Perché la stabilizzazione delle immagini ha un limite?


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Ora che esiste uno standard CIPA per la misurazione della stabilizzazione dell'immagine, sempre più produttori citano l'efficienza della loro stabilizzazione in stop o half-stop. Ieri, ad esempio, Olympus ha lanciato il suo M.Zuiko 12-100mm F / 4 IS PRO che ha la stabilizzazione dell'immagine integrata e, combinato con la stabilizzazione nel corpo a 5 assi presente nella Olympus high-end mirrorless come l'OM-D E-M5 Mark II fornisce 6,5 stop di stabilizzazione secondo lo standard CIPA.

Sembra un'incredibile quantità di stabilizzazione. Comprendere il significato di Stop significherebbe che è possibile scattare a 12 mm con velocità dell'otturatore fino a 2,6 se a 100 mm con velocità di 1/3! Questo viene calcolato usando la regola empirica 1 / lunghezza focale effettiva. Tuttavia, anche se questo è spento per un'intera fermata, rimarrebbe estremamente impressionante.

La domanda è però, se una stabilizzazione può stabilizzarsi per così tanto tempo, perché si ferma qui? Perché non può semplicemente continuare a fare ciò che sta facendo e stabilizzarsi per 5 o 10 secondi o più? Cosa lo fa smettere di funzionare dopo un po '?


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Non so molto sulla stabilizzazione dell'immagine, ma conosco un po 'i sistemi di controllo. Non dare per scontato che la stabilizzazione trae beneficio dall'obiettivo e dalla pila in modo aggiuntivo (a meno che Olympus non stia affermando diversamente, nel qual caso ne sanno più di me). Stanno cercando di risolvere lo stesso problema e potrebbero effettivamente mettersi in disparte! Inoltre, la maggior parte di questi sistemi si basa su accelerometri, il che significa che gli errori della misurazione aumentano in modo quadratico. Ciò limita la durata di questi sforzi di stabilizzazione.
Cort Ammon - Ripristina Monica il

@CortAmmon - In realtà lo fanno ora. Dal momento che il Panasonic GX8 IIRC. Fino ad allora, dovevi usare l'uno o l'altro, altrimenti si annullavano l'effetto reciproco. I nuovi sistemi sono chiamati Dual IS perché cooperano tra loro. Richiede una fotocamera e un obiettivo compatibili, quindi almeno Panasonic su Panasonic funziona e lo stesso per Olympus ma non sono sicuro se un obiettivo Olympus su un corpo Panasonic ne trarrebbe vantaggio, né se rileverebbe abiliterebbe un solo sistema di stabilizzazione. In questo esempio, la 6,5 ​​stop è la prestazione combinata dichiarata da Olympus, la sola fotocamera si stabilizza meno.
Itai,

Risposte:


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Cosa lo fa smettere di funzionare dopo un po '?

Immaginazione colta: errore .

Un sistema di stabilizzazione dell'immagine è come la navigazione mediante calcoli morti , in cui capisci dove ti trovi in ​​base a ciò che sai di dove ti trovavi, la tua velocità e i cambiamenti di direzione.

Se sei in una macchina che viaggia a 60 miglia all'ora per 5 minuti, sai che sarai a circa 5 miglia da dove hai iniziato. Potresti essere un po 'fuori strada se l'auto si sta effettivamente muovendo a 59 o 61 mph, ma finirai a poca distanza a piedi dalla posizione prevista, così vicino. Ma, se provi a prevedere dove si troverà l'auto dopo un'ora anziché solo 5 minuti, lo stesso piccolo errore da 1 mph si accumulerà in quel periodo di tempo più lungo e finirai per un miglio completo dalla posizione prevista. Potrebbe trattarsi di un errore più grande di quello che sei disposto ad accettare.

È la stessa cosa con un sistema di stabilizzazione dell'immagine. La fotocamera non ha un punto di riferimento assoluto nello spazio: i suoi accelerometri e giroscopi possono solo misurare lo spostamento e la rotazione relativi e, sebbene siano molto precisi, non sono perfetti . Inoltre, l'hardware che sposta il sensore o l'elemento di leasing che mantiene stabile l'immagine avrà alcuni errori propri. Alcuni errori sono anche inerenti ai sistemi IS attivi a causa del fatto che il sistema deve rilevare il movimento prima di poter reagire, quindi c'è sicuramente un ritardo che impedisce al sistema di seguire perfettamente il movimento della telecamera. Infine, è probabile che nessun sistema IS sia in grado di garantire una perfetta registrazione delle immagini da un angolo all'altro mentre compensa il movimento della fotocamera.

Tutti questi errori si accumuleranno nel tempo. Un buon sistema IS potrebbe essere in grado di effettuare uno scatto manuale di 10 s meglio di quello che otterresti senza IS, ma non tanto meglio che i produttori sono disposti a dichiarare che è utile in un ambiente di esposizione così lungo.

In altre parole: non smette di funzionare; raggiunge solo un punto in cui non è sufficientemente utile.


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Sembra un'ipotesi molto ben educata quindi :)
Itai,

In realtà, per il movimento non rotazionale possono misurare solo la seconda derivata dello spostamento (accelerazione) e l'integrazione di tali misurazioni di accelerazione in velocità / posizione è dove si verifica l'errore. Inoltre, la velocità iniziale (relativa al soggetto) è sconosciuta. Per qualsiasi cosa tranne i soggetti più vicini, il movimento xyz dovrebbe essere irrilevante rispetto alla rotazione, giusto? Le fotocamere tentano persino di correggere le vibrazioni non rotazionali?
Peter Cordes,

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@PeterCordes In realtà, sì, Canon , Olympus , Nikon, Pentax e Sony hanno tutti una stabilizzazione a "5 assi", che include la rotazione in 3 direzioni e la traduzione in 2. Non rimanere troppo appeso sull'esempio dei calcoli morti - il punto è semplicemente illustrare l'accumulo di errori.
Caleb,

Sì, stavo solo cercando di capire le parole. È una bella risposta (Penso che la risposta di @ null chiarisca più chiaramente il punto di accumulo dell'errore. La tua risposta non dice esplicitamente "ogni misurazione è relativa alla precedente", leggo la tua risposta come parente del relativo (alla posizione / velocità iniziale) contro assoluto, più che accumulo di errori dalle misurazioni reciproche. Mi dimentico di aver capito che quello era il punto chiave quando ho inviato quel commento.)
Peter Cordes,

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Sospetto che un problema principale sia l'errore accumulato.

Nessuna misurazione è perfetta. C'è sempre un errore. La stabilizzazione dell'immagine deve misurare il movimento relativo della telecamera e contrastarla.

Durante l'esposizione, si verificano molte misurazioni. Ognuno si basa sul risultato del precedente. Ciò significa che l'errore si accumula anche. Ad un certo punto l'errore totale è considerato troppo grande. Immagino che lo standard specifichi che con una certa soglia per l'errore totale e la probabilità con cui viene raggiunto dopo un certo periodo di tempo.


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Hai ragione nel dire che se il movimento fosse ciclico e non superasse mai i limiti della corsa massima dei sistemi di stabilizzazione, dovrebbe essere in grado di durare indefinitamente. Ma se il movimento è nella stessa direzione lungo un asse, alla fine il sistema raggiunge il limite della sua corsa.

Il limite principale riguarda l'estensione del campo di movimento che può essere adattato prima che il sistema di stabilizzazione raggiunga il bordo della sua corsa. Se un sistema di compensazione può tenere il passo con un movimento nella stessa direzione per soli 3 ° prima che raggiunga la fine della sua corsa, qualsiasi movimento superiore a 1 ° al secondo significa che il sistema può mantenere la compensazione solo per 3 secondi al massimo.

Con la stabilizzazione basata su sensore, il problema si aggrava quando si utilizzano obiettivi più lunghi perché sono necessari meno movimenti angolari di un obiettivo a lunghezza focale maggiore per produrre la stessa sfocatura di un obiettivo a focale più corta. Un obiettivo da 600 mm con un sistema full frame ha un FoV diagonale di soli 4 ° circa. Un movimento angolare di 1 ° equivale a 1/4 (25%) dell'intero telaio! Al contrario, un obiettivo da 35 mm ha un FoV diagonale di 63 °. Un movimento di 1 ° equivale solo a 1/63 o meno dell'1,6% dell'intero fotogramma.

Questo è il motivo principale per cui, non appena hanno iniziato a offrire obiettivi a lunghezza focale maggiore, anche i produttori che utilizzano la stabilizzazione basata su fotocamera hanno iniziato a supportarlo con una compensazione basata su obiettivo. I sistemi di stabilizzazione basati sull'obiettivo sono in genere molto vicini al centro dell'obiettivo, dove un movimento molto piccolo può influire su uno spostamento molto più ampio nel punto in cui il cono di luce proiettato si sposta dove colpisce il sensore.


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Secondo gli stessi Olimpo, la rotazione della terra li impedisce di andare oltre i 6,5 stop (e quindi qualcosa a che fare con il giroscopio).

L'ho letto oggi su un articolo su PetaPixel , che a sua volta lo ha rimosso da Amateur Photographic dove hanno avuto un'intervista con il vice direttore della divisione Olympus Setsuya Kataoka:

La stessa stabilizzazione interna dà 5,5 stop e Sync IS dà 6,5 stop con obiettivi OIS. 6,5 stop è in realtà un limite teorico al momento dovuto alla rotazione della terra che interferisce con i sensori giroscopici.


Ho chiesto questo in fisica SE.
uh

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I numeri non riflettono realmente alcun tipo di limite rigido, riflettono una probabilità . Possiamo considerare le vibrazioni della fotocamera in modo casuale, quindi ogni scatto ha una possibilitàdi essere sfocato dal movimento della fotocamera. Più lunga è l'esposizione, maggiore è la possibilità che il tremolio si sommi a sufficienza per rovinare l'immagine. La stabilizzazione dell'immagine può annullare la maggior parte del tremolio in condizioni ragionevoli, ma non tutto, per ragioni che altri hanno spiegato: i sensori di accelerazione non sono perfetti, i motori non reagiscono all'istante, ci sono limiti fisici al movimento, ecc. Il bit residuo della vibrazione della fotocamera contribuisce ancora alla probabilità di un'immagine sfocata, lo fa solo più lentamente perché c'è meno. Se sostengono 6 stop di miglioramento, significa che la sfocatura indotta da shake si accumula in media 1/64 alla velocità più velocecon IS acceso come fa con IS spento, ma ogni scatto è diverso. Puoi avere buona fortuna senza IS e sfortuna con esso. Il test effettivo per IS comporta lo scatto di un gran numero di scatti a velocità dell'otturatore variabili con IS acceso e spento e confrontando la frazione di immagini accettabili o la quantità media di sfocatura tra le due popolazioni. Se una determinata combinazione di fotocamera / obiettivo ottiene un'immagine accettabile il 90% delle volte a 1/30 con IS disattivato, ma può comunque ottenere un'immagine accettabile il 90% delle volte ad 1s con IS attivo, questo è un punto dati che mostra 5 stop di miglioramento. Con molti punti di dati del genere, possiamo sintetizzare le prestazioni (o, se siamo il reparto marketing, scegliere i migliori).


La direzione del movimento potrebbe essere casuale, ma l'errore inerente al sistema IS non lo è. La tua descrizione sembra che il successo di IS dipenda dalla fortuna, ma la mia esperienza è che dipende solo dalla quantità di movimento (frequenza, ampiezza e durata).
Caleb,

@Caleb bene, non è affatto quello che intendevo. Se ho tempo, proverò a modificare per chiarire.
Hobbs,

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Il fotografo e la macchina fotografica sono essenzialmente sistemi a circuito aperto. Il fotografo fornisce l'input puntando la fotocamera sul soggetto e la fotocamera non ha alcun mezzo per influenzare questo input. Per questo motivo, l'errore accumulato presto travolge i dati utili dell'immagine se si tenta di stabilizzare per un periodo più lungo.

Si noti che in altre applicazioni come l'astronomia, i sistemi di posizionamento sono controllati direttamente dal processo di imaging, rendendo il sistema a circuito chiuso: il telescopio segue l'oggetto da sparare. Di conseguenza, i periodi di stabilizzazione di diversi secondi o addirittura minuti non sono inauditi. Ecco un esempio di un telescopio progettato per fotografare oggetti deboli come la magnitudine 24, che stabilizza l'immagine per un massimo di 1 minuto:

inserisci qui la descrizione dell'immagine

Dopotutto c'è un granello di verità nella risposta di Paul, ma è improbabile che queste tecniche vengano applicate presto alla fotografia. Forse un giorno le fotocamere avranno neuro-interfacce per prendere il controllo delle mani del fotografo, ma gli obiettivi con tempi di stabilizzazione di molti secondi dovranno aspettare fino ad allora.


Sembra che tu stia fondendo la stabilizzazione dell'immagine con il tracciamento. Le vedo come diverse in quanto la prima si occupa di compensare il movimento rilevato della fotocamera, mentre la seconda si occupa del movimento previsto / noto del soggetto rispetto alla fotocamera.
Caleb,

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La domanda è però, se una stabilizzazione può stabilizzarsi per così tanto tempo, perché si ferma qui? Perché non può semplicemente continuare a fare ciò che sta facendo e stabilizzarsi per 5 o 10 secondi o più? Cosa lo fa smettere di funzionare dopo un po '?

I vari obiettivi Canon stabilizzati all'immagine che avevo non fermarono del tutto il movimento. Hanno solo rallentato. Dall'osservazione dell'effetto nel mirino è stato chiaro che le esposizioni non possono essere infinite. Tutti i miei obiettivi IS erano nella gamma 70-300mm, l'effetto probabilmente non è così evidente con obiettivi corti che consentono esposizioni molto basse, ma sospetto che il risultato sia simile.


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Probabilmente è un po 'dubbio che l'esposizione 2+ secondi (anche con un obiettivo corto) uscirà molto bene molto spesso.

Quando una persona è in possesso di una macchina fotografica, è coinvolto un numero di movimenti fondamentalmente diversi. Differiscono sia in frequenza che in grandezza. Gli stabilizzatori di immagine funzionano bene con i movimenti causati dal tremore muscolare, che sono (relativamente parlando) ad alta frequenza e di piccole dimensioni. Funziona bene con esposizioni fino a un decimo di secondo circa.

Con esposizioni di più secondi, hai a che fare con tipi di movimenti completamente diversi. Ad esempio, la maggior parte della parte superiore del corpo si muove leggermente mentre si respira. Questo movimento è molto più lento, ma anche (in molti casi) molto più grande. Questo porta a due problemi. Prima di tutto, è abbastanza lento che la maggior parte degli accelerometri non sono calibrati per misurarli molto bene. I secondi (e più difficili da gestire) sistemi di stabilizzazione tipici possono muoversi solo di pochi millimetri. Il movimento della respirazione può essere molto più grande di quello.

Anche solo rimanere completamente fermi per più secondi alla volta diventa difficile. Ciò diventa particolarmente evidente se si tenta di eseguire macrofotografie portatili. Se sei molto vicino (con una profondità di campo minima) è spesso difficile rimanere fermi abbastanza da mantenere un soggetto ben focalizzato. Ancora una volta, i movimenti qui sono spesso dell'ordine di (ad esempio) centimetri invece dei millimetri per i quali i sistemi di stabilizzazione possono in genere compensare bene.


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In pratica quando è richiesta un'estrema precisione, si ricorre a sistemi nidificati, dove all'interno di un sistema stabilizzato ragionevolmente accurato che è ottimizzato per smorzare i movimenti di grandi dimensioni, si mette un sistema più sofisticato che può compensare piccole fluttuazioni nei movimenti che sono i residui del primo sistema. E all'interno di quel sistema puoi inserirne un altro ecc. Ecc. I sistemi di stabilizzazione della telecamera usano uno strato, quindi c'è molto spazio per miglioramenti (ma i costi sarebbero probabilmente proibitivi).

Tali sistemi utilizzano tipicamente meccanismi di smorzamento sia passivi che attivi. Volete che il secondo strato sia isolato dal primo strato, quindi esiste un sistema di smorzamento passivo che collega gli strati. C'è anche un sistema attivo per compensare i movimenti. In un sistema a strati questo è fatto meglio misurando il movimento dello strato precedente e quindi calcolando la propagazione attraverso il meccanismo di smorzamento per ottenere la compensazione richiesta.

L' esperimento LIGO è un buon esempio in cui tali metodi vengono utilizzati per ottenere una compensazione estremamente accurata delle vibrazioni.


Mentre sto seguendo quello che stai dicendo, non posso seguire come questo dica perché c'è un limite.
Itai,

Aggiungerò qualche spiegazione in più. Cosa succede sempre quando si lavora con un singolo livello, si raggiungono i limiti a causa di tutti i fastidiosi effetti del mondo reale che diventano più problematici, meglio si desidera rendere il sistema. La risposta di Caleb menziona alcuni problemi importanti. Ma tali limiti non sono limiti assoluti, possono essere aggirati aggiungendo più livelli.
Conte Iblis,

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Domanda interessante, ma penso che alcune premesse siano sbagliate.

è possibile scattare a 12 mm con velocità dell'otturatore fino a 2,6 secondi

Veramente? Il fotografo rimarrà fermo per 2,6 secondi?

Un sistema di stabilizzazione fisica dell'immagine si basa su una proprietà fisica della questione: l'inerzia.

È come il trucco di tirare il panno sul tavolo e lasciare soli i piatti.

Se è in qualche modo sciolto l'uno dall'altro, puoi spostare un pezzo in una certa misura senza spostare l'altro pezzo.

Sono inoltre progettati per un certo tipo di frequenze.

Un pendolo ha una frequenza per risuonare. Se crei un certo equilibrio con una scopa capovolta, stai applicando lo stesso principio. Ma devi compensare alla giusta velocità.

Immagina ora di voler riformattare un'immagine e il sistema di stabilizzazione dell'immagine impedisce di farlo. "Oh no, è una scossa, rimarrò sul posto!".

Sì. Un grande telescopio ha più massa e sono sicuro che il rifacimento richiede un po 'più di tempo di una macchina fotografica portatile. Ma su una fotocamera portatile hai dei limiti sulla stabilizzazione.

A proposito, l'altro dispositivo che fornisce una stabilizzazione più lunga è chiamato treppiede. E fai affidamento sulla massa della Terra.


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Really? Will the photographer will be standing still for 2.6 seconds?- Se la VR può correggere l'handshake per così tanto tempo, certo, perché no? L'intero punto di IS / VR / qualunque cosa funzioni quando i treppiedi sono poco pratici.
Blrfl,

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Probabilmente riceverò di nuovo un buon numero di voti negativi ... ma tutte le risposte di cui sopra sono sbagliate dall'inizio alla fine. E la risposta è già nella tua domanda:

esiste uno standard CIPA per misurare la stabilizzazione dell'immagine

È tutto. Il concetto qui è "quadro di riferimento": dato che esiste uno standard, deve esserci un modo per testare tutte le telecamere allo stesso modo e produrre un numero che sia un indicatore valido, cioè che sia "comparabile" tra le telecamere.


Test CIPA: come funziona

(e probabilmente anche test interni prima della standardizzazione CIPA)

Poiché "esiste uno standard CIPA per misurare la stabilizzazione dell'immagine", 5 stop (ad es.) Di stabilizzazione è il risultato di un test standard che misura in condizioni specifiche quanto la fotocamera può essere spinta prima che accada un determinato insieme di cose (vale a dire il bokeh degrado e motion blur).

Nota: nel manuale delle procedure di test di stabilizzazione dell'immagine CIPA sono presenti almeno 50 pagine. E non li ricordo tutti, né ho il cervello per comprenderne ogni aspetto (anche se produco software per piattaforme di test delle vibrazioni :-D); seguire la spiegazione è una grande semplificazione eccessiva, se qualcuno vuole entrare nei dettagli, può semplicemente leggere la procedura da solo, è pubblicamente disponibile

Lo standard CIPA utilizza una piattaforma vibrante per testare la telecamera. Questa è la magia.

La telecamera è posizionata su una piattaforma che produce vibrazioni e mira a "un'immagine standard"; la piattaforma viene spenta e viene scattata una foto di riferimento. Quindi la piattaforma viene accesa, vengono prodotte una serie di vibrazioni, vengono fatti molti scatti a diverse velocità dell'otturatore e nel momento in cui la fotocamera inizia a produrre foto cattive è il momento in cui l'IS non è in grado di correggere l'esposizione. Quindi immagina solo la differenza tra la velocità dell'otturatore iniziale e l'ultima buona, espressa in stop, è la quantità di stop che il sistema di stabilizzazione della fotocamera è in grado di gestire.


Inoltre, c'è un problema con la domanda che hai posto:

è possibile scattare a 12 mm con velocità dell'otturatore fino a 2,6 secondi e a 100 mm con velocità di 1/3 di secondo! Questo viene calcolato usando la regola empirica 1 / lunghezza focale effettiva

Perché non è possibile scattare a 100 mm con una velocità dell'otturatore maggiore di 1/3? Semplice perché l'hai imposto tu stesso nell'esempio! :-)

Se si stabilisce quel palmare, è possibile sparare 100 mm al massimo a 1/100 di secondo, quindi si applicano 5 stop e si traducono in 1/3 di massimo al massimo ... è perché hai fatto i calcoli, non perché il sistema di stabilizzazione dell'immagine si spegnerà dopo 1/3 di secondo, né perché inizierà a funzionare male dopo quel tempo! In effetti, i sistemi di stabilizzazione dell'immagine sono testati (se ricordo bene) con esposizioni fino a 32 secondi MrGreen

Qui imposta il quadro di riferimento, dicendo "Prendo la regola 1 / mm e applico il fattore di arresto", quindi ti sei forzato in un angolo. Cosa succede se qualcuno con una mano veramente ferma può sparare a mano 100mm @ 1sec? Il sistema smette di funzionare dopo 1 / 3s anche per lui perché non puoi andare oltre 100mm @ 1/100 di secondo?


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" Tutte le risposte sopra sono sbagliate dall'inizio alla fine ", come è? Sono ancora abbastanza sicuro che l'errore accumulato sia uno dei motivi principali per cui "l' IS non è in grado di correggere l'esposizione ". Non vedo come ciò che afferma la tua risposta sia in conflitto con quelle altre risposte. Penso che potrebbe esserci un'ottima risposta nella tua, perché è importante menzionare e citare le parti pertinenti dello standard. Fare affermazioni infondate su come tutti gli altri abbiano torto mi sembra arrogante, ma soprattutto, non aggiunge nulla di utile a questa risposta forse utile. Si prega di rimuovere quella roba
null

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La stabilizzazione dell'immagine è controllata da giroscopi MEMS. Sebbene non disponga di informazioni complete sull'utilizzo delle fotocamere, posso tornare indietro. A partire dal fatto che i giroscopi MEMS vengono utilizzati per misurare la rotazione della terra in diverse università e centri di ricerca. Questi giroscopi sono utilizzati nei sensori. Quando un giroscopio viene spinto fuori dal suo asse, esercita una forza per mantenere la sua posizione. Questa forza può quindi essere misurata. L'elaborazione di questa misurazione può quindi essere utilizzata per determinare la forza di movimento esercitata contro quella. In un sistema di stabilizzazione, ciò porterebbe quindi a una contro forza per mantenere la posizione con le misurazioni dal giroscopio che controlla il controllo della contro forza. Mentre la terra ruota, la sua pressione di forza sul giroscopio consente di misurarla. Ho notato che ha detto una limitazione teorica di 6,5 fermate. Una limitazione teorica significa il massimo che può essere raggiunto senza errori e tutto perfetto. Metto in dubbio la sua affermazione che la loro macchina fotografica è al limite teorico in quanto ciò non è mai stato raggiunto. Ci sono sempre limiti fisici. Non ho i suoi calcoli per questa affermazione. Deve comportare la forza minima a cui risponde il suo sistema di telecamere. Dopo 6,5 stop, la forza della rotazione della terra è quindi maggiore di questo movimento minimo in corrispondenza del quale anche il sistema non sapendo che l'oggetto a cui era puntata la telecamera si era mosso, avrebbe quindi tentato di puntare la telecamera dove pensava che l'oggetto fosse fermo era. Quindi la matematica per quando ciò si verificherebbe coinvolgerebbe la dimensione dei pixel, i limiti minimo e massimo che può correggere e molto più coinvolti con l'ottica e lo smorzamento incorporato nel sistema. Il che include l'essere umano che lo tiene. Quando una telecamera scendeva da un aereo e si attivava in remoto, non si otterrebbe un'immagine chiara a 1 secondo molto meno in periodi più lunghi. Per le fotocamere, suggerirei che la soluzione sarebbe un sensore sovradimensionato nella fotocamera per spostare la parte del sensore da cui proviene l'immagine, nonché l'ottica e il movimento fisico del sensore. Per fare ciò, hanno quindi bisogno di un'area di archiviazione e leggere continuamente il sensore che memorizza l'immagine nell'area di archiviazione e si aggiunge a ciò che è già lì. Penso che ciò sia possibile con un processore dedicato e che consenta un tempo più lungo per cui l'immagine può essere stabilizzata. Tuttavia c'è ancora un limite. A proposito, questo tipo di sistema è in uso in alcuni luoghi in cui le spese non contano. Tornando alla domanda originale, non indica dove sulla terra questo sia il limite. Il limite può essere inferiore sull'equatore e maggiore sui poli. Inoltre, oggi la maggior parte delle fotocamere offre una maggiore stabilizzazione con obiettivi più lunghi e meno stop con tempi più brevi. Che ritorna di nuovo al suo commento di 6,5 stop senza alcun riferimento alla lunghezza focale né al tempo effettivo. Tenderei a pensare che questo sia più un limite dei giroscopi multipli che operano su piani diversi e l'interazione tra loro in quanto è abbastanza facile avere un giroscopio per determinare l'orientamento della fotocamera in relazione alla rotazione terrestre e quindi programmare che nel processore di stabilizzazione. C'è molta matematica su questo su Internet in articoli sulla misurazione della rotazione terrestre. Spero che questa sia una chiara spiegazione inglese del perché ci sono limiti oltre i quali il sistema giroscopico non può andare. 5 stop commentano senza alcun riferimento alla lunghezza focale né al tempo effettivo. Tenderei a pensare che questo sia più un limite dei giroscopi multipli che operano su piani diversi e l'interazione tra loro in quanto è abbastanza facile avere un giroscopio per determinare l'orientamento della fotocamera in relazione alla rotazione terrestre e quindi programmare che nel processore di stabilizzazione. C'è molta matematica su questo su Internet in articoli sulla misurazione della rotazione terrestre. Spero che questa sia una chiara spiegazione inglese del perché ci sono limiti oltre i quali il sistema giroscopico non può andare. 5 stop commentano senza alcun riferimento alla lunghezza focale né al tempo effettivo. Tenderei a pensare che questo sia più un limite dei giroscopi multipli che operano su piani diversi e l'interazione tra loro in quanto è abbastanza facile avere un giroscopio per determinare l'orientamento della fotocamera in relazione alla rotazione terrestre e quindi programmare che nel processore di stabilizzazione. C'è molta matematica su questo su Internet in articoli sulla misurazione della rotazione terrestre. Spero che questa sia una chiara spiegazione inglese del perché ci sono limiti oltre i quali il sistema giroscopico non può andare. Tenderei a pensare che questo sia più un limite dei giroscopi multipli che operano su piani diversi e l'interazione tra loro in quanto è abbastanza facile avere un giroscopio per determinare l'orientamento della fotocamera in relazione alla rotazione terrestre e quindi programmare che nel processore di stabilizzazione. C'è molta matematica su questo su Internet in articoli sulla misurazione della rotazione terrestre. Spero che questa sia una chiara spiegazione inglese del perché ci sono limiti oltre i quali il sistema giroscopico non può andare. Tenderei a pensare che questo sia più un limite dei giroscopi multipli che operano su piani diversi e l'interazione tra loro in quanto è abbastanza facile avere un giroscopio per determinare l'orientamento della fotocamera in relazione alla rotazione terrestre e quindi programmare che nel processore di stabilizzazione. C'è molta matematica su questo su Internet in articoli sulla misurazione della rotazione terrestre. Spero che questa sia una chiara spiegazione inglese del perché ci sono limiti oltre i quali il sistema giroscopico non può andare.


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Suggerirei che tu abbia ragione e che non ci siano limiti assoluti. Dovresti riuscire a stabilizzarti per 10 minuti o due ore.

È stato menzionato l'errore accumulato in un sistema di controllo ad anello aperto che è il meccanismo di stabilizzazione. I sistemi di controllo aperti possono andare oltre ciò che può essere compensato. Si tratta di sistemi di controllo per bambini 101 e il problema è stato risolto secoli fa nell'ingegneria meccanica. Basta chiudere il loop con feedback.

Se pensi alle due parti di una fotocamera, hai un obiettivo e un sensore. L'obiettivo (stabilizzato) si sposta per cambiare ciò che il sensore vede e il sensore vede a cosa punta l'obiettivo. Collega i due con un circuito di feedback. Un processore di segnale digitale dovrebbe essere in grado di agganciarsi a un bersaglio di immagine (dopotutto abbiamo il rilevamento del volto di base) e rilevare se l'immagine si è spostata. Lo spostamento viene quindi ricondotto al controllo del movimento dell'obiettivo e l'obiettivo spostato nella direzione opposta. Il trucco sarebbe nel rilevare i cambiamenti di livello dei pixel. Ecco perché non li abbiamo ancora, ma nulla che ho delineato sembra fisicamente impossibile. Finché l'obiettivo punta sul bersaglio con una precisione sufficiente, sarai in grado di esporre tutto il giorno.

Il motivo per cui sono sicuro che funzionerà è che è già stato fatto. Oggi i telescopi hanno specchi attivi / flessibili che regolano costantemente le loro geometrie per stabilizzare la turbolenza atmosferica e le distorsioni del peso proprio. Si bloccano anche su un bersaglio e lo seguono.

Non vedo l'ora di acquistare un obiettivo che può stabilizzarsi per un'intera giornata.


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" Un processore di segnale digitale dovrebbe essere in grado di agganciarsi a un obiettivo di immagine (dopotutto abbiamo un inseguimento del viso di base) " ciò presuppone erroneamente che per eseguire la lettura del sensore di stabilizzazione venga eseguita durante un'esposizione, il che non è il caso. Non mi piace anche come questa risposta sembri teorizzare su come dovrebbero essere le cose , con la giustificazione che " nulla delineato sembra fisicamente impossibile ". La domanda non riguardava un modo teoricamente possibile, ma i limiti della tecnologia attuale. -1
null

Tra le altre cose, ti stai dimenticando che una delle cose che limita la stabilizzazione è la distanza della telecamera. Se inizialmente la fotocamera puntava verso nord e ruota lentamente verso est, nessuna quantità di stabilizzazione sarà in grado di mantenere la stessa immagine proiettata sul sensore.
David Richerby,

@DavidRicherby Err, sì, hai perfettamente ragione. Se indico una macchina fotografica dietro di me, probabilmente non sarà in grado di fare una foto di ciò che mi sta di fronte ...
Paul Uszak,

1
OK, e questo significa che ci saranno sempre circostanze in cui la fotocamera ha da dire: "Mi dispiace, la stabilizzazione non è riuscita perché la fotocamera si è spostata troppo". Ciò, a sua volta, significa che la stabilizzazione dell'immagine non può produrre esposizioni arbitrariamente lunghe. Ovviamente, ho scelto un esempio estremo (anzi, in modo ridicolo) ma illustra il punto in cui più si tenta di tenere una fotocamera puntata in una direzione particolare, maggiore sarà la sua divergenza dalla sua direzione originale.
David Richerby,

1
@DavidRicherby Non vedo prove per la tua ultima affermazione. Sono sicuro di poter mantenere una fotocamera puntata nella stessa direzione di ± 2 ° in qualsiasi asse per un tempo piuttosto lungo. La cosa che aumenta nel tempo non è la divergenza rispetto al bersaglio originale, ma l'errore che si accumula nel tentativo di compensare piccoli movimenti momentanei.
Caleb,
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