mělo by mu předcházet „divák, doporučuje se uvážení“
grafika. Po pravdě řečeno, každý, kdo kdy držel videokameru, natočil roztřesené
video.
Abychom si uvědomili výhody a vyhnuli se nástrahám používání stabilizace obrazu,
musíme nejprve pochopit, jak funguje. Existují dvě oblíbené metody
stabilizace videa, takže každou z nich prozkoumáme samostatně.
Pohyblivé obrázky
Porozumět tomu, jak funguje stabilizace obrazu, není příliš těžké. Pro ilustraci
se podíváme na příběh dvou zkorumpovaných prodejců dalekohledů:Jerryho a Larryho.
Tito optici psanci vydražili stovky lidí za 145 dolarů za falešné „superstabilizované“
dalekohledy.
Jerry a Larry vždy staví svůj binokulární vozík před stejným
malebným hřbitovem. Když oběť zkusila svůj falešný dalekohled, Larry
skočil za vozík a získal obrázek hřbitova ve velikosti plakátu.
Potom rychle umístil obrázek mezi oběť a hřbitov.
S ostrýma očima a rychlýma rukama by Larry
sledoval drobné pohyby dalekohledu. Pokud by se dalekohled posunul o stupeň
doleva, Larry by snímek kompenzoval posunutím. Kdyby se posunuli
o tři stupně nahoru a doprava, Larry by odpovídajícím způsobem posunul obraz.
Osobě, která se dívala dalekohledem, byl obraz stabilní jako
kámen.
Ačkoli je technologie trochu odlišná,
systém stabilizace obrazu videokamery funguje v podstatě stejným způsobem. Pokud
kamera detekuje nežádoucí pohyb, posune nahraný obraz, aby to kompenzoval.
Pokud pohnete videokamerou o několik stupňů doprava, obraz se posune, aby se pohyb
zrušil. Výsledkem jsou plynulejší záběry až po mechanické nebo
elektrické limity systému.
Optické a digitální
Videokamery dosahují stabilizace obrazu dvěma různými způsoby:
digitálním zpracováním nebo optickým trikem. Implementace digitálního přístupu je
jednodušší a levnější, protože nevyžaduje žádné pohyblivé části. Optická
stabilizace obrazu zvyšuje složitost objektivu videokamery, což znamená
vyšší náklady. To vysvětluje, proč obvykle najdete optickou stabilizaci obrazu
u videokamer nejvyšší řady.
Digitální stabilizace obrazu (často nazývaná elektronická stabilizace obrazu
nebo EIS) provádí své kouzlo pomocí CCD videokamery. Za prvé, EIS zabere
střední část obrazu CCD – zhruba 90 procent
výstupu snímače – a digitálně jej rozšíří tak, aby zaplnil celou obrazovku. Tím se uvolní
vnější okraje CCD a umožní jim fungovat jako oblast vyrovnávací paměti.
Videokamera pak může posouvat menší aktivní oblast obrazu v libovolném
směru na přední straně senzor, dokud nedosáhne fyzické hranice
CCD.
Představte si, že by vaše videokamera měla malý joystick, který by vám umožnil
pohybovat aktivní oblastí obrazu podle libosti. Pokud by vaše videokamera stála,
výsledek pohybu oblasti obrazu by vypadal, jako byste posouvali
a nakláněli videokameru. Videokamera samotná se nehýbe, ale posunutím
aktivní oblasti CCD to vypadá, jako by to bylo.
Opak je také pravdou. Pokud byste posouvali videokameru doleva
a posunout aktivní oblast obrazu v opačném směru, výsledné
video by vypadalo, jako by se videokamera vůbec nepohnula. Pokud byste mohli pohybovat
joystickem dostatečně rychle, abyste vyrovnali každé chvění videokamery,
výsledné video by vypadalo, jako by videokamera stála. Přesně tak funguje EIS:stejně jako Larry a jeho pohyblivý obraz s
dalekohledem, EIS snímá pohyb videokamery a pohybuje aktivní
oblastí CCD, aby pohyb působil proti pohybu. Viz obrázek 1 pro vizuální vysvětlení
systému EIS.
Optická stabilizace obrazu dosahuje stejného výsledku zcela jinými
prostředky. Namísto pohybu části obrazu CCD v reakci na pohyb videokamery
optická stabilizace ve skutečnosti přesměruje světlo přicházející do
čočky. Dělá to pomocí pohyblivého hranolu namontovaného blízko přední části objektivu.
Prisma je v podstatě kus skla s rozevlátými plochami. Světlo procházející
prizmatem se ohýbá úměrně úhlu mezi přední stranou
a zadní stranou. Pokud jsou přední a zadní strana hranolu téměř rovnoběžné,
světlo se mírně ohýbá. Pokud je úhel mezi přední a zadní částí větší,
světlo se přes hranol výrazněji otočí.
Videokamery s optickou stabilizací využívají důmyslné zařízení zvané variabilně-úhlový
hranol. Tento hranol není nic jiného než dva kusy skla oddělené
opticky inertní tekutinou s pružným měchem po celém
obvodu. Malé motory sbalují nebo roztahují strany hranolu a mění
úhel mezi přední a zadní čočkou. To umožňuje videokameře
řídit světlo pohybující se objektivem videokamery. Připojte tyto motory
k elektronickému obvodu určenému ke snímání pohybu videokamery a
hranol může působit proti malým pohybům obrazu nasměrováním světla
v opačném směru (viz obrázek 2).
Vidět, cítit
Vzhledem k tomu, že jsou k dispozici prostředky k potlačení nežádoucího pohybu videokamery,
chybí pouze metoda, jak zjistit, kdy k němu dochází. Videokamery mají dva
běžné způsoby, jak toho dosáhnout, jeden spoléhá na CCD a druhý na
složitější mechaniku. Zní povědomě?
Nejjednodušším způsobem, jak detekovat pohyb videokamery, je vyhodnotit výstup
samotného CCD. Pokud videokamera snímá objekt, který nezaplňuje
celý hledáček (což je obvykle případ), bude se v daný okamžik pohybovat pouze malá část
obrazovky. Když celek
obraz se pohybuje, je docela dobré sázet na to, že je to samotná videokamera, nikoli objekt,
který se pohybuje.
Když obvod stabilizace obrazu zjistí, že se celý obraz mění ve
stejném směru, předpokládá, že se videokamera pohybuje, a pokusí se to
kompenzovat. Videokamera obvykle spustí algoritmy, které vyhodnotí
jak rychle a jakým směrem k pohybu dochází. Ty pomáhají videokameře
rozlišovat mezi požadovanými pohyby a nežádoucími otřesy.
Dalším způsobem, jak detekovat pohyb videokamery, je jeho přímé snímání. Pohybové
senzory namontované v těle videokamery dokážou detekovat pohyb videokamery
ve všech třech osách a podle toho kompenzovat. Stejně jako u systému optické
stabilizace obrazu je implementace snímačů pohybu složitější a nákladnější
než jednodušší systém CCD. Vzhledem k tomu, že pohybové senzory ve skutečnosti detekují
pohyb videokamery, je tento přístup méně náchylný k falešným
měřením.
Co když chci posouvat?
I když mají téměř magickou schopnost tlumit nechtěné otřesy videokamery
, schémata stabilizace obrazu mají stinnou stránku. Hlavní nevýhodou
stabilizace obrazu je její tendence snažit se eliminovat úmyslné
pohyb videokamery. Žádný stabilizační systém nedokáže rozpoznat rozdíl mezi
náhodným nárazem doleva a začátkem pánve. Poté, co
podržíte pohyb na sekundu nebo dvě, si systém může být jistý, že se jedná o
požadovaný pohyb.
To způsobuje, že mnoho stabilizačních systémů bojuje s prvními několika stupni
pan nebo náklonu a na konci pokračuje v driftování o několik stupňů. Více než
jen znervózní, může to udělat nepořádek na vaší nejkalkulovanější, profesionálně
hladké pánvi. Z tohoto důvodu mnoho lidí deaktivuje stabilizaci obrazu
při záměrném pohybu videokamery.
Můžete také oklamat systémy, které vyhodnocují CCD, aby určily, zda je
kamera v pohybu, když velká část obrazovky obsahuje pohybující se
předmět. Může to být vlak vyjíždějící ze stanice, projíždějící dodávka
nebo dokonce jen osoba pohybující se v blízkosti objektivu. Jednou byla videokamera testována
může Videomaker měli zajímavou reakci, když jsme odrazili velkou
kartonovou krabici několik stop před objektiv. Se zapnutým EIS zůstal box
nehybně na obrazovce, zatímco se zdálo, že se zbytek světa
pohybuje nahoru a dolů.
A konečně, některé systémy EIS mohou způsobit znatelný pokles rozlišení obrazu.
Je to proto, že vytvářejí obraz z menšího bloku pixelů
na CCD a zvětšují je tak, aby vyplnily obrazovka. Videokamera s 280 000 pixely
CCD například může používat méně než 250 000 pixelů k vytvoření obrazu
se zapojeným EIS.
Nejlepším řešením je načíst CCD pixely navíc, takže zapojení EIS nemá
žádný viditelný vliv na kvalitu obrazu. Několik videokamer s vyšší cenou používá
tento přístup a výsledky jsou vynikající – je skutečně nemožné detekovat
pokles rozlišení se zapnutým EIS.
Stabilní, jak to jde
Pro většinu lidí jsou nevýhody stabilizace obrazu bledé ve srovnání s
mnoha výhodami. Přehrávání vypráví celý příběh – díky stabilizaci obrazu je
svět videa z ruky mnohem plynulejší.