Стабилизация изображения

В разделе Выдержка мы говорили о том, что сотрясение камеры при съемке может существенно подпортить кадр. Особенно велик риск получить «смазанный» в результате колебания камеры кадр при съемке на длинном фокусе. Чтобы качество и резкость изображения не обманули Ваших ожиданий, нужно либо стремиться к тому, чтобы знаменатель выдержки был примерно равен фокусному расстоянию используемого объектива (то есть при фокусном расстоянии 108 мм выдержка не должна быть больше 1/125), либо использовать штатив. Однако первое иногда не позволяют особенности освещения, а последнее не очень удобно в случаях, когда от фотографа требуется оперативность. К тому же не каждый любитель готов приобретать штатив дополнительно и таскать с собой громоздкое оборудование, скажем, во время отпускного путешествия.

Но технический прогресс не стоит на месте: ведущие производители фототехники постоянно совершенствуют свою продукцию и технологии, чтобы максимально облегчить жизнь пользователю.

Система стабилизации Canon

Image Stabilizer от Canon считается одной из наиболее удачных конструкций известных систем оптической стабилизации изображения

Начнем с того, что компания Canon была первой, кто начал осуществлять шаги в этом направлении. В 1973 году был выпущен объектив TS 35 мм f/2,8 SSC с возможностью наклона-сдвига (tilt-shift). До этого момента такая функция была доступна только на камерах большого формата. Использование данного объектива позволяло сместить или наклонить оптическую ось объектива и давало дополнительные возможности по контролю глубины резкости.

На сегодняшний день процесс стабилизации изображения в фотокамерах Canon осуществляется группой линз блока стабилизации, которые встроены в объектив и имеют прямой привод от сердечников (соленоид). Весь процесс стабилизации изображения осуществляется следующим образом:

1. Механизм снабжен блокиратором, который устанавливает группу линз стабилизации в центральную нейтральную позицию, если устройство стабилизации изображения выключено. При нажатии кнопки спуска наполовину группа линз стабилизации разблокируется, и активизируются гироскопические сенсоры для определения перемещения камеры.
2. Гиросенсоры определяют угол и скорость перемещения (дрожания) камеры с объективом и посылают информацию об этом в микрокомпьютер. Для предохранения гиросенсоров от ошибок, связанных с реакцией на перемещение зеркала камеры или срабатыванием затвора, сенсоры заключены в специальные защитные блоки.
3. Микрокомпьютер преобразует эти сигналы в команды управления устройством стабилизации и передает их в устройство стабилизации. Микрокомпьютер представляет из себя специализированный высокопроизводительный 16 битный процессор, впервые установленный в объективах EF Canon (AF объективы). Он может контролировать устройство стабилизации изображения, механизм USM (автофокус) и автоматическую магнитную диафрагму (EMD) одновременно.
4. В соответствии с полученными командами группа линз стабилизации смещается в плоскости параллельной к плоскости пленки или матрицы и перпендикулярной оптической оси объектива. В результате этой операции, при колебании камеры, световые лучи от объекта остаются неподвижны, и изображение не «смазывается». Так как камера при сотрясении может двигаться вверх-вниз, группа линз стабилизации может сдвигаться и в вертикальном и в горизонтальном направлениях.
5. При этом сдвиге датчики положения группы линз стабилизации обрабатывают информацию о смещении и передают эту информацию в микрокомпьютер.
6. Микрокомпьютер сравнивает сигналы управления переданные в шаге 3 с сигналами устройства детекции положения группы линз стабилизации и осуществляет, таким образом, контроль с помощью этой обратной связи. Это улучшает точность в управлении группой линз стабилизации изображения.

Устройство стабилизации изображения отличается малыми габаритами и весом, быстрой реакцией на команду и скромным энергопотреблением (если, конечно, не заставлять устройство работать часами).

При использовании системы Image Stabilizer выдержку можно увеличивать примерно в 4 раза относительно предельной по «правилу обратной пропорциональности». Например, выдержка 1/60 может успешно применяться при фокусном расстоянии 200 мм. Также стабилизатор очень полезен при съемке крупных планов.

Система стабилизации Nikon

Не только фирма Canon занимается разработкой объективов с системой стабилизации изображения. Так называемая, система подавления вибрации (VR) от Nikon позволяет производить съемку с рук длиннофокусным зумом ранним утром, вечером, и даже в условиях недостаточного освещения. Система VR автоматически определяет наличие «шевеленки» — никакого специального режима не требуется.

Система включает в себя плавающий элемент объектива, компенсирующий случайные вертикальные и горизонтальные движения при съемке с большой выдержкой, положение плавающего элемента управляется данными, поступающими от гироскопических датчиков. Система подавления вибрации компании Nikon также способна автоматически определять преднамеренные перемещения объектива, такие, как, например, панорамирование.

В зависимости от условий съемки и индивидуальных приемов фотографирования, объективы с подавлением вибрации позволяют получить выдержку на три, и более, деления больше, чем объективы без подавления вибрации. Например, в случае, когда фотографы, использующие обычные объективы снимают с выдержкой не короче 1/60с для предотвращения появления «шевеленки», с помощью системы Nikon VR они могут достичь тех же результатов при выдержке 1/8с.

Данная функция подавления вибрации может использоваться в двух различных режимах — в зависимости от условий съемки. Обычный режим прекрасно подходит для стандартных условий съемки, включая панорамирование или съемку со штатива. Активный режим предназначен для компенсации специфической тряски, характерной для съемки с большой выдержкой с подвижных объектов, таких как автомобили и самолеты.

Система стабилизации Sony

В 1998 году появилась одна из первых «дальнобойных» камер Sony Mavica FD-91 с кратностью не менее х10. Внушительные габариты фотоаппарата позволили снабдить его мощным автофокусным вариообъективом с диапазоном фокусного расстояния от 37 до 518 миллиметров, что составило рекордную кратность х14. Чтобы обеспечить возможность съемки с «длинной» выдержкой, была использована система оптической стабилизации собственной разработки Sony под названием SteadyShot. При включении соответствующей функции объектив начинал «плавать» относительно камеры, частично компенсируя рывки. Иногда SteadyShot работала удовлетворительно, однако большинство кадров, снятых на «длинном» фокусе, все равно получалось «смазанным». Несмотря на это, Sony принадлежит пальма первенства по части моделей с большой кратностью вариообъектива.

Konika Minolta двигает матрицу

Корпорация Konica Minolta разработала собственную систему стабилизации изображения Anti-Shake, основанную на сдвиге ПЗС-матрицы. То есть в отличие от систем, в которых стабилизация достигается отклонением оптического элемента в объективе, новинка от Konica-Minolta компенсирует эффект «шевеленки» с помощью своей ПЗС-матрицы, подвижной по вертикали и горизонтали. Таким образом, система Anti-Shake работает с любым объективом типа Minolta A (более 40 моделей) и эффективна на всем диапазоне фокусных расстояний.

Применение Anti-Shake способно увеличить выдержку на 3-4 ступени при съемке с рук, и в ряде случаев позволяет не увеличивать чувствительность матрицы при недостаточном освещении.

Система стабилазации Panasonic

Panasonic является первой компанией, которая оснастила оптическим стабилизатором изображения даже компактные модели фотокамер, поскольку на снимках, сделанных в условиях недостаточного освещения и при макросъемке наиболее заметен эффект дрожания рук. В результате применения в фотокамерах Panasonic цифровых технологий, разработанных изначально для видеокамер, оптический стабилизатор MEGA  O.I.S. моделей DMC-FX1GC-S/A/R/D/G и DMC-FX5GC-S/A/R успешно устраняет мельчайшее дрожание, вызванное нажатием на кнопку спуска.

В новых цифровых фотокамерах Panasonic добавлен дополнительный режим работы оптического стабилизатора изображения, при включении которого линза оптического стабилизатора фиксируется по центру объектива перед нажатием на кнопку спуска, и в тот момент, когда происходит нажатие, линза O.I.S. начинает двигаться компенсируя колебания изображения. Поскольку в этом режиме линза стабилизатора минимально смещена в каком-либо отдельном направлении, можно ожидать максимально эффективную стабилизацию изображения. В этом режиме также максимально используется центральный участок линз объектива, что позволяет избежать геометрических искажений.

Таким образом, изобретенная для фотокамер система стабилизации значительно облегчает фотосъемку, особенно при применении телеобъективов и цифровых аппаратов.