Оптическая стабилизация в камере смартфона: что это? Что такое оптическая стабилизация изображения и нужна ли она в смартфоне.

Карпухин И. В.

В статье исследуются способы стабилизации изображения. Рассмотрены основные технические характеристики, а также достоинства и недостатки разных способов.

Ключевые слова: стабилизация изображения, оптический стабилизатор, цифровой стабилизатор.

Введение

Современные требования, предъявляемые к оптическим приборам, сводятся в основном к сочетанию двух противоречащих друг другу характеристик: высокого углового разрешения и минимальной массы и габаритных размеров прибора. Эти требования сохраняются также для аппаратуры, работающей в условиях подвижного или недостаточно устойчивого основания. Для сохранения потенциальных возможностей оптических приборов в области разрешающей способности чаще сего используют различные дополнительные механические устройства, снижающие влияние движения основания на качество изображения. Такие устройства называют системами стабилизации изображения.

1 Способы стабилизации изображения

Существует два основных способа стабилизации изображения: оптический и цифровой (электронный). Электронная стабилизация изображения использует комплексный программный алгоритм улучшения качества изображения. Оптическая же является аппаратным решением.

1.1 Оптическая стабилизация изображения

Оптический стабилизатор состоит из двух элементов: детектора движения – системы гироскопов, которые фиксируют перемещение прибора в пространстве, и компенсирующей линзы. Принцип действия таков: компенсирующая линза в объективе смещается в противоположном направлении от зарегистрированного датчиком смещения. В результате лучи света на всех кадрах попадают в одну и ту же область на светочувствительной матрице. Снятие показаний с детектора происходит чаще, чем считывание данных с матрицы, и линза успевает скорректировать свое положение еще до снятия изображения с матрицы. Благодаря этому не возникает ни сдвигов изображения между кадрами, ни размытости в рамках одного кадра.

Одним из минусов оптического стабилизатора является использование при его производстве дорогостоящих и сложных механических элементов. Кроме того, наличие оптической группы из нескольких элементов может сказаться на светосиле объектива, то есть на способности обеспечивать тот или иной уровень освещенности изображения при данной яркости объекта.

В общем случае оптические стабилизаторы делятся на два вида: первые перемещают весь прибор на подвижном основании, вторые перемещают оптические элементы внутри прибора. В последних для стабилизации оптического изображения обычно применяются следующие элементы.

Зеркала. Для изменения направления визирного луча может быть использовано плоскопараллельное зеркало с внутренним или наружным отражающим покрытием. Чтобы повернуть линию визирования на заданный угол, зеркало поворачивают на половинный угол.

Клинья. Для малого отклонения визирного луча при значительном механическом перемещении применяются преломляющие оптические клинья. Два одинаковых клина, поворачивающихся в разные стороны на одинаковые угла, образуют клин с переменным углом отклонения луча.

Куб-призма. Состоит из двух прямоугольных призм, склеенных гипотенузными гранями, на которых имеются отражающие покрытия. Куб-призма дает возможность изменения направления визирного луча больше, чем на 180˚.

Призма Дове , или призма прямого зрения. Эта призма оборачивает оптическое изображение сверху вниз. Призмой Дове пользуются для того, чтобы вращать изображение вокруг оси визирования.

Призма Пехана. Поскольку призма Дове имеет значительную длину, то в компактных устройствах для вращения изображения используют призму Пехана, представляющую собой склейку призмы Шмидта и полупентапризмы. Призма Пехана может работать и в сходящихся пучках, но потери света здесь больше, поэтому применяется она реже.

Жидкостный клин . Кювета с эластичными стенками, прозрачными окнами, заполненная прозрачной легкотекучей жидкостью, используется в системах стабилизации оптического изображения как регулируемый оптический клин. В зависимости от наклона стеклянного окна визирный луч, проходящий через кювету, отклоняется в ту или иную сторону.

Количество оптических элементов, используемых для стабилизации оптического изображения, непрерывно увеличивается. Здесь приведены только основные, применение которых в оптическом приборостроении стало традиционным.

1.2 Цифровая стабилизация изображения

Действие цифрового стабилизатора основано на анализе смещения изображения на матрице. Изображение считывается только с части матрицы, таким образом по краям остается запас свободных пикселей. Эти пиксели и используются для компенсации смещения прибора. Т.е. при дрожании кадра картинка перемещается по матрице, а процессор фиксирует колебания и корректирует изображение, смещая его в противоположном направлении.

В цифровых стабилизаторах отсутствуют подвижные части (в частности, оптические группы из нескольких линз). Это положительно сказывается на надежности, так как меньше элементов подвержены поломке. Кроме того, использование цифровых стабилизаторов изображения позволяет увеличить чувствительность светопоглощающих элементов (матрицы). Также скорость реакции цифрового стабилизатора может быть выше, чем оптического.

У цифровых стабилизаторов есть ряд недостатков по сравнению с оптическими, в частности, при плохой освещенности получается изображение низкого качества. С увеличением фокусного расстояния объектива эффективность снижается: на длинных фокусах матрице приходится совершать слишком быстрые перемещения со слишком большой амплитудой, и она просто перестаёт успевать за «ускользающей» проекцией.

Таким образом, считается, что стабилизация сдвигом матрицы менее эффективна, нежели оптическая стабилизация.

2 Основные технические характеристики

Одним из основных параметров, характеризующих качество функционирования систем стабилизации оптического изображения, является динамическая точность, которая определяется ошибками стабилизации оптического изображения и ошибками слежения линии визирования за исследуемым объектом.

Задача определения точности стабилизации оптического изображения сводится к измерению угловых отклонений линии визирования при угловых и возвратно-поступательных переносных движениях основания, обусловленных качкой подвижного объекта. При этом необходимо учитывать ряд специфических особенностей функционирования системы в системах рассматриваемого класса. Это, прежде всего, малые величины ошибок стабилизации и слежения; необходимость измерения точности стабилизации оптического изображения непосредственно на оптическом элементе, который соединен с системой неединичной кинематической связью и совершает колебания в инерциальном пространстве, необходимость измерения ошибок стабилизации и слежения при различных положениях системы и оптического элемента.

Список используемых источников

Система стабилизации и наведения линии визирования с увеличенными углами обзора / В.А, Смирнов, В.С. Захариков, В.В. Савельев // Гироскопия и навигация, № 4. Санкт-Петербург, 2011. С.4-11.

Автоматическая стабилизация оптического изображения / Д. Н. Еськов, Ю. П., Ларионов, В. А. Новиков [и др.]. Л.: Машиностроение,1988. 240 с.

Стабилизация оптических приборов / А.А. Бабаев -Л.: Машиностроение, 1975. 190 с.

Считается, чтобы не смазать кадр, фотографируя с рук, необходима равная: 1/фокусное расстояние .

При этом, 1/фокусное расстояние это граничное значение, это не гарантия резкого кадра. Поэтому нужно делать серию кадров прежде чем выйдет нормальный результат, стабилизатор смещает эту границу в 4 стопа но не избавляет от необходимости делать серию кадров. Кто не понял, постараюсь объяснить на примере.

Пример. Вы прогуливаетесь по городу с зеркальной камерой и фотографическим настроением, видите что-то интересненькое, останавливаетесь, фотографируете, смотрите на экран – кадр смазан. Не паникуем, смотрим на фокусное расстояние – 200мм, значит, чтобы сфотографировать четкий кадр с рук, вам необходима 1/200 сек (одна двухсотая секунды), делаем один-другой-третий кадр и получаем желательный результат. Так вот, если без стабилизатора вы будете фотографировать с 1/200 сек, то с ним, можете фотографировать с тем же фокусным расстоянием (200мм) но уже 1/60 сек!

Будем считать, что у вас фотоаппарат со стабилизатором. В противном случае читать вам эту статью будет интересно только из любопытства. На сегодняшний день стабилизатор можно встретить как в дорогих профессиональных зеркальных камерах, так и в мыльницах, при чем это уже не экзотика какая-то, а функционал, который пихают туда куда надо и не надо.

Условно всех производителей зеркальных камер можно разделить на две группы: первая решила поставить стабилизатор в зеркальную камеру на матрицу (Pentax, Olympus, Sony), а вторая в объектив (Canon, Nikon). Не могу однозначно сказать что лучше. Первый вариант выходит более универсальный и дешевый, а второй надежный и качественный.

Все производители обозначают стабилизатор по-разному, Nikon – VR (Vibration Reduction), Canon – IS (Image Stabilization), Tamron – VC (Vibration Compensation), так что не заморачивайтесь над тем, как это называет производитель работают они у всех одинаково.

Нужен ли мне стабилизатор? Стабилизатор вообще полезная вещь, а в некоторых моментах просто незаменима. Я говорю о телеобъективах, именно с этими линзами вы ощутите все плюсы стабилизатора, в противном случае сможете фотографировать либо в яркий день, либо со штативом , как это делали когда-то мой отец и дед. Чтобы понять всю важность стабилизатора в телевиках советую прочитать обзоры некоторых из них ( , ). Если у вас широкоугольный или портретный объектив стабилизатор вовсе не нужен.

Как и когда им пользоваться? Все очень просто, независимо от производителя работают они все одинаково.

И ещё. Стабилизатор нужно отключать когда вы фотографируете со штативом или же положив фотик на поверхность, именно из-за случайной природы его механизма. В 95% он ведет себя корректно, но именно последние 5% могут испортить вам кадр.

Запомните, стабилизатор вам может помочь только при съемке статических объектов, при фотографировании динамичных объектов (движущихся) он вам ничем не поможет, так что даже не рассчитывайте. Стабилизатор – не панацея и при плохой освещенности надо делать серию кадров.

Подведем итоги

Стабилизатор вещь нужная, но не обязательная, кроме случаев с телеобъективами. Зачастую он спасает на 3-4 стопа выдержки, но не избавляет от необходимости делать несколько кадров, все это из-за случайной природы своего механизма. Он не спасет вас при съемке движущихся объектов.

У каждого начинающего фотолюбителя голова идёт кругом от богатства выбора, если с фотоаппаратами всё более-менее ясно, то на выбор объектива не остаётся ни терпения, ни сил. И большинство счастливых покупателей первой зеркалки оставляет выбор объектива на совести менеджера магазина (есть ли она у него?). И вот Вам приносят коробку из которой извлекают устрашающую чёрную трубу, сдабривая ваш слух волшебными заклинаниями - "ультразум(тема для отдельного разбирательства)" и "стабилизатор" и Вы конечно же сдаётесь перед натиском технического прогресса. Вы потратили несколько дней на изучение тематики, нашли магазин с самым выгодным предложением по заинтересовавшей Вас камере, но Вас только что нагрели на несколько тысяч рублей и Вы даже не заметили как.

Вот чтобы этого не произошло, позвольте ознакомить Вас с одним из этих маркетинговых заклинаний, со "Стабилизатором изображения".

Итак, все мы люди и всем людям свойственны движения, мы не можем замереть как камень, сердце будет биться, и значить мы будем двигаться. У фотоаппарата проблемы другого характера, ему всегда не хватает света, и если света нельзя добавить, то можно компенсировать его недостаток временем. Существуют крайне малые отрезки времени в которых движения человека не оказывают существенного влияния на чёткость снимка фотоаппарата. Но чем темнее, тем больше нужно времени фотоаппарату и в какой-то момент мы уже не можем достаточно долго не шевелиться, чтобы камера успела получить достаточно света. Это противоречие и призван решать оптический стабилизатор изображения.

Принято считать, что максимальной выдержкой (для съёмки с рук, без смаза изображения) для каждого конкретного фокусного расстояния является доля секунды, равная этому самому расстоянию. То есть, для объектива с фокусным 50мм, максимальная длительность выдержки составит 1/50с, а для объектива с фокусным 135мм максимально стабильной выдержкой будет 1/135с.

Стабилизатор способен компенсировать ваши собственные колебания и позволяет довольно уверенно снимать на выдержках превышающих стандартные допустимые значения, для каждого фокусного. Другой вопрос - что именно мы снимаем, а снимаем мы чаще всего людей, которым тоже свойственны движения. Заставить человека замереть как камень можно только одним способом, не будем говорить каким. Опытным путём выяснено, что спокойные движения человека компенсируются выдержками от 1/100 - 1/135с. На более длинных выдержках «заморозить» человека гораздо сложнее и большая часть кадров улетит в корзину.

Теперь сопоставим необходимую выдержку для разных фокусных расстояний и выдержку достаточную для съёмки человека. Получается, что на фокусных расстояниях до 100мм мы можем совершенно спокойно снимать без всякого стабилизатора.

Конечно, стабилизатор может пригодиться в некоторых случаях, например в пейзаже или предметной съёмке, где мы не ограничены в выдержках из за неподвижности объекта съёмки. Но и тут стабилизатор не панацея. 2 - 4 шага выдержки чаще всего не достаточно ни для вечернего пейзажа ни для предмета, штатив и даже монопод дают гораздо больше возможностей.

Но казалось бы, почему бы и не купить объектив со стабом, просто так, чтобы было? Но тут возникает ещё одна проблема. Почему-то так получилось, что подавляющее большинство объективов со стабилизатором страдает резкостью, вернее её отсутствием. Скорее всего, это связано с тем самым подвижным блоком линз, которые компенсируют движение. Физически невозможно всякий раз устанавливать подвижный элемент в исходное положение с той же точностью, что и стационарно закреплённые стёкла. А минимальное смещение линз относительно оптической оси, крайне негативно сказывается на итоговой картинке.

Если и это выглядит не убедительным, то можно привести множество примеров профессиональных объективов. Рассмотрим самую широкую и распространённую линейку объективов топ класса - Canon EF L:

Объективы без стабилизатора:

EF16-35mm f/2.8L

EF24-70mm f/2.8L

EF70-200mm f/2.8L

Объективы со стабилизатором той же серии L

EF300mm f/2.8 L IS

EF300mm f/4 L IS

EF400mm f/2.8 L IS

EF500mm f/4.5 L IS

EF600mm f/4 L IS

EF800mm f/5.6 L IS

EF24-105mm f/4 L IS

EF28-300mm f/3.5-5.6 L IS

EF70-200mm f/2.8 L IS

EF70-200mm f/4 L IS

EF70-300mm f/4-5.6 L IS

EF100-400mm f/4.5-5.6 L IS

Можно заметить, что даже в ултрателедиапазоне довольно много объективов без стабилизатора. А в широкоугольном и портретном диапазоне стабилизатор вовсе отсутствует. Тогда зачем же подавляющее большинство бюджетных, так называемых KIT объективов оснащается стабилизаторами во всех диапазонах фокусных расстояний? Зачем фотолюбителям впаривают дорогостоящую функцию, которая нужна только в редких случаях, за то картинку портит регулярно? Ответ прост - маркетинг, это всего лишь ещё один повод заработать на неосведомлённом покупателе.

Конечно стабилизатор не является абсолютным злом. В некоторых современных объективах данная функция реализована достойно и не во вред основным оптическим свойствам, в той же второй версии EF70-200mm f/2.8L IS II. Однако мой вам совет - если перед Вами стоит выбор из двух объективов, с одинаковым фокусным расстоянием, в одном ценовом сегменте, с единственной разницей - у одного есть стабилизатор, а у второго светосила на одну ступень выше, сделайте выбор в пользу светосилы.

p.s. В статье не рассматривается такая функция стабилизатора изображения как стабилизация в режиме панорамирования (так называемая съёмка с проводкой), при которой стабилизатор компенсирует только вертикальные колебания, это тема для отдельного обсуждения. Этот режим стабилизатора доступен только на объективах высокого уровня, которые покупают взрослые мальчики и девочки, а эти люди и без наших измышлений разберутся, что им покупать. Речь идёт исключительно о стандартном стабилизаторе, который без разбора вставляют во все современные китовые объективы.

Для того, чтобы получить резкий не размытый снимок сделанный с рук (или в движении), нужно учитывать выдержку при съемке — потому, что чем длиннее , тем больше можно намазать на снимке.

и пользуясь золотым правилом, что число, отвечающее за выдержку, должно быть больше чем эффективное . Например, если вы снимаете на фокусном расстоянии в 35мм, должна быть не больше 1/35 секунды, обычно это 1/60 и более короткие . Но когда используешь объектив с подавлением вибраций, это правило сильно меняется.

Для популярных и всеми известных производителей камер и объективов существует свое обозначение функции уменьшения вибраций. Ниже приведен список самых популярных обозначений.

Стабилизаторы, встроенные в объектив:

Canon: IS — Image Stabilization (стабилизатор изображения)

Nikon: VR — Vibration Reduction (подавитель вибраций)

Panasonic: O.I.S. — Optical Image Stabilizer (оптический стабилизатор изображения)

Sony: Optical Steady Shot (оптический стабилизатор съемки)

Tamron: VC — Vibration Compensation (Компенсация при вибрациях)

Sigma: OS — Optical Stabilization (Оптический стабилизатор)

Стабилизация, встроенная в камеру:

Pentax: SR — Shake Reduction (Подавление дрожания)

Olympus: IS — Image Stabilizer (Стабилизатор изображения)

Sony: SSS — Super Steady Shot (Супер стабилизатор съемки)

Konica Minolta: AS — Anti-Shake (Анти-дрожание)

Я объясню достоинства подавления вибраций на примере объектива с функцией подавления вибраций (рассчеты можно производить и для других объективов). Если для того, чтобы получить приемлемый снимок на фокусном расстоянии 105мм (что является уже средним телевиком) нужно использовать параметры камеры, при которых должна быть меньше чем 1/105 или даже 1/150 (учитывая кроп) по правилу, описанному выше. Обычно число , которое можно выставить на камере соответствует 1/125 секунды. Учитывая, что данный объектив, как и большинство зумов является не светосильным (темным) при диафрагме F5.6, нужно использовать высокие значения ISO, которые дадут много шумов.

Если же на объективе включить функцию VR , то можно с тем же успехом снимать на выдержках порядка 1/20 секунды, уменьшив таким образом ISO.

Почему так происходит? Производитель в технических характеристиках указывает, что объектив или камера с подавлением вибраций может работать с выдержками на несколько ступеней короче (длиннее) чем без него. В данном случае это 3 ступени.

Одна ступень в фотографии означает разницу в 2 раза. Три ступени дадут разницу в восемь раз. 2^3=8 (два в третьей степени). Вот и получаем 1/125 поделить на 8 приблизительно равно 1/15 секунды.

Данные расчеты действительно близки к истине, но из-за того, что производители накручивают показатели, более менее правдивое значение узнается только в практике.

Для данного объектива при 105мм фокусного расстояния (что в пересчете на ЭФР дает 157 мм) минимальная при съемке с рук допустима в районе 1/15-1/30.

Пример фото сделанного с рук, параметры съемки в подписи картинке.

1 / 25 sec ISO 1600 F5.6 105 mm + Nikkor 18-105 VR 3.5-5.6 съемка с рук

Все эти вычисления имеют силу для любых объективов или систем подавления.

Как видим на фото выше, при в 1\2 секунды (что в обычных условиях является очень длинной выдержкой), получаем абсолютно приемлемое качество картинки с рук при низких ISO.

Раньше, всего пару лет назад, фотографы, при длительных выдержках, должны были пользоваться штативом, или светосильными объективами .

При работе со светосильными объективами, например 50mm F1.4 50mm F1.8 и съемке в тяжелых условиях, объективы с подавлением вибраций составляют ощутимую конкуренцию, а иногда выигрывают у них.

F5.6 и F1.8 разнятся примерно на 3 с хвостиком ступени, если быть точным, то разница по величине светового потока разница в 9 раз. (потому, что изменение числа F двое дает изменение площади в 4 раза, от сюда 5,6/1,8=3.11, а разница в площади в 3.11^2= приблизительно 9).

Получаем, что выигрыш со светосильным объективом дает уменьшение выдержки в 9 раз, а при использовании VR в 8 раз. На практике работают оба метода при съемке в мало освещенных территориях.

Лично для меня удобно использовать и подавление вибраций и светосильные фиксы. У каждого свои достоинства.

Вывод: оптические стабилизаторы отлично подходят для длиннофокусных объективов и для съемок при малом освещении, давая выигрыш в уменьшении выдержки без боязни получить смазанный кадр.

Не забывайте про промощь проекту. Спасибо за внимание. Аркадий Шаповал.

09.05.2011 17720 Тесты и обзоры 0

На сегодняшний день в цифровых фотоаппаратах используются два типа оптических стабилизаторов изображения. Первый, классический тип - стабилизаторы, базирующиеся на сдвиге линз в объективе. Второй тип - стабилизаторы, которые используют сдвиг матрицы в корпусе самой камеры.

Стабилизаторы первого типа на тесте будут представлены объективами Nikkor AF-S 18-105mm f/3.5-5.6G DX ED VR и Tamron AF 18-270 mm f/3.5-6.3 Di II VC LD Aspherical Macro. Их бы будем устанавливать на зеркальную камеру Nikon D3100. Объектив Tamron интересен тем, что в нем используется трехкоординатная система компенсации вибраций (в отличие от «обычных» двухкоординатных стабилизаторов).

Стабилизацию на сдвиге матрицы представляет зеркальный аппарат Pentax K-5 с объективом SMC PENTAX DA 18-135mm f/3.5-5.6 ED AL DC WR.

Для начинающих фотолюбителей поясним, о чем тут идет речь.

Одним из важнейших параметров, характеризующих процесс формирования фотографического изображения, является выдержка. Это время, в течение которого затвор камеры остается открытым и свет попадает через объектив на светочувствительный элемент (матрицу). В условиях недостаточной освещенности приходится использовать длинные выдержки (дольше оставлять затвор открытым), иначе получится слишком темное изображение.

По мере снижения освещенности, в какой-то момент выдержка становится «слишком длинной» - руки фотографа уже не могут удерживать камеру неподвижной в течение времени экспозиции, и положение камеры изменяется относительно первоначального, вследствие чего получаемое изображение размазывается. Существует популярная формула «выдержка (в секундах) должна быть численно равна единице, деленной на фокусное расстояние объектива (в эквивалентных миллиметрах)», или более короткой. То есть, при фокусном расстоянии объектива, равном 50 экв.мм, желательно использовать выдержку не длиннее, чем 1/50 секунды. Однако это еще ничего не гарантирует - в зависимости от крепости рук фотографа «безопасная выдержка» может варьироваться в весьма широких пределах.

Стабилизаторы изображения призваны минимизировать риск получения смазывания изображения. Эффективность работы стабилизатора оценивается удлинением «безопасной выдержки». Каждое удлинение выдержки в два раза соответствует «одной ступени» экспозиции. Например, если в вышеприведенном примере получаются резкие кадры не при 1/50, а при 1/6 секунды, то это соответствует удлинению выдержки в 8 раз, или эффективности работы стабилизатора в «три экспоступени» (8=2х2х2), или «три стопа».

Классический метод оптической стабилизации основан на сдвиге линз(ы) в объективе. Специальные датчики отслеживают с высокой частотой изменение положения камеры в пространстве. В случае обнаружения перемещения камеры линза сдвигается и ход лучей изменяется, их как бы принуждают попадать на первоначальное место матрицы, в результате смаз уменьшается. Такие системы в настоящее время применяют в своих зеркальных камерах компании Canon и Nikon. Началось это еще в пленочную эру, когда метод сдвига линз в объективе был единственно возможным. Было выпущено много миллионов стабилизированных объективов. Когда началась цифровая эра, компании Canon и Nikon продолжали использовать те же принципы.

Однако с появлением цифровых фотоаппаратов появилась возможность реализовать оптическую стабилизацию другого типа, на сдвиге матрицы. В этом случае объективы в фотосистеме могут быть и не стабилизированными, достаточно иметь стабилизатор в корпусе камеры. Любой установленный объектив автоматически превращается в стабилизированный. Зеркальные камеры с таким принципом стабилизации выпускали и выпускают компании Olympus, Pentax, Sony.

Cтабилизаторы изображения обоих описанных типов относятся к оптическим, поскольку используют общий принцип - изменение положения элементов оптической системы в пространстве, в результате которого изображение объекта на матрице остается неизменным. Просто элементы сдвигаются на разных участках следования лучей: в первом случае - посередине, а во втором случае - на финальном этапе.

Очевидный плюс стабилизаторов на сдвиге матрицы - меньшая стоимость фотосистемы в целом, ведь не нужно платить за стабилизатор в каждом объективе (по крайней мере, так должно быть теоретически). С другой стороны, широко распространено мнение, что «стабилизаторы на сдвиге линз более эффективны». Вот мы как раз и хотим проверить - так ли это на самом деле.

Методика тестирования

Исследование оптических стабилизаторов - дело достаточно нетривиальное. Прежде всего, сложно количественно описать вибрации, привносимые в реальном мире руками фотографа, когда он нажимает на кнопку спуска и делает снимок. Насколько сдвигается камера, как быстро, в каком направлении?..

На наш взгляд, проводить тесты, попросту держа камеру в руках - это не вариант; слишком велик будет разброс тестового воздействия от снимка к снимку. Для получения более-менее достоверного результата необходимо обеспечить стабильное, воспроизводимое от раза к разу воздействие.

Сотрудники российского представительства компании Tamron любезно предоставили в наше распоряжение вибростенд, который изготовлен европейским подразделением Tamron в Германии. Он используется на фотовыставках и ярмарках для демонстрации эффективности стабилизации изображения в объективах Tamron.

Вибростенд обеспечивает синусоидальные колебания подвижной площадки, на которую закрепляется фотоаппарат, по одной оси (вертикальной), с фиксированной частотой 6 Герц (шесть колебаний в секунду). Центральная часть площадки, где установлен аппарат, остается неподвижной, а передний и задний край качается с амплитудой чуть более одного миллиметра (величина амплитуды не регулируется). Получается, что аппарат не сдвигается линейно вверх-вниз, а качается. В численном выражении угловое перемещение объектива составляет доли градуса и выглядит небольшим, однако на следующих страницах вы увидите, что на практике смазывание изображения получается весьма существенным (с выключенным стабилизатором, конечно).

Вибростенд обеспечивает главное - воспроизводимое воздействие, одинаковое для каждого последующего снимка или серии снимков. Поскольку мы будем сравнивать работу трех оптических стабилизаторов между собой (а не сравнивать с некими референсными, выверенными данными) - такого стенда вполне достаточно.

В тесте используются три объектива с разным диапазоном фокусных расстояний, но участок 18-105 мм (27-157 экв.мм) перекрывается у всех троих. Чтобы не перегружать тест, возьмем два наиболее показательных значения - 75 и 150 экв.мм.

Фокусное расстояние f=75 экв.мм

Итак, сначала устанавливаем объективы на фокусное расстояние 50 мм (или 75 экв.мм).

Левый снимок сделан при отсутствии вибраций. Средний - со включенной вибрацией и выключенным стабилизатором. Правый - вибрация по-прежнему составляет 6 Гц, но стабилизатор при этом включен. В идеале должно получиться изображение, как на снимке слева, безо всякого смазывания - в этом случае мы скажем, что стабилизатор полностью скомпенсировал вибрации. В каждом случае делалось пять дублей, для иллюстрации отобран лучший вариант.

Объектив Nikkor отработал отлично. Изображение со включенным стабилизатором почти такое же резкое, как и безо всяких вибраций.

Практически такие же хорошие результаты и у объектива Tamron. Остаточная смазанность изображения минимальна.

В случае объектива Pentax картинка менее резкая, изображение несколько смазано - особенно наглядно это видно на тонких концентрических кольцах. Однако не спешите делать выводы - на следующей странице, наоборот, Pentax покажет лучший результат.

Кстати, аппарат Pentax K-5 не позволяет включить одновременно таймер автоспуска и стабилизатор изображения. Своя логика в этом, конечно, есть - раз вы хотите использовать таймер, то, скорее всего, ведете съемку со штатива; а при установке на штатив стабилизатор изображения лучше отключать, ибо его включение может давать негативный эффект. Так что выбирайте - либо включайте таймер, либо стабилизатор. В случае нашего теста это было не очень удобно.

Фокусное расстояние f=150 экв.мм

По-прежнему, левый снимок делается в отсутствие вибраций. Средний - со включенной вибрацией и выключенным стабилизатором. На правом - вибрация по-прежнему составляет 6 Гц, но стабилизатор при этом включен. В идеале должно получиться изображение, как на снимке слева, безо всякого смазывания - в этом случае мы скажем, что стабилизатор полностью скомпенсировал вибрации. В каждом случае делалось пять дублей, для иллюстрации отобран лучший вариант.

Фрагменты приведены в масштабе 1:2 (50%). Выполнена небольшая коррекция в редакторе изображения (обесцвечивание, подстройка уровней). На смазанность изображения это, конечно, не повлияло.

Здесь уже воздействие весьма сильное (смаз на среднем снимке велик), так что неудивительно, что объективу Nikkor не удалось полностью скомпенсировать смазывание. Правый снимок уже не такой резкий, как при f=50 мм (на предыдущей странице), хотя результат все же очень неплох.

Объектив Tamron отработал чуть лучше, чем Nikkor.

Ну и, наконец, стабилизатор Pentax показал лучший результат. Причем лучше не только других камер, но и лучше себя же при вдвое меньшем фокусном расстоянии. То есть, стабилизатор на сдвиге матрицы лучше скомпенсировал более сильное смазывание изображения. Хотя различия во всех случаях минимальны.

Напоследок заметим, что объектив Tamron обладает уникально широким диапазоном фокусных расстояний - от 18 до 270 экв.мм, кратность зума 15х. Поэтому он давал нам возможность проверить работу стабилизатора и на больших значениях фокусных расстояний, нежели 100 экв.мм. Мы сравнили работу Tamron 18-270 со вторым объективом Nikkor (а именно Nikkor AF-S DX 55-300 F4.5-5.6 G VR), однако приводить результаты в рамках этого обзора не будем. Наверное, не вполне корректно сравнивать один объектив (Tamron 18-270) со связкой из двух других (Nikkor 18-105 плюс Nikkor 55-300).

Впрочем, на словах можно сказать, что в районе f=200 экв.мм объектив Tamron обеспечил лучшую стабилизацию изображения, чем Nikkor, однако по оптическим свойствам (в отсутствие вибраций) Nikkor имел преимущество - что, впрочем, и неудивительно, это все-таки специализированный телеобъектив, в то время как Tamron силен своей суперуниверсальностью, которую обеспечивает кратность зума 15х, да еще и вкупе с макровозможностями.

Выводы

Конечно, не стоит делать по результатам этого небольшого теста каких-либо выводов глобального характера. Стабилизаторы можно подвергать различным воздействиям, создавать для аппаратов самые разные условия, и чтобы сделать всесторонне обоснованные выводы, по идее, нужно набрать огромную статистику. Наши же эксперименты носят достаточно узкий и локальный характер.

Тем не менее, уж что получилось, то мы вам и показали. Позволим себе высказать лишь самые общие соображения.

Прежде всего, стабилизаторы изображения очевидным образом доказали свою высокую эффективность - причем все трое участников теста. Достаточно взглянуть на средний фрагмент каждой из иллюстраций, чтобы увидеть, насколько сильным, как ни крути, было воздействие, и как великолепно стабилизаторы с ним справились (правый фрагмент). То есть, в принципе можно получать абсолютно не смазанные снимки при таких экстремальных, на первый взгляд, сочетаниях параметров, как фокусное расстояние 150 экв.мм и выдержка 1/6 секунды. Хотя, конечно, дрожание рук должно быть для этого достаточно слабым.

В определенном смысле результаты теста получились скучными - все участники справились с заданием одинаково хорошо. Нам не удалось экспериментально выявить те пограничные условия, при которых один из объективов (или методов стабилизации) показал бы себя существенно лучше других - просто потому, что имевшийся в нашем распоряжении вибростенд не позволял регулировать параметры вибрации (в первую очередь, амплитуду). Минимальные различия все-таки проявились - Nikkor был лучше всех на относительно широком угле (75 экв.мм), Pentax (и стабилизация на сдвиге матрицы) - при большем фокусном расстоянии (150 экв.мм), а объектив Tamron обладает рекордным диапазоном зума и лидирует по своей универсальности. В целом же, повторимся, прекрасно отработали все трое.

Соответственно, по результатам этого теста у нас нет оснований считать, что один из типов стабилизации - на сдвиге линз в объективе, либо на сдвиге матрицы - эффективнее другого.