Стабілізація зображення () — технологія, яку використовують для зменшення розмиття зображення, спричиненого тремтінням камери при фотографуванні або відеозйомці. Система стабілізації компенсує незначні горизонтальні зміщення та кутові нахили камери або іншого фото- чи відеопристрою. Вона може використовуватись у біноклях, фото- та відеокамерах, в астрономічних телескопах. У фотоапаратах тремтіння камери негативно впливає на якість знімків при тривалих витримках, або при великих значеннях фокусних відстаней у телеоб'єктивах та «суперзумах». У відеокамерах тремтіння призводить до дрижання зображення в отриманому відео. В астрономії потреба в стабілізації зображення спричинена варіаціями атмосфери, які впливають на візуальне розташування об'єктів.
Застосування у фотографії У фотографії стабілізація зображення дає змогу використовувати на 2-4 стóпи нижчу (тривалішу в 4-16 разів) витримку, хоча є дані про використання ще менших швидкостей затвора, які виявилися ефективними завдяки стабілізації.
Емпіричним правилом, яким користуються для визначення найнижчої витримки затвора, придатної для зйомки з рук, без значного розмиття внаслідок тремтіння камери, — є значення, обернене до еквівалента фокальної відстані 35-міліметрового об'єктиву. Наприклад, якщо фокусна відстань 35-міліметрової камери — 125 мм, то вібрація або тремтіння можуть впливати на різкість зображення при витримках, менших 1/125 сек (число, обернене до 125=1/125). Завдяки технології стабілізації, той знімок, який можна було зробити без ефекту розмиття тільки при швидкості 1/125 секунди зі звичайним об'єктивом, тепер можна отримати навіть при витримках 1/30 — 1/8 секунди. При цьому обидва об'єктиви — один зі стабілізацією, інший без — навіть при настільки різній тривалості витримки забезпечать створення знімків приблизно однакової якості.Під час підрахунку ефективної швидкості затвора, важливо брати до уваги кроп-фактор. Багато цифрових SLR-камер мають матрицю, яка дорівнює 2/3, 5/8, чи 1/2 розміру кадру фотоплівки 35 мм. Це означає, що кадр 35 мм — в 1.5, 1.6, чи навіть у 2 рази більший, аніж розмір світлочутливої матриці. Це відношення і називають «кроп-фактором», або ще «кроп-фактором поля зору», «множником фокусної відстані», або «фактором формату». В камері з кроп-фактором 2х, очевидно, 50-міліметровий об'єктив має таке ж поле зору, як і 100-міліметровий у плівковій камері 35 мм, тому для зйомки з руки буде прийнятною витримка 1/100 секунди.
Попри вищесказане, стабілізація зображення не запобігає типу розмиття, спричиненому рухом об'єкта фотографування, або різкими рухами камери. Стабілізація зображення здатна запобігати лише такому розмиттю зображення, яке спричиняється звичайним, нетривалим тремтінням камери, коли фотограф робить знімок «з руки». Деякі об'єктиви та корпуси камер обладнані допоміжним режимом панорамування, або більш агресивним 'active mode' — «активним режимом», обидва з яких описані детальніше нижче, під заголовком «Оптична стабілізація зображення».
Властивості стабілізації IS можуть знадобитися також у астрофотографії, коли камера технічно закріплена на одному місці, але в реальності — проявляється ефект руху відносно далеких об'єктів (скажімо, великий телескоп рухається разом із Землею). Моделі Pentax K-5 та K-r використовують технологію рухомої матриці, щоб послабити ефект розмиття через рух зірок ( — «зоряний слід») при довготривалих витримках, якщо вони обладнані пристроєм GPS для позиціонування. Загалом, стабілізація тут працює не над тремтінням камери, а над впливом руху Землі на процес фотографування.
Існує два види застосування технології — внутрішньооб'єктивна стабілізація, та стабілізація, механізм якої знаходиться всередині корпусу камери. Обидва мають свої переваги та недоліки.
Принцип дії Системи стабілізації зображення поділяються на цифрову та оптичну. В системах цифрової стабілізації — процесор обробки сигналу виконує низькочастотну фільтрацію зсуву отриманого з матриці зображення таким чином, щоб вихідне зображення лишалось сталим. В системах оптичної стабілізації — фільтрація забезпечується вмонтованими в об'єктив спеціальними рухомими лінзами, які компенсують незначні коливання камери.
В окремих камерах система стабілізації забезпечується зсувом матриці.
Оптична стабілізація зображення
Оптична стабілізація зображення (), яка часто зустрічається в абревіатурах OIS, IS, або OS — це механізм, який використовується у фото- чи відеокамерах для стабілізації записуваного зображення за допомогою регулювання оптичного шляху до світлочутливої матриці. Такий механізм вбудовується або в сам об'єктив, або в корпус камери, де рухомою робиться сама матриця, як фінальний елемент оптичного шляху. Ключовою особливістю будь-яких систем оптичної стабілізації є те, що вони стабілізують зображення, спроектоване на матрицю, ще до того, як матриця перетворить його на цифровий сигнал.
Маркування систем оптичної стабілізації Технологія оптичної стабілізації добре зарекомендувала себе в цілому ряді телеоб'єктивів і камер (Canon, Nikon, Panasonic тощо) і, в залежності від виробника, отримала різні назви:
Стабілізація в об'єктивах: Canon — Image Stabilization (IS) (презентували перший знімний об'єктив зі стабілізацією для 35мм-камер у 1995) Nikon — Vibration Reduction (VR) (випустили перший об'єктив зі стабілізацією зображення, — 38-105 мм, f/4-7.8 трансфокатор, вбудований у модель Nikon Zoom 700VR (у США: Zoom-Touch 105 VR) у 1994)Nikon camera models 1992–1994 MIR Panasonic та Leica — MEGA OIS.(Optical Image Stabilizer) Sony Cyber-Shot — Optical SteadyShot Tamron — Vibration Compensation (VC) Sigma — Optical Stabilization (OS)
Стабілізація за допомогою рухомої матриці: Konica Minolta — Anti-Shake (AS) Sony — Super Steady Shot Olympus — Image Stabilizer (IS) Pentax — Shake Reduction (SR) HTC — UltraPixel Nokia — PureView (виготовили першу оптично стабілізовану матрицю для мобільних телефонів, була вбудована в модель Nokia Lumia 920)Nokia Lumia Pureview Nokia
Стабілізація в об'єктивах
У стабілізаційних системах виробництва Nikon та Canon, оптична стабілізація відбувається за рахунок рухомого елементу всередині об'єктива, який може зміщуватися ортогонально до оптичної осі фотооб'єктива за допомогою електромагнітів.What is Optical Image Stabilizer? , Technology FAQ, Canon Broadcast Equipment Тремтіння виявляється за допомогою двох п'єзоелектричних датчиків кутової швидкості (їх ще часто називають гіроскопічними датчиками), один з них фіксує горизонтальні рухи, інший — вертикальні.Glossary : Optical : Image Stabilization , Vincent Bockaert, Digital Photography Review Як наслідок, цей тип стабілізатора спрацьовує тільки при горизонтальних та вертикальних рухах, але не працює при обертанні навколо оптичної осі. Деякі об'єктиви мають додатковий режим стабілізації, який протистоїть лише вертикальним вібраціям. Цей режим корисний при використанні техніки панорамування, а спосіб активації цього режиму залежить від типу об'єктиву; у деяких активація відбувається за допомогою перемикача на об'єктиві, у інших — цей режим вмикається автоматично.
Деякі із новіших VR-об'єктивів виробництва Nikon мають функцію «Active mode», розроблену для використання при фотографуванні із транспорту, який рухається — такого як автомобіль чи човен — і повинна спрацьовувати для сильніших поштовхів, ніж у звичайному режимі («Normal Mode»). Як це не дивно, але «Активний режим» («Active Mode»), якщо користуватися ним у звичайних умовах фотографування, призводить до гірших результатів, ніж «Звичайний режим». Так відбувається тому, що активний режим розроблений для стабілізації при рухах з вищою кутовою швидкістю (наприклад, при фотографуванні із транспортного засобу, який дуже швидко рухається, — з використанням вищої швидкості затвора), в той час як нормальний режим намагається стабілізувати зображення при рухах із низькою кутовою швидкістю, але більшою амплітудою та тривалістю в часі (зазвичай такі рухи спричинені тремтінням тіла та рук фотографа, який стоїть на нерухомій платформі, або такій, яка рухається повільно; в таких випадках також використовується коротша витримка).
Більшість виробників радять вимикати в об'єктивах режим IS, коли фотографування відбувається із використанням штатива, оскільки режим стабілізації може спричинити негативні результати, ну і загалом є непотрібним. Багато сучасних об'єктивів із можливістю стабілізації зображення (особливо найновіші моделі об'єктивів Canon) здатні самостійно визначити, що вони прикріплені до штатива (як результат надзвичайно низького зчитування вібрацій) та вимикати IS автоматично, щоб запобігти будь-яким негативним наслідкам впливу систем стабілізації на кінцеві знімки. Варто зауважити, що система використовує електроенергію з акумулятора, тому її деактивація, коли вона стає непотрібною, збільшить час праці камери до того, як заряджання стане потрібним.
Одним з головних недоліків об'єктивів зі стабілізацією зображення є висока націнка, яка зазвичай супроводжує системи IS: потрібно доплачувати за кожну окрему систему стабілізації в кожному новому об'єктиві. До того ж, не кожен об'єктив доступний одразу із системою стабілізації. Особливо останнє стосується ширококутних, а також об'єктивів із фіксованою фокусною відстанню. В той же час найочевидніші переваги стабілізації зображення стають помітними при використанні більших фокусних відстаней, хоча навіть звичайні та ширококутні об'єктиви можуть мати користь із цих систем, застосовуючи їх при слабкому освітленні.
Внутрішньооб'єктивна стабілізація також має свої переваги над механізмом стабілізації з розміщенням у корпусі. При фотографуванні в умовах низького контрасту чи слабкого освітлення, система автофокусу (яка не має стабілізованих сенсорів) здатна працювати з більшою точністю, якщо зображення виходить з об'єктива вже стабілізованим. У камерах з оптичними видошукачами, картинка, яка надходить до очей фотографа крізь стабілізований об'єктив (на відміну від стабілізації методом рухомої матриці), має більшу деталізацію завдяки своїй стабільності, тому це полегшує корекцію кадрування. Це стосується особливо довших трансфокаторів. Проте така функція не спрацьовує для компактних камер, оскільки електронні сигнали із матриці, які виводяться на дисплей або електронний видошукач, вже й так будуть електронно стабілізовані.
Стабілізація за допомогою рухомої матриці Світлочутлива матриця, на яку спрямовується зображення через оптичну систему об'єктива, може зміщуватися в такий спосіб, аби протистояти мікрорухам камери — технологія, яку ще іноді називають «механічною стабілізацією зображення». Коли камера коливається, спричиняючи тим самим похибки, гіроскопи надсилають сигнали до приводів, які ворушать платформу із матрицею. Сенсор (матриця) ворушиться в такий спосіб, аби втримати кадровану проєкцію зображення в межах площини зображення, що залежить від фокальної відстані, яка використовується об'єктивом; сучасні камери здатні отримувати від об'єктивів інформацію про фокальну відстань. Konica Minolta застосувала технологію під назвою «anti-shake» («антиструс»), яку перейняли моделі лінії Sony α під назвою SteadyShot та лінії Pentax — K-5, K-7, K10D, K20D, K100D, K200D, K-m (K-2000) та K-x — під назвою «shake reduction — SR» («редукція тремтіння»); ця технологія опирається на дуже точні сенсори кутового нахилу, які фіксують порухи камери.Dynax 7D Anti-Shake Technology , Konica Minolta Olympus презентувала стабілізацію зображення у своїх E-510 DSLR-камерах, застосувавши систему із використанням ультразвукового двигуна власного виробництва (Supersonic Wave Drive). Інші виробники використовують процесори DSP для аналізу зображення «на живо», та коригування розміщення матриці відповідно до даних цього аналізу. Рухомі матриці використовуються і у деяких моделях компаній Fujifilm, Samsung, Casio Exilim, а також Ricoh Caplio.