Меню

Как работает оптический стабилизатор canon



Как работает оптический стабилизатор canon

Как работает оптический стабилизатор

Сотрясение камеры это один из существенных факторов, влияющих на качество видео материала.

До появления систем оптической стабилизации в объективах Canon, существовал единственный спосод обойти это ограничение — использование штатива. Это правильный подход при сьемках в любых условиях, но использование штатива в ряде случаев не дает оперативности и мобильности.

Для того, чтобы обойти это ограничение Canon разработал уникальную, в своем роде, систему оптической стабилизации изображения.

Сразу надо сказать что система стабилизации именно оптическая и хотя и использует гироскопы, но крошечные и только в качестве сенсоров для детекции перемещения объектива, поэтому нет никаких килограммовых крутящихся металлических блинов и носимого танкового аккумулятора и электродвигателя для их вращения. Также хотелось бы отметить, что вопреки распространенному мнению это устройство не потребляет большое количество энергии батареек камеры. Хотя если заставлять его работать часами потребление энергии будет заметно.

Как работает стабилизатор изображения (IS).

Стабилизатор изображения сдвигает группу линз объектива в параллельной к пленке плоскости. Когда объектив перемещается из за сотрясения, световые лучи от объекта (его изображение) сдвигаются относительно оптической оси, вызывая появление смазанного изображения.

Сдвигая группу линз стабилизации в плоскости перпендикулярной плоскости пленки в необходимых пределах для компенсации перемещения объектива можно добиться эффекта, когда лучи достигающие плоскости пленки фактически остаются неподвижными. На картинке показано как механически происходит исправление хода лучей с случае, когда объектив «клюет».

Центр изображения при этом сдвигается вниз по плоскости пленки. Когда группа линз стабилизации сдвигается в вертикальном направлении, лучи, формирующие изображение преломляются и центр изображения возвращается в центр кадра. Так как паразитические движения происходят и в горизонтальном и в вертикальном направлениях, группа линз блока стабилизации может сдвигается и в вертикальном и в горизонтальном направлениях в плоскости перпендикулярной оптической оси объектива и параллельной плоскости пленки.

Перемещения камеры улавливаются двумя гироскопическими сенсорами. Сенсоры определяют направление (угол) и скорость перемещения (дрожания) камеры с объективом, обычно возникающей при съемке с рук. Для предохранения гиросенсоров от ошибок, связанных с реакцией на перемещение зеркала камеры или срабатыванием затвора, сенсоры заключены в специальные защитные блоки

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.

Отличную работу оптического стабилизатора можно наблюдать при работе с камерой фирмы Canon DM-XL1 На ряду с оптическими методами стабилизации изображения существует и цифровой метод. О нем мы расскажем в следующей главе.

Источник

Как работают стабилизаторы для камеры

Стабилизаторы для камеры — это довольно внушительный класс устройств, которые различаются по назначению и техническим характеристикам. Информации по этому оборудованию в Интернете совсем мало, поэтому мы расскажем, как именно работают современные фотостабилизаторы и в каких ситуациях нельзя обойтись без такого оборудования.

Для чего нужны стабилизаторы для камеры

Стабилизаторы для камеры предназначены для компенсирования движений камеры во время съемки фото и видео. Цель — получить ровное и стабилизированное видео или чёткое фото, без смазанных деталей и «шевеленки». Стабилизаторы одинаково нужны как зеркалкам, так и видеокамерам — такое оборудование незаменимо в фото- и видеосъемке.

Стабилизаторами пользуются профессиональные операторы, которые, в основном, работают в «динамике», другими словами — снимают активные и динамичные сцены, например — с «проводкой». У профессиональных кинематографистов есть свои собственные наработки в области стабилизации изображения.

Самые известные из них — механический стабилизатор «стедикам», а также электронный «гимбал», который измеряет положение камеры и при необходимости регулирует его с помощью двигателей. Гимбал не компенсирует дрожание, возникающее от движений оператора, а стедикам способен на это, поэтому в последнее время профессиональные операторы используют гибридные системы, объединяющие плюсы гимбала и стедикама. Однако такие системы отличаются высокими ценами, которые составляют десятки тысяч долларов. В качестве примера гибридной системы можно привести ARRI Trinity.

Читайте также:  Стабилизатор defender avr real 600va

В случае фотосъемки стабилизатор способен полностью заменить штатив, так как его эффективность ничуть не ниже. Стабилизатор для фототехники незаменим при фотосъемке в условиях плохого освещения: в недостаточно освещенных сценах можно получать «фото с рук», которые по качеству не будут уступать штативной съемке. Стабилизатор для зеркалки позволяет получать чёткие и резкие фото даже на длинных выдержках. Отлично работает с телеобъективами, позволяя получать резкие снимки даже на больших фокусных расстояниях.

Можно также добавить в комплект монопод. Если установить на него стабилизатор, получится длинный рычаг, что создает необычные эффекты с «проводкой» и расширяет возможности съемки.

Благодаря этим качествам стабилизаторы популярны у блогеров, любителей спорта и активного отдыха, путешественников, а также у фотографов, увлекающихся наблюдениями за дикой природой.

Механические и электронные стабилизаторы — в чем разница

Механические и электронные устройства отличаются друг от друга своим устройством. Механические стабилизаторы удерживают плавность кадра благодаря креплению, которое подвешивается на сложной системе шарниров. Шарниры взаимодействуют друг с другом и эффективно компенсируют любые дрожания и смещения подвеса по двум и более осям.

У них конструктивно отсутствует батарея, поэтому с механическим стабилизатором можно работать длительное время, тогда как работа с электронным стабилизатором ограничена зарядом батареи. Более того, в механических стедикамах практически нечему ломаться, поэтому они выгодно отличаются от электронных стабилизаторов своей надежностью.

Механические стабилизаторы необходимо подстраивать под каждую камеру. Регулировать баланс придется после каждой установки камеры и объектива, даже если вы снимете фотоаппарат только для того, чтобы извлечь карту памяти.

Камера с механическим стедикамом полностью под контролем оператора, он может задавать подходящие скорость и характер движения без необходимости включать режимы в смартфоне или через элементы управления. Однако это оборачивается и в минус. Работать с механическим стабилизатором сложнее: на качество съемки может повлиять внезапный порыв ветра или неловкое движение оператора, а если придется перевернуть стедикам, то камера также перевернется и съемка может продолжиться уже вверх ногами. Электронный стабилизатор автоматически удержит камеру в правильной ориентации.

Впрочем, сторонники механических стабилизаторов отмечают, что в кадрах, снятых на этих устройствах, больше жизни, а съемки на камеру, закрепленную на электронном стабилизаторе, создают впечатление излишней «сглаженности», как в компьютерной игре. Кроме того, в ходе съемки надо учитывать скорость работы моторов электронного стабилизатора. Особенно это важно на спортивных мероприятиях, когда нужно успеть заснять все достижения спортсмена, однако камера может не успевать за движением объекта. Для съемки спортивных мероприятий подходит стабилизатор DJI Ronin-S, в котором хорошо отрегулирован спортивный режим.

Вести съемку с механическим стедикамом из машины или в ограниченном пространстве не слишком удобно. В этом случае лучше отдать предпочтение электронному стабилизатору. Электронные стабилизаторы могут работать в самых трудных или ограниченных условиях съемки. Они определяют положение устройства в пространстве за счёт гироскопов. В свою очередь, двигатель и сервоприводы мгновенно компенсируют перемещения подвеса в пространстве. Благодаря этому, электронные стабилизаторы позволяют получать максимально качественную картинку при съемке с рук. Кроме того, по сравнению с механическими стабилизаторами, они обычно имеют меньший вес, что позволяет фотографу меньше уставать при их использовании. Следует отметить, что механические стабилизаторы занимают обе руки в то время, как электронный стабилизатор высвобождает вторую руку.

Читайте также:  Стабилизатор для блочных луков

Какие движения компенсирует стабилизатор

Современный стабилизатор может компенсировать движения по двум или трём осям. Лучше выбирать стабилизаторы с трехосевым механизмом — они позволяют получать максимально плавные видео и чёткие фотографии, поскольку более эффективно компенсируют дрожание рук оператора во время съемки по всем плоскостям: вверх/вниз, вправо/влево и горизонтальные вращения.

В электронных стабилизаторах особенно важно настроить баланс по всем осям, иначе нагрузка возрастет и моторы некоторых моделей будут греться или вибрировать. И, как результат, батарея разрядится быстрее, а в самых сложных случаях моторы и вовсе могут отказать.

Балансировку рекомендуют начинать с горизонтальной оси. Затем удобно отрегулировать вертикальную ось и ось поворота, после чего можно приступить к настройке оси панорамирования. После первой регулировки рекомендуется повторно проверить настройки всех осей. Желательно, чтобы на осях были блокираторы. Они помогут быстрее настроить баланс и позволят зафиксировать оси в правильном положении.

Внешний вид

Стабилизатор может выглядеть по-разному. Обычно это вытянутая штанга, которая на верхнем конце имеет контактную площадку, предназначенную для крепления зеркалки. Внизу штанги имеется удобный хват для удерживания устройства рукой. Профессиональные модели могут иметь двойную ручку — такие устройства гораздо удобнее и позволяют работать без дискомфорта продолжительное время. В верхней части стабилизатора располагается экран и органы управления — это может быть колесо, джойстик или кнопочная панель управления. С их помощью настроить камеру можно за считанные минуты.

Гироскопы

В основе стабилизатора лежат гироскопы. Самый простой пример механического гироскопа — игрушка-юла. Вращение позволяет объекту сохранять стабильность в окружающем пространстве. Механический гироскоп работает аналогичным образом. В таком виде его можно встретить, например, на лодках.

В системах стабилизации используются гораздо более сложные электромеханические гироскопы. Они представляют из себя микросхемы со встроенными датчиками инерции, которые преобразовывают механические перемещения сенсора в электрические импульсы. Именно при помощи датчиков устройство определяет своё положение в пространстве.

В настоящее время в стабилизаторах для фототехники используется система силовой стабилизации, которая построена на основе двухстепенных гироскопов. Компенсация движений подвеса достигается за счет совместной работы гироскопа и двигателя разгрузки.

Менее распространены стабилизаторы, в основе которых лежит индикаторная и индикаторно-силовая системы стабилизации. В первом случае используются трехстепенные гироскопы (один гироскоп стабилизирует две оси). Во втором случае — двухстепенные гироскопы (для каждой оси требуется один гироскоп).

Сервоприводы

Все стабилизаторы комплектуются сервоприводами. Без сервоприводов было бы невозможно движение элементов подвеса. Сервопривод представляет собой следящий привод, который автоматически корректирует свое положение. Сервопривод состоит из следующих элементов:

  • Выходной вал;
  • Потенциометр;
  • Мотор;
  • Плата-контроллер.

Выглядит сервопривод так:

Коррекция состояния достигается за счёт ООС — отрицательной обратной связи. Если в системе задействована ООС, то сигнал на выходе будет менять сигнал на входе. При этом изменение сигнала на входе будет противодействовать первоначальному изменению. Чтобы лучше понимать принцип работы ООС можно представить устройство обычного сливного бачка: по мере повышения уровня воды всплывает поплавок, после чего доступ воды ограничивается.

Двигатель

Высокопроизводительные трехосевые подвесы для зеркалок используют мощные бесщеточные двигатели с высоким крутящим моментом. Только такие двигатели могут гарантировать мгновенное реагирование стабилизатора на изменяющееся положение подвеса в пространстве.

В последние годы размеры мотора изменились в меньшую сторону, при этом мощность их не уменьшилась, а, напротив, выросла. Поэтому, подбирая электронный стабилизатор, обращайте внимание и на год выпуска. Выбирая между моделью текущего года и версией двух- или трехлетней давности, отдавайте предпочтение последним моделям, чтобы выиграть в компактности, мощности и времени отклика.

Питание

Стабилизатор может иметь как встроенный, так и съемный аккумулятор. В версиях со съемными аккумуляторами можно своевременно заменить севшую батарею на запасную и продолжить работу. Профессиональные модели стабилизаторов чаще всего оснащаются встроенными аккумуляторами, которые позволяют использовать подвес без подзарядки в течение продолжительного времени.

Читайте также:  Chery tiggo t11 стойка переднего стабилизатора

Максимальный вес и размеры

Одна из главных характеристик любого стабилизатора — это допустимая нагрузка. Именно от этого показателя зависит, насколько тяжелую зеркалку сможет удерживать стабилизатор и насколько эффективно он будет компенсировать движения во время съемки.

При выборе стабилизатора обращаем внимание на класс устройства: для экшн-камер, смартфонов или зеркалок. В первых двух случаях подвес будет работать только со смартфонами и легкими экшн-камерами. Стабилизаторы не позволяют установить полноценную зеркалку не только из-за большого веса фотоаппарата, но и потому, что на контактной площадке отсутствует соответствующее крепление.

Стабилизаторы для смартфонов можно калибровать посредством мобильного приложения. Подключение часто осуществляется через Bluetooth, а видео- и фотосъемку можно начать нажатием на кнопку. Зачастую стабилизаторы могут автоматически разворачивать смартфон вертикально/горизонтально. Некоторые из них снабжены беспроводной зарядкой, что продлевает время работы. При покупке следует обращать внимание на возможность вращения смартфона по вертикальной оси — из-за небольших размеров стабилизатора оно может быть ограничено. Кроме того, на некоторые стабилизаторы не получится установить смартфон с дополнительными объективами для съемки.

Стабилизаторы для экшн-камер имеют небольшой вес и часто комплектуются моноподами, увеличивающими длину стабилизатора. Другая разновидность таких стабилизаторов дает возможность установить экшн-камеру на шлем или другую поверхность, однако держать их в руках будет неудобно из-за отсутствия ручки.

При выборе стабилизатора для камеры учитываем рабочий вес техники (не забываем аксессуары — дополнительный свет, объективы, фильтры, аккумуляторы). Кроме того, при покупке стабилизатора надо обратить внимание на его конструкцию и размеры. Некоторые модели стабилизаторов не предусматривают использование, например, длиннофокусных объективов. И наоборот, если вы покупаете стабилизатор для компактного фотоаппарата, можно не переплачивать за массивные модели стабилизаторов. Если вы часто меняете камеры во время съемки, оцените посадочную площадку стабилизатора: будет ли удобна смена камеры, предусмотрен ли быстрый съем, позволяет ли конструкция переставить камеру на другой стабилизатор или монопод.

Тип подключения

Современные стабилизаторы могут быть как беспроводными, так и проводными. Последние уже отходят на второй план и встречаются гораздо реже. Беспроводные стабилизаторы могут подключаться к зеркалке, например, по Wi-Fi или Bluetooth. Реклама говорит, что это гораздо удобнее, однако в реальных условиях тип подключения не играет первостепенного значения: во время съемки камера и стабилизатор всегда работают в качестве единого узла: расстояние между зеркалкой и подвесом минимальное.

Заключение

Провести качественную фото- и видеосъемку без стабилизаторов крайне затруднительно. Работать со штатива можно, но большинство сцен снимается именно в динамике. В таких условиях стабилизатору просто нет равных.

Для живости в кадре и динамичности сцен выбирайте механический стабилизатор. Если вам нужна стабильная картинка или у вас маловато опыта, а хочется получить кадры на уровне профессионального оператора — предпочтение следует отдать электронному стабилизатору.

Если вы еще задумываетесь, стоит ли покупать такое устройство, посмотрите это видео:

Как мы видим, обычный стабилизатор и несложные приемы съемки (не говоря уже о профессиональных стабилизаторах, которые мы также упоминали сегодня) помогут даже на смартфон или недорогой фотоаппарат снять впечатляющее видео, которое по картинке максимально приближается к профессиональной операторской работе. Стабилизатор значительно расширит возможности съемки, предлагая большое количество вариантов: проводка, пролёт, панорамирование, наплыв, ролл, движение по радиусу или спирали и т. д. По сути, использование стабилизатора ограничено только фантазией оператора.

Источник