Оптическая стабилизация: замена штативу?

На заре развития фотографии выдержки (промежутки времени, когда затвор фотоаппарата открыт, и свет попадает на поверхность пленки или матрицы) были долгими. Более того днем единственный фото запросто мог экспонироваться немного минут. Разумеется, снимать приходилось только со штатива, и только совсем неподвижные предметы: здания, главным образом. Если требовалось соорудить портрет, для надежной фиксации головы снимаемого могли применяться тиски.

По мере увеличения светочувствительности фотопластин и пленок обстановка улучшалась, при всем при том продолжительно ещё тренога была непременным спутником фотографа. И все-таки прогресс неумолим, и теперь в большинстве съемочных ситуаций полностью позволительно снимать с рук.

Если выдержка излишне длинная, изображение размазывается из-за дрожания рук фотографа

Но целиком задача не решена и по сию пору. Если освещение тусклое, может понадобиться длительная выдержка, и дрожание рук фотографа смажет формирующееся изображение. При этом неблагоприятные световые условия возникают не только во пора не сверх меры уж популярных фотосессий глубокой ночью, но и на практике в любом помещении, если освещение в нем более-менее стандартной интенсивности. Ну а дома фотографируют без малого все, так что приходится как-то находить решение проблему. Оптическая стабилизация помогает нам в этом, но, быть может, другие способы больше эффективны?

Стабилизатор изображения позволяет обрести резкий снимок в тех же условиях

Наиболее распространенным методом борьбы с тьмой является вспышка, неспроста практически любой фотоаппарат ею оснащен. Однако проблема в том, что встроенная вспышка слабо подходит даже для получения технически приемлемого снимка – расположенные на переднем плане объекты нередко получаются выбеленными, в то миг как фон проваливается в непроглядную черноту. О художественных моментах, словно бы подчеркивания объема лица портретируемого, и речи не идет.

Внешняя вспышка значительно лучше, но она не чрезмерно компактна, достаточно дорога, и требует определенных навыков для эффективного использования. Да и универсальностью не блещет – очень желательно обладать над снимаемой сценой не очень высокий ясный потолок, дабы световые лучи отражались от него, и освещение получалось более мягким. Да, вариант хороший, но всех проблем вспышка не решает.

Другим распространенным методом борьбы с недостатком света является наращивание светосилы объектива. Если линза может снабдить на матрице более высокую освещенность, выдержку разрешено сократить без ущерба для качества кадра. Сложность в том, что при увеличении светосилы цена, масса и габариты стекла начинают грубо увеличиваться, в особенности это касается длиннофокусных объективов. Ну а потому что суперзумы и компактность очень любимы изрядной частью фотографирующей публики, светосила оптики, которой укомплектованы современные «мыльницы», меньше, чем у их предшественников из первой половины завершающегося десятилетия.

А не может ли прогресс, достигнутый производителями матриц, найти решение проблему радикально? Как раз успехи в области увеличения светочувствительности сенсоров позволили нам радикально сократить выдержку, необходимую для фиксации большинства сюжетов – отчего бы не продолжить движение в том же направлении?

Разумеется, достижения на ниве создания полупроводниковых приборов (в том числе, естественно, и матриц фотоаппаратов), крайне велики. Но аккурат уже имеющиеся достижения не позволяют планировать на многое, легко потому, что многие имеющиеся ограничения являются фундаментальными, и осилить их абсолютно невозможно. Единственным серьезным резервом остается совершенствование методов цветоделения, позволяющих обретать цветные снимки или видеоролики. Наиболее зачастую используемый для этой цели байеровский фильтр поглощает эдак 2/3 собранного объективом света. Впрочем, те видеокамеры, которые оснащены тремя матрицами, избавлены от такого рода потерь.

Байеровский светофильтр поглощает до 2/3 собранного света

Короче говоря, новые технологии, нивелирующие недочет света, не помешают. Оттого в середине девяностых годов прошлого века камеры начали оснащать системами стабилизации изображения. В чем их суть?

Наиболее ранние реализации предусматривали добавление в оптическую схему объектива специального подвижного элемента, способного передвигаться вправо, влево, вверх и вниз. А специальные датчики (работающие как акселерометры или гироскопы) фиксируют подвижки камеры, затем чего электронный чип отдает команду на перемещение корректирующей линзы, сохраняя проекцию изображения на той же позиции, где она до того была. Таким образом, смазывания картинки не возникает, и выдержку разрешается существенно увеличить.

Разумеется, с течением времени организация все более совершенствовалась – например, не так давнехонько некоторые объективы обрели способность сражаться не только со сдвигами по горизонтали и вертикали, но кроме того и с вращением кругом оси. Это стало возможным за счет того, что корректирующий компонент получил еще одну уровень свободы, в настоящий момент он может вращаться как по часовой стрелке, так и супротив нее.

Очень важным является тот факт, что система оптической стабилизации, если она встроена в сменный объектив, практически автономна от электронной начинки камеры. Все датчики, приводы и электронный чип размещены в корпусе самого стекла, а потому что новые линзы заурядно без проблем совместимы со старыми камерами. Потому потом того, как Canon и Nikon выпустили дешевые стабилизированные «киты» (т.е. поставляющиеся сообща с камерой объективы), многие фотографы за небольшие денежки произвели апгрейд, получив вероятность применять функцию стабилизации изображения на своих старых камерах.

«Линзовый» стабилизатор слабо зависит от камеры

В пленочную эпоху смещение линз было единственно возможным методом стабилизации изображения. Но позже того, как пленку заменили на матрицу, некоторые производители решили, что целиком удачно не возбраняется двигать сам сенсор, и результат будет тем же самым. Разумеется, такая методика заинтересовала раньше всего те фирмы, у которых стабилизированных объективов на тот миг не было. В самом деле, коль резво функция стабилизации есть в самой «тушке» фотоаппарата, кто же будет закупать более дорогие «стабнутые» линзы?

Так появились фотоаппараты, чья система стабилизации потенциально совместима с любыми объективами, даже сильно старыми неавтофокусными. Правда, для эффективной работы этакий системе необходимо быть в курсе фокусное пространство используемой линзы, а его просто сообщает электронный чип, которого, конечно, в старых моделях стекол нет. В принципе, ничто не мешает ориентировать нужные данные вручную, однако в большинстве случаев производители не дают нам таковый возможности – им гораздо выгодней стимулировать продажи новых, выпускаемых ими в всамделишный момент объективов.

Всякий объектив становится стабилизированным, если установлен на фотоаппарат с подвижной матрицей

Но и несмотря на это, может определиться впечатление, что «матричная» стабилизация гораздо выгоднее для пользователя, чем «линзовая». Заплатил один раз – и все современные объективы получают вожделенный «стаб». Более того, некоторые типы стекол не имеют стабилизированной версии вообще, и в прошлом всего это касается не чересчур длиннофокусных сверхсветосильных «фиксов» (объективов без зума). А они, как мы помним из первой части статьи, лучше всего подходят для съемок в условиях недостаточного освещения. Мысль совмещения светосилы и стабилизатора выглядит весьма притягательно!

Однако в действительности не все до того просто. Во-первых, исторически сложилось так, что большинство сверхсветосильных объективов выпускается компаниями, отдавшими предпочтение «линзовой» стабилизации. Впрочем, ситуация меняется, но не уж очень быстро. К тому же временами получается, что нестабилизированный объектив от одного производителя может стоить сопоставимо с равным по фокусному расстоянию и светосиле объективом другого производителя. Конечно, их оптическое свойство вряд ли будет идеально одинаковым, но факт есть факт.

Во-вторых, у стабилизированных объективов имеются существенные преимущества, которые в некоторых ситуациях с лихвой компенсируют повышение цены. Некогда всего, мы получаем стабильное, четкое изображение в видоискателе и на датчиках автофокуса. При съемке динамики это может существенно облегчить приобретение нужных кадров, да и утомляемость фотографа здорово снижается. При использовании матричной стабилизации тряска исчезает только во период экспозиции, так что визирование и фокусировка не облегчаются никак.

К тому же при съемке на длинных фокусных (например, на «дальнем конце» зум-объектива) линзовая стабилизация более эффективна, чем оптическая. Так получается за счет того, что расстояние, на которое приходится смещать матрицу, тем больше, чем больше используемое фокусное. А это сложно – свободного места в современных камерах немного, энергетика ограничена, скоро разгонять и тормозить сенсор непросто. В то же самое момент даже небольшое смещение расположенной в наиболее выгодном месте линзы может существенно сместить формируемое стеклом изображение, так что проблем не возникает. С прочий стороны, при использовании сверхширокоугольных линз ситуация скорее обратная, так как стабилизированными их делают редко. Да и картинка может делаться менее приятной, когда свет идет по нерасчетному пути – особенно это влияет на размытые изображения не попавших в фокус предметов…

Для компакта тип стабилизатора изображения не особенно важен

Следует учитывать, что значительная доля названных выше различий между типами стабилизации изображения касается лишь цифровых зеркальных камер. Это связано с тем, что они, во-первых, могут действовать с разными объективами, а во-вторых, имеют отдельные датчики фокусировки и оптический видоискатель. У компактов линза встроенная, а фокусировка и визирование осуществляются с помощью стабилизированной матрицы. Оптический видоискатель если и есть, то такого качества, что чуть-чуть позволяет приблизительно обусловить границы будущего кадра, стабилизатор для него безупречно неактуален, да и возможен лишь в виде отдельного модуля, независимого от своего собрата, формирующего неподвижную картинку на матрице.

Теперь вкратце расскажем о технических решениях, применяемых разными производителями фототехники.

Canon был в изучаемой нами нынче области первопроходцем, он начал сбывать стабилизированные объективы в 1995 году, а первые прототипы продемонстрировал еще раньше. Естественно, данная фирма предпочитает «линзовый» стабилизатор, а в силу того что постоянно выпускает новые версии старых стекол с поддержкой этой функции.

Canon первым выпустил стабилизированный объектив

Теоретически Canon может выпустить камеры со встроенным стабилизатором изображения, однако он очевидно не желает портить продажи своих же объективов, а оттого в качестве триггеров, способных подтолкнуть маркетологов этой компании к такому шагу, может обозначиться либо возрастание конкуренции, либо создание системы, способной комбинировать действо «линзового» и «матричного» стабилизатора. Однако тут будет сложно устроиться без обратной связи – то есть анализа подвижек картинки в реальном времени. В современных камерах такого нет, они фиксируют лишь собственное перемещение. Но если б такую систему удалось реализовать, выгоду бы получили все – и те, кто хочет иметь в распоряжении какую-то стабилизацию на любом стекле и задешево, и те, кто готов вносить плату за предельный эффект.

Nikon выпустил свойский основополагающий стабилизированный объектив в 2000 году, и за прошедшие десять лет также существенно вложился именно в «линзовый» тип стабилизации. На подлинный момент он находится приблизительно в той же позиции, что и его извечный конкурент Canon.

Sony унаследовала «матричный» тип стабилизации от передавшей ей свою зеркальную систему Konica Minolta. Причина, побудившая инженеров предпочесть именно его, заключалась в том, что цифровая фотография уже прямо продемонстрировала свою перспективность, и ориентироваться на пленочные камеры смысла не было. Ну и не стоит сбрасывать со счетов тот факт, что оптическое фабрика Minolta находилось уже не в лучшем состоянии, наладить общественный выпуск новых линз было сложно. Следует отметить, что встроенный в «тушку» стабилизатор корректно работает как с новой оптикой от Sony, так и со старой - от Minolta.

Pentax занялся стабилизацией изображения еще позже, в 2006 году. Неудивительно, что он тоже выбрал «матричный» тип стабилизатора. Его продукция, кстати, считается самой «всеядной» из имеющейся на рынке, стабилизатор может трудиться даже с шибко старыми объективами.

Стабилизатор Pentax может вкалывать с самыми разными объективами

Olympus выпустил свою первую стабилизированную камеру в 2007 году, и на данный момент FourThirds является единственной системой, официально использующей оба типа стабилизатора изображения. Правда, стабилизированные стекла выпускаются не им самим, а партнерами по альянсу. Однако эти объективы стоят немалых денег, а использовать тотчас два стабилизатора не получится, так что практического смысла от такого разнообразия нет.

Независимые производители оптики, Sigma и Tamron, выпускают стабилизированные объективы для тех систем, где отсутствует «матричная» стабилизация.

Таким образом, остановить свой выбор подходящий для себя тип стабилизатора изображения можно только вкупе с системой, то есть линейкой камер и аксессуаров от того или иного производителя. Разумеется, придется учесть еще море факторов, таких как доступность приглянувшейся оптики, существование нужного функционала в самих камерах, да и несложно выбор, сделанный прежде вашими друзьями. Однако в некоторых ситуациях присутствие встроенного стабилизатора может склонить чашу весов в сторону Sony или Pentax. Кто-то, наоборот, предпочтет Canon или Nikon, так как готов уплатить за стабилизированный супертелевик для съемки диких животных или спорта, например. А при выборе компактного фотоаппарата принимать во чуткость тип стабилизатора чуть ли стоит, немаловажно лишь, чтоб он был.

Итак, с системами стабилизации, применяемыми в фотоаппаратах, разобрались. Однако следует вымолвить пару слов об области, в которой стабилизатор еще более важен, чем в фотографии – разумеется, речь идет о любительской видеосъемке. Когда держишь камеру в руках, изображение неминуемо будет дергаться. Но и завсегда снимать со штатива невозможно, вследствие этого стабилизатор в том или ином виде присутствует практически во всех современных камкордерах. Матричный он или линзовый – не настолько важно. Сменных объективов у видеокамер разумного ценового уровня нет, одинаково как и оптических видоискателей. Поэтому отбор типа стабилизатора зависит главным образом от имеющихся у компании компетенций (скажем, Canon, естественно, предпочтет использовать подвижную линзу), или технологическими требованиями. Практически нереально использовать «матричную» стабилизацию в трехматричной камере, например.

Практически любая современная видеокамера оснащена стабилизатором изображения

Следует, однако, учитывать, что в некоторых камкордерах стабилизатор бывает не оптический, а электронный. Для того чтобы он мог работать, края матрицы в нормальном состоянии не используются для формирования картинки. Однако когда изображение смещается, инфа с этих доселе неиспользуемых областей применяется для того, чтобы прибрать тряску программными методами. Просто говоря, процессор анализирует изображение и смещает границы кадра вдогонку за движением объектов. Тот самый метод, естественно, менее эффективен, чем оптическая стабилизация, но все равно гораздо лучше, чем ничего. Следует только помнить, что он работает лишь при съемке видео.

Однако некоторые производители фотоаппаратов декларируют наличие электронной стабилизации и у них. На самом деле ничего общего с настоящей стабилизацией у такого режима съемки нет, без затей сверх меры поднимается светочувствительность. За счет этого, конечно, удается сократить выдержку и избежать появления смаза, но шумы на фотографии будут неприемлемыми.

Такого рода манипуляции наглядно демонстрируют, сколь востребованной является функция стабилизации изображения. Покупатели в большинстве своем осведомлены о ее полезности, и отдают предпочтение стабилизированные устройства нестабилизированным. Главное - не забывать, что даже у столь замечательной технологии есть границы применимости. Включив стабилизатор, вы сможете усилить экспозицию максимум на три или четыре стопа (то есть в восемь или шестнадцать раз), а на выдержках более секунды эффекта уже не будет. Если приходится работать снимки с экстремально длинными выдержками на пределе возможностей системы, целесообразно использовать серийную съемку, в таких условиях стабилизатор спасает не все кадры. Коль быстро их несколько, можно выбрать что ни на есть резкий.

Да, стабилизация не спасет от смаза, если движется сам объект, а не камера. Она не заменит штатива при съемке пейзажа, подсвеченного лишь молодым месяцем. И вспышку она не постоянно способна заменить. Но если освещенность сцены не запредельно низка, и нет быстрого движения – она сама незаменима.

Keywords: