нюансами. Бюджетная отметилась легкими потряхиванием и некоторой расплывчатостью кадра. Устройство среднего сегмента показало размытие кадра по краям, при увеличении скорости, а также отставание (расплывчатость) кадра при поворотах. Топовый вариант вновь отличился тем, что убрал почти все проскальзывания кадра на повороте. Топовое устройство также неплохо справилось с функцией выравнивания горизонта.

По бездорожью на велосипеде

Тестируем камеры в более сложных условиях, а именно в варианте жесткого крепления прямо на руль велосипеда. При езде по бездорожью все удары приходятся именно на переднюю вилку велосипеда, и здесь ситуацию не спасет даже хороший амортизатор. Ну а хороший стабилизатор? Об этом расскажут результаты последнего теста.

Итак, бюджетный вариант позволяет рассмотреть происходящее, однако картинку трясет, причем по горизонтали. Рассмотреть понравившийся заезд на велосипеде это позволит, но о комфортном просмотре наверное придется забыть. Камера среднего сегмента размывает края картинки, особенно при поворотах руля, но в остальном ведет себя более уверенно. Топовое устройство также страдает от размытия картинки по краям и небольшой тряски, что не катастрофично.

Автомобиль

Велосипед

Aceline S-60

ТряскаТряска, картинка читается плохоЛегкая тряска, расплывчатость кадраТряска по горизонтали

SJCAM SJ8 Pro

Небольшая вибрацияНебольшая вибрация, отставание кадраОтставание кадра на поворотах, расплывчатость по краям при увеличении скоростиНебольшая тряска, размытие кадра по краям

GoPro HERO 9

Плавное видеоРедкие подергивания картинкиУдалось убрать почти все проскальзывания и тряскуНебольшая тряска, размытие картинки по краям

Что делать, если не хватает встроенной стабилизации

В этой ситуации можно прибегнуть к помощи механических средств для усиления стабилизации. Не обязательно приобретать громоздкую систему для профессиональных съемок (она и не очень сильно подходит для экшн), так как в данном случае можно обойтись и более скромными, но не менее эффективными вариантами.

Моноподы. Вариант отдаленно напоминающий по своему действию и устройству ручной штатив. Для разных условий съемки можно приобрести, например, телескопический (длина варьируется до 100 см) вариант или монопод-поплавок. Последний поможет повысить эффективность подводных съемок.

Специальные стабилизаторы для экшн-камер. Многие из них имеют специальный корпус устойчивый к повреждениям, загрязнениям, воде. В зависимости от модели, типа устройства, стабилизация в них осуществляется путем работы моторчиков, противовесов, помогающих контролировать углы наклонов, поворотов и т.п. Такие стабилизаторы обычно крепят на шлем или монопод, а далее они уже делают свою стабилизационную работу.

Помимо всего вышеперечисленного можно просто закрепить камеру на голове или груди, используя специальную крепежную систему. При некоторых видах съемки поможет вариант с утяжелением руки, которая с грузом будет дрожать намного меньше. Если необходимо установить камеру на автомобиль, то здесь должно быть следующее правило: как можно меньше расстояния между камерой и местом крепления к кузову автомобиля.

Выводы

Выбор камеры в первую очередь будет зависеть от конкретных целей пользователя и условий предполагаемых съемок. Для крайне сложных и суровых съемок, нужна наиболее топовая камера. Тем, кто не собирается совершать горный спуск на лыжах или изучать морские глубины, подойдут более бюджетные варианты. Помимо самой камеры, можно обратить внимание на дополнительные аксессуары, которые смогут помочь и облегчить процесс съемок. К ним относятся моноподы, специальные электронные стабилизаторы для экшн-камер и прочее.

Источник

Когда нужен стабилизатор для экшн-камеры и смартфона?

Современный турист и любитель видео-съёмок при желании повысить качество роликов сталкиваются с несколькими неочевидными нюансами. Именно при съемке видео мы бы назвали главными – звук, плавность картинки и лишь на третьем месте баланс цветов и светосила.

С первым можно разбираться с помощью внешних микрофонов, с третьим, имея хорошую камеру или флагманский смартфон. Не сюрприз что если вы любитель намотать десяток километров по городу пешком, то носить с собой камеру, пусть и среднегабаритную – физически накладно. Поэтому именно смартфоны приходят на помощь.

Нам выдалась возможность в течение последнего года посетить несколько туристических мест с разными смартфонами, имеющими неплохую камеру. А ещё раньше в парке устройств появился стаб от Xiaomi. По итогу, мы сделали для себя весьма неприятный вывод – стабилизатор может быть не нужен для определённых моделей смартфонов. В них реализована очень крутая система оптической стабилизации, поэтому проводки по большому счёту выходят не хуже чем с использованием подвесных механизмов. Нужно учесть, тем не менее, что если объединить такой смартфон и стабилизатор – получится ультимативный набор камеромена.

Так чем же нам понравился стабилизатор Xiaomi Mijia?

Пройдемся по каждому пункту подробнее.

Геометрия

Углы, на которые может поворачивать смартфон или экшн-камеру механизм, пожалуй, главное с чего стоит начинать. И на самом деле у модели Xiaomi Mi Smartphone Gimbal они в каком-то плане даже лучше и «перспективнее» при работе.

Эта модель идеальна для панорам, так как мотор может непрерывно вращаться по кругу вообще без ограничений. У одноклассников это обычно минус десятки градусов в одну сторону и сотни в другую (-162.5° +170.3° или пишут просто 300°), что не даёт в сумме 360, как у Xiaomi, и имеет механическое ограничение. Приходится переступать ножками и, вероятно, нарушать плавность процесса. Такие ограничения может и не критичны, но они явно не стоят той сотни долларов, что просят за более «гибкие» модели.

Снять панораму 360° вокруг себя можно легко, а вот сделать проводку сверху-вниз или наоборот чуть сложнее, так как угол здесь всего 210°.

Такой же показатель 210° в Mi Smartphone Gimbal для звена со смартфоном. Но для него крайней необходимости в больших углах нет. Здесь куда важнее габариты смартфона, которые вынудят удлинить держатель, который не даст снимать прости Господи вертикальные видео.

Также стоит проверить, будет ли комфорту смартфону в стабе. Хотя диапазон допустимых диагоналей обычно достаточен, могут возникнуть нюансы с особенно большими «лопатами». В нашем случае возникала необходимость немного выдвинуть звено с держателем, чтобы стабилизатор сохранял равновесие с установленной моделью и тот не перевешивался в одну из сторон. Напомним, что если смартфон не отодвинуть, всякий стабилизатор при включении будет удерживать его под некоторым углом к горизонтали, пытаясь уравновеситься.

Заметим, что изложенное про габариты актуально только для стабов под смартфоны. Экшн-камеры никаких обязанностей по размерам не накладывают, кроме индивидуальной площадки для крепления. Стабы могут быть универсальными, но в них наверняка будет своя заруба «удобство vs универсальность».

Автономность

Немаловажный момент, особенно когда предстоит гулять весь день. Многие стабилизаторы имеют разъем для подключения питания MicroUSB и USB-C, поэтому использовать павербанк не проблема. Тем не менее, если стаб всё время в руках, добавлять к нему ещё и вес внешних аккумуляторов не слишком удобно.

В этом плане Mi Smarpthone Gimbal оказался просто рекордсменом. В нём установлен аккумулятор на 5000 мА·ч и по факту этого хватает на весь день использования, а по-хорошему и на весь следующий день, учитывая перерывы в работе. У конкурентов это обычно цифры в районе двух-трёх тысяч.

И лично нам этот технический момент нравится больше всего. В парке устройств и так практически каждый гаджет нужно заряжать раз в день. Отсутствие в этом списке стаба – вселяет веру в человечество.

Поддержка софта от производителя стабилизатора – не самая критичная вещь, так как можно использовать сторонние приложения камеры, в которых есть требуемая функциональность и эффекты.

В случае с приложением Mi Gimbal нам было интересно попробовать эффект имени Альфреда Хичкока при котором оператор отдаляется от объекта, одновременно зуммируя картинку на него.

Другая, уже практичная функция, слежение за объектом. Если вы хотите снять что-то двигающееся или самому попозировать в кадре на помощь придет только она и, к слову, возможность установить стаб Xiaomi на штатив. Такой бонус доступен не все конкурентам.

Но он есть и в прогах для других стабов, так что конкурентным преимуществом софт не назовешь. Другой нюанс в том, что качество картинки при использовании сторонних приложений камер может ухудшаться, поэтому следует научится делать ролики манипулируя сугубо джойстиком стаба.

Тут с нами могут не согласиться, разве что, владельцы новых Huawei с их супер-галактическим зумом. Ну да пусть, это теперь их вотчина и особенности управления камерой с которыми им и жить.

Почему это всё не имеет смысла?

Подкрадываясь к выводам, вы, вероятно, уже десять раз спросили нас и себя – «так зачем тогда нужен стабилизатор с таким набором сложностей и неочевидностей?».

Короткий ответ – потому что вы на сайте о технологиях, а нас интересуют гаджеты, поэтому упустить возможность высказаться о стабилизаторах мы не можем.

Содержательный ответ мы бы сформулировали так:

Прежде всего, нужно определиться на какое устройство вы снимаете видео. Если это экшн-камера, то однозначно нужен гимболл, так как оптическая стабилизация появится в этих малышах примерно… никогда. Ну, хорошо, через 20 лет, когда создадут вещество, которое будет иметь эластичность мышц, потреблять аккумулятор как травинка и удерживать модуль камеры в подвешенном состоянии как голова курицы. Хотя тогда же и аккумуляторы наверняка удастся сделать более ёмкими.

Если же видео будет сниматься на смартфон, а возможности мобильных камер сейчас, прямо скажем — зашкаливающие (сравните свои фото сделанные сейчас и хотя бы три года назад), то здесь ответ неоднозначен.

Флагманские модели, начиная с Note 10+, уже имеют такое количество алгоритмов, оптическую стабилизацию и возможность снимать 60 кадров в 4K, что техническая необходимость в стабилизаторе, скажем честно, не очень велика.

Если же в вашем арсенале смартфон среднего или средне-высокого ценового диапазона, то стабилизатор скорее всего нужен, так как там не будет оптической стабилизации и любая проводка превратится в слайд-шоу. Здесь главное трезво оцените светосилу объектива, чтобы закаты, рассветы и другие сцены со сложным светом не превратились в плавную, без рывков, но кашу из тёмных и белых пятен.

Источник