Stabilizace obrazu

Systém stabilizace obrazu umožňuje používání delších expozičních časů při fotografování z ruky a eliminuje nežádoucí chvění objektivu a tím i potlačuje případnou neostrost. To je zejména vhodné při použití delších ohniskových vzdáleností (nad 120 mm v ekvivalentu) nebo při nedostatečném osvitu scény - stabilizátor umožní automatice použít delší čas s nižším rizikem rozostření. Pro optickou stabilizaci obrazu je v současné době používáno několik řešení:

Optický měch

Uvnitř objektivu vybaveného tímto způsobem stabilizace obrazu je speciální optický člen, který se sestává ze dvou čoček spojených mezi sebou jakýmsi měchem. Tento měch je pružný a dovoluje natáčení jedné čočky oproti druhé. Zároveň je vyplněn silikonem se stejným indexem lomu jako mají čočky na krajích.

Vzniká nám tak vlastně jedna čočka, která může měnit svuj tvar natáčením přední či zadní části. Díky tomu se mění i úhel lomu paprsků a opět je věcí připojené mechanické či elektronické vyrovnávací soustavy, aby deformovala tento optický element tak, aby se výslebný obraz za objektivem nechvěl.

---

Plovoucí čočka

Základem tohoto typu stabilizace je plovoucí čočka, která se pohybuje vždy tak, aby vyrovnala nežádoucí pohyb fotoaparátu. To jí umožňuje dvojice gyroskopických setrvačníků, které indikují ony nežádoucí změny a předávají o nich informace řídící jednotce, která pak vede plovoucí čočku.

Stabilizátory na tomto způsobu používají především firmy Canon, Panasonic a Nikon.

---

Pohyb snímacího čipu

Nejzajímavější princip optické stabilizace obrazu prezentovala Konica Minolta a je skutečně revoluční. Optická stabilizace již není konstrukčně řešena jako součást objektivu, ale je umístěna přímo u snímacího čipu. Tento čip, např. CCD snímač plove na speciálním gelovém podkladu a s okolím je spojen soustavou pružných sběrnic a mechanických úponů. Ty jsou dále napojeny na vlastní elektronickou či mechanickou detekční a vyrovnávací soustavu. Jakmile je detekován posun obrazu na CCD čipu, je touto soustavou celý čip vychýlen tak, že tento posuv eliminuje.

Systém používají výrobci jako Olympus, Sony, Samsung či Fujifilm. K dokonalosti jej přivedl Pentax, který gelové lůžko a mechanické úpony nahradil magnetickým polem generovaným čtyřmi plochými cívkami. Snímací čip tak plave volně v prostoru a celá soustava umožňuje navíc i natáčení čipu podél optické osy objektivu.

---

Pohyb celého objektivu

Opět to byla Konica Minolta která přišla s další novinkou optické stabilizace obrazu. Když je objektiv malý a zcela uschovaný v těle přístroje, proč nepohybovat celým objektivem a tím stabilizovat obraz? Přesně tak totiž funguje optická stabilizace u digitálního kompaktu Minolta Dimage X1.

Vzhledem k tomu je tento 8 Mpix přístroj s 3x optickým zoomem mnohem použitelnější za špatných světelných podmínek - automatika si může dovolit použít delších expozičních časů s nižším rizikem rozmazání snímku chvěním fotoaparátu. Tento způsob stabilizace se ovšem neujal a zůstalo pouze u tohoto jednoho modelu.

---

Mimo optickou stabilizaci zůstává stabilizace elektronická. I tu lze rozdělit na na tři skupiny:

Zvyšováním citlivosti čipu

Nejjednodušší způsob, který je pouze marketingově označován nálepkou "stabilizace". V podstatě se v případě detekce nežádoucího chvění fotoaparátu používá kratší čas závěrky čímž se efekt rozostření způsobený chvěním potlačí. Aby bylo dosaženo korektní expozice je úměrně zkrácení času závěrky zvýšena citlivost CCD či CMOS čipu. Takováto "stabilizace" pak má pochopitelně zpětný dopad na kvalitu snímku jelikož se zvýšením citlivosti čipu se násobí i šum.

Tento způsob je používán u levnějších modelů či u výrobců, kteří ještě nezvládli technologii optické stabilizace. Většinou je kombinován se skutečnou optickou stabilizací kde působí jako pomocná stabilizace.

---

Pohybem snímací oblasti

Digitální fotoaparáty ji zatím využívají pro stabilizaci videosekvencí. Princip je velice jednoduchý. Pokud použijeme snímací čip většího rozlišení než jaké potřebujeme, tak nám obraz pokryje na onom čipu jen obdélníkovou oblast uprostřed. Když se obraz chvěje, tak se tato oblast posouvá po celém čipu (a pokud se chvěje hodně tak i mimo něj). Pomocí vhodného vestavěného algoritmu lze sledovat pohyb okrajů obrazu (detekce kontrastu jako u autofokusu) a tak lze velmi jednoduše synchronně posouvat po čipu i oblast, ze které se budou číst data. Ujede-li nám tak obraz na čipu o kousek vlevo od středu, algoritmus detekuje tento pohyb a i velikost tohoto pohybu a přikáže čipu, aby teď nesnímal obraz ze středu, ale o onen kousek víc vlevo.

Digitální stabilizace je velice jednoduchá na výrobu, ale umožňuje stabilizovat jen malé výchylky, pokud obraz opustí nějakou svou částí snímací čip, tak je v koncích. U digitálních fotoaparátů zatím nebyl použit při fotografování z toho důvodu, že u digitální fotografie nám jde vždy o využití co největšího rozlišení čipu. Moc prostoru na digitální stabilizaci tak již nezbývá a platit u aparátu s rozlišením 6 Mpix za čip 12 Mpix, aby byla možná digitální stabilizace obrazu není dobrá obchodní strategie.

---

Geometrickou opravou

Nejdokonalejší způsob digitální stabilizace. Díky pohybovým čipům jsou během expozice zaznamenána posloupnost nežádoucích pohybů fotoaparátu - jakási sekvence chvění. Tyto údaje jsou poté použity zpětně při inverní transformaci obrazu. Zjednodušeně tato transformace zpětně posune v oblastech obrazu s nižším konrastem obraz proti směru těchto pohybů. Výsledkem je poměrně přesné potlačení efektů chvění na záběru. A to právě díky znalosti jak chvění přesně během expozice probíhalo.

Tato metoda je dosti výpočetně náročná a vyžaduje proto speciální čipy jenž budou provádět zpětnou transformaci. Z výrobců ji využívá Casio jenž ji nazývá Advanced Shake Reduction.

Stabilizace obrazu

Systém jenž pomocí plovoucích členů (čipu či čoček) aktivně potlačuje nežádoucí vibrace a chvění fotoaparátu.