IBIS уменьшает разрешение изображения? Как это сравнивается с объективом на основе IS? - Фотопедия
7 голосов
/ 06 сентября 2018

В последнее время я много слышал о стабилизации изображения в теле, и мне интересно, как работает эта технология. Я имею в виду не механическую часть (я понимаю, как датчик перемещается по разным осям для компенсации), но метод в принципе:

Когда я беру свой 5D III и объектив, подобный 70-200 2.8 II IS USM с активированной стабилизацией, IS будет постоянно перемещать один стеклянный элемент внутри объектива таким образом, что он направляет конус света точно на датчик, так что вы всегда можете использовать всю область датчика.

Когда конус света проходит через нестабилизированную линзу, и вам необходимо переместить датчик - как он может захватывать такое же количество света вообще? Свет проникает в объектив вниз по фиксированной оси прямо через центр объектива. Когда датчик в настоящее время перемещается вниз, например, чтобы компенсировать дрожание, я не вижу, как он все еще может захватить полное разрешение? Если часть датчика находится ниже положения по умолчанию / спокойного положения, то на противоположном участке должна отсутствовать та же самая часть?

Есть только один способ заставить IBIS работать без уменьшения разрешения: если область датчика была значительно больше, чем область, освещаемая светом, так что датчик остается доступным, когда он в настоящее время выходит из своего исходного положения. Но не будет ли это (частично) то же самое, что и цифровая стабилизация, потому что окончательное изображение рассчитывается по всей площади датчика за вычетом неэкспонированной области?

Я действительно хотел бы понять это, и было бы здорово, если бы кто-то мог "пролить свет на это".

Ответы [ 3 ]

14 голосов
/ 06 сентября 2018

Есть только один способ заставить IBIS работать без уменьшения разрешения: если область датчика была значительно больше, чем область, освещаемая светом, так что датчик остается доступным, когда он в настоящее время выходит из своего исходного положения.

На самом деле все с точностью до наоборот. Круг изображения - результат попадания светового конуса в плоскость изображения - на больше , чем датчик. Это должно быть, во-первых, потому что это единственный способ вырезать полный прямоугольник из круга, но также и потому, что края круга не четкие - это своего рода уродливое затухание с беспорядком артефактов. Итак, круг охватывает больше, чем просто минимум.

Это правда, что для того, чтобы IBIS был эффективным, этот минимум должен быть немного больше. Чтобы привести конкретный пример: полный кадр датчика составляет 36 × 24 мм, что означает диагональ около 43,3 мм. Это означает, что минимальная окружность без перемещения датчика должна составлять не менее 43,3 мм в диаметре. Pentax K-1 имеет функцию стабилизации изображения со сдвигом датчика, что позволяет перемещаться до 1,5 мм в любом направлении, поэтому датчик может находиться в пределах 36 + 1,5 + 1,5 на 24 + 1,5 + 1,5 или 39 × 27 мм. Это означает, что минимальный диаметр круга изображения, чтобы избежать проблем, составляет 47,4 мм - немного больше, но не так резко.

Но тогда разрешение среза сенсора по кругу остается прежним. Он просто немного сдвинут.

На самом деле довольно легко найти некоторые примеры, которые демонстрируют концепцию окружности изображения, потому что иногда люди используют объективы, предназначенные для меньших датчиков, на камерах с большими датчиками, что приводит к охвату кадра меньше, чем весь кадр. Вот пример с этого сайта ... не обращайте слишком много внимания на качество изображения, поскольку это явно пробный снимок, сделанный через стеклянное окно (даже с оконным экраном). Но это иллюстрирует концепцию:

Image by Raj, from  /19598/pochemu-moya-vinetka-s-obektivom-nikkor-12-24-mm-na-moem-nikon-d800

Вы можете видеть круглый круг, проецируемый объективом. Он обрезан сверху, потому что датчик шире, чем он высокий. Этот датчик измеряет (примерно) 36 × 24 мм, но объектив предназначен для меньшего датчика 24 × 16 мм, поэтому мы получаем этот эффект.

Если мы возьмем оригинал и нарисуем красную рамку с указанием размера меньшего «правильного» датчика, мы увидим:

with frame

Итак, если бы объектив был снят на «правильной» камере, все изображение было бы той областью внутри коробки:

Image by Raj, cropped

Вы, наверное, слышали о " фактор обрезки ". Это буквально так.

Теперь, если IBIS нужно переместить датчик довольно много (здесь это та же относительная величина, что и ограничение в 1,5 мм на полный кадр Pentax), вы можете увидеть это с более светлой красной линией, обозначающей исходное положение и новая смена. Вы можете видеть, что хотя угол приближается, он все еще находится внутри круга:

shift

в результате этого изображения:

shift and crop

На самом деле, если вы посмотрите на крайний правый нижний угол, там будет небольшое затенение, которого не должно быть - этот надуманный пример заходит слишком далеко. В экстремальном случае объектива, который предназначен для сдвига краев минимума (для экономии стоимости, веса, размера и т. Д.), Когда системе IBIS необходимо выполнить максимально экстремальный сдвиг, на самом деле можно увидеть увеличение таких артефактов, как это в пострадавших углах изображения. Но это редкий крайний случай в реальной жизни.

Как отмечает Майкл Кларк, в целом верно, что качество изображения падает вблизи края объектива, и, если вы стремитесь к максимальному разрешению (в смысле снятых деталей ), смещение от центра может повлиять на это. Но с точки зрения пикселей, захваченных , количество идентично.

Дополнительнок центрирующему вопросу, это также может повлиять на композицию: если вы пытаетесь быть очень осторожными при включении или исключении чего-либо из одного края кадра, но не удерживаетесь на месте, вы можете получить что-то вроде 5% от того, что вы думали вы были. Но, конечно, если вы не стоите на месте, вы можете получить это только от движения.

Фактически, Pentax (по крайней мере) фактически использует это, чтобы предложить новую функцию: вы можете использовать настройку для преднамеренно смещения сенсора, позволяя различную композицию (такую ​​же, как небольшое смещение от сильфонная камера или объектив со смещением наклона). Это может быть особенно полезно при архитектурной фотографии. (См. Это в действии в этом видео .)

Также: стоит подумать о том, что происходит в ходе воздействия . Цель состоит в том, чтобы уменьшить размытие, верно? Если камера абсолютно неподвижна (и, конечно, при условии идеальной фокусировки), каждый источник света на изображении перемещается в одно место, что приводит к совершенно четкому рисованию этого источника на изображении. Но давайте рассмотрим довольно длинную выдержку в полсекунды, в течение которой движется камера. Тогда вы получите что-то вроде этого:

… где движение камеры во время экспозиции заставляет ее рисовать линии вместо точек. Чтобы компенсировать это, стабилизация изображения, как в объективе, так и при сдвиге датчика, не просто перепрыгивает на новое место. Это (насколько это возможно) следует за этим возможно ошибочным движением, когда затвор открыть. Для видео вы можете сделать программную коррекцию для этого, сравнивая различия между кадрами. Для одной фотографической экспозиции такой вещи не существует, поэтому не может работать так, как в вашей цитате вверху ответа. Вместо этого вам нужно сложное механическое решение.

4 голосов
/ 06 сентября 2018

И IBIS, и ИС на основе линз (LBIS) имеют свои преимущества и недостатки. Что «лучше» зависит от большого количества переменных. Иерархия этих переменных будет отличаться от одного фотографа к другому и даже от одной конкретной фотографии к другой. Как и во многих сферах фотографии, вы платите деньги и делаете свой выбор, который, по вашему мнению, будет работать лучше для вас и типы фотографий, которые вы хотите сделать.

ответ mattdm очень хорошо объясняет, что круг изображения должен быть на больше , чем диагональ датчика, чтобы IBIS работал. Следствием этого является то, что при смещении датчика центр оптической оси объектива выступает в точку, отличную от центра датчика. Таким образом, один край (или угол) датчика на ближе к одному краю круга изображения, чем когда датчик центрирован. Основным недостатком этого является, конечно, то, что края кругов изображения обычно не так хороши, как центр кругов изображений. На краю круга изображения обычно больше искажений, больше световых искажений, более низкое разрешение и т. Д., Чем в центре.

Уменьшает ли IBIS разрешение изображения?

Для большинства объективов , если объектив не может разрешить датчик по краям круга изображения , на одной стороне рамки он будет. С другой стороны кадра это немного увеличит разрешение, так что этот край / угол датчика будет ближе к центральной оси объектива. На фотографиях может быть заметно, если разрешение на самом краю окружности изображения объектива достаточно ниже, чем разрешение в точке на окружности изображения, которая будет проецироваться на край / угол сенсора, когда сенсор центрирован на оптическая ось объектива.

Если, с другой стороны, объектив по-прежнему может превышать разрешение датчика, даже на краю круга проецируемого света, то заметной разницы не будет. Очевидным выводом является то, что на очень высоком мегапиксельном датчике с очень маленькими фотосайтами эффекты будут более заметными, чем при использовании камеры с гораздо большими фотосайтами (пиксельными ямами), которые не могут показать пределы возможностей объектива.

Основное преимущество IBIS, которое маркетологи использовали для рекламирования, заключается в том, что его можно использовать со всеми объективами. Но у старых устаревших объективов могут быть меньшие круги изображения, чем у новых объективов, разработанных для камеры с IBIS. Это не проблема, если старые объективы предназначены для 35-мм пленки формата 135, а камера оснащена датчиком APS-C, но это может быть проблемой, если камера представляет собой полнокадровую цифровую камеру формата 36 (36x24 мм) с IBIS. . В настоящее время основным преимуществом IBIS является возможность корректировать движения камеры по осям, которые не могут компенсировать ИС на основе объектива. Основным недостатком IBIS является то, что более длинные фокусные расстояния, которые больше всего нуждаются в IS, получают наименьшую выгоду от IBIS в том, что такое же количество движений датчика может противодействовать меньшему движению камеры с более длинным телеобъективом, чем с широкоугольным объективом.

При использовании объектива на основе IS движения элемента / группы IS вызывают незначительное смещение объектива. Это считается приемлемым, если размытие, вызванное менее чем «идеальным» оптическим выравниванием объектива2, вызванное движением IS, меньше размытия, которое в противном случае было бы вызвано движением объектива / камеры. Наибольшим преимуществом LBIS является то, что для узких углов зрения (больших фокусных расстояний) можно сделать гораздо больше коррекции, чем можно сделать, сдвигая датчик, который ограничен как размером круга изображения, так и скоростью и расстоянием, на котором он находится. Сервоприводы -camera могут перемещать датчик, оставаясь при этом относительно компактными и эффективными в отношении батареи / энергопотребления / стоимости.

¹ Предположительно, это приводит к удешевлению объективов для систем, использующих IBIS, по сравнению с системами, использующими объективы IS. Попробуйте провести обзор сопоставимых объективов между, скажем, линейкой объективов Canon EF IS или линейкой объективов Nikon F с креплением VR и объективами Sony без IS с байонетом A и ранними без IS с байонетом IBIS. Они могут попытаться продать вас за аргумент, что установка стабилизации (и даже мотора фокусировки) в корпус камеры делает нестабилизированные линзы (иногда без мотора фокусировки) более дешевыми, но сравнительный взгляд на цены не Стабилизированные линзы по сравнению со стабилизированными линзами Canon / Nikon указывают на то, что разница в цене между линзами, которые в других отношениях сопоставимы, незначительна, если вообще имеет место. Даже объективы сторонних производителей, оснащенные стабилизаторами для кронштейнов Canon / Nikon, оценены очень близко, если не идентичны их нестабилизированным аналогам крепления Sony.
² Не существует такого понятия, как «идеально» выровненные составные объективы, даже среди объективов, отличных от IS. Всегда следует учитывать производственные допуски.

1 голос
/ 06 сентября 2018

Датчик перемещается с , а не против изображения, проецируемого линзой, и до тех пор, пока он не выталкивается так далеко от центра, что покидает круг формирования изображения объектив (или входит в его края, где страдают недопустимые дефекты изображения), не должно быть никаких проблем. На самом деле, некоторые камеры используют преимущества подвижного датчика для увеличения разрешения на *1005*, делая многократные экспозиции, каждый раз сдвигая датчик на половину пикселя, а затем чередуя пиксели (так называемый режим сдвига пикселей).

...