Что такое 5-осевая оптическая стабилизация? Как это работает?

Question

Некоторые камеры, такие как Olympus E-M1, имеют так называемую 5-осевую оптическую стабилизацию, которая позволяет получать довольно резкие фотографии с рук даже за 1,6 секунды:

Источник (поиск "HANDHELD AT 1.6 СЕКУНДЫ Скорость затвора")

Чем это отличается от более распространенных типов стабилизации в объективе или теле (например, смещение датчика)? Есть ли минусы в 5-осевой стабилизации? Зачем нам 5 осей, когда трех достаточно для перемещения в любом измерении?

Answer 1

Из трех измерений, о которых вы думаете (влево-вправо, вверх-вниз, вперед-назад), только два имеют отношение только к макросъемке. Сзади и назад не является одной из осей стабилизации, поскольку обычно требуется много движений камеры в продольном направлении, чтобы повлиять на фокусировку, либо путем перемещения объекта из глубины резкости, которая может быть описана как «критически резкое», или путем изменения увеличения, достаточного для того, чтобы изображение начало рассыпаться на пиксели, иначе оно не попало бы. И наоборот, требуется очень небольшое количество движения камеры в направлениях вверх-вниз или влево-вправо, чтобы заметно размыть изображения вещей, которые не очень эффективно находятся на бесконечности.

Это оставляет три оси, которые делают влияют на резкость при относительно незначительных движениях камеры: наклон (направление камеры вверх или вниз), рыскание (направление камеры влево или вправо) и поворот (вращение камера вокруг оси объектива). Все три приведут к смещению изображения на датчике, что приведет к размытию изображения. Кроме того, высота и угол наклона изменят плоскость фокуса и вызовут некоторые искажения трапецеидальных искажений (например, наклон объектива смещения / сдвига).

Три оси вращения (крен, наклон и рыскание) нанесут наибольший ущерб изображению при наименьшем движении камеры. Сдвиг вверх-вниз и влево-вправо, которые также необходимы для коррекции смещения высоты тона и рыскания (хотя они ничего не делают для изменения трапецеидальных искажений или изменения фокальной плоскости), просто как бы «свободны» (вычислительно говоря).

Answer 2

Olympus имеет видео, объясняющее это . Они показывают все оси, каждая из которых предназначена для компенсации типа движения. Это эволюция стабилизации сдвига датчика:

• Первоначально, когда Konica-Minolta изобрела стабилизацию Sensor-Shift, датчик перемещался вдоль двух осей, вертикальной и горизонтальной. Это компенсирует движение камеры по плоскости, пока она остается ровной и не меняет ориентацию.
• Затем Pentax внедрила свою собственную систему уменьшения вибрации, используя датчик движения. Они использовали ту же базовую конструкцию и представили вращение, которое компенсирует движение по оси наклона. Это улучшает коррекцию движения камеры, поскольку при нажатии спусковой кнопки затвора камера имеет тенденцию к наклону, который не компенсируется исходной осью 2.
• Затем Olympus создал 5-осевую систему стабилизации, которая позволяет датчику вращаться вдоль еще 2 осей, соответствующих углу наклона камеры и рысканию. Это позволяет компенсировать еще больше типов движений и позволяет стабилизировать изображения во время движения фотографа.

Это 3 оси вращения и 2 оси перемещения. Можно предположить, что можно попытаться компенсировать третью ось перемещения, но оставшаяся, вероятно, оказывает меньшее влияние на резкость изображения, поскольку фокус, вероятно, достаточно резок в пределах определенного допуска, в то время как другие типы движений действительно проявляют непостоянную резкость.

Answer 3

С чисто физической точки зрения, три степени свободы позволяют вам перемещаться в любой точке пространства, сохраняя одинаковую ориентацию (то есть в этом случае камера в исходном положении параллельна самой камере в конечном положении) .

Я предполагаю, что пара дополнительных осей (еще две степени свободы), вероятно, скомпенсируют вращение камеры в плоскости вверх-вниз и влево-вправо.