iPhones.ru

Как работает оптическая стабилизация в камере смартфона. Она до сих пор есть не у всех

Павел avatar | 5
FavoriteLoading В закладки

Смартфоны за последние годы развились семимильными шагами и абсолютно поменяли правила игры в области фотографии.

У производителей на руках оказался большой набор возможностей для взрывного улучшения качества съёмки благодаря миру профессиональных камер.

Из поколения в поколения в мобильных устройствах появлялись технологии из «старшего» класса, но одна совершенно незаметно полностью изменила правила игры.

С механической точки зрения на результат готового кадра влияют 4 фактора:

  • Размер и разрешение матрицы
  • Качество и вид объектива
  • Процессор для обработки сигнала
  • Тип стабилизации.
  • И последний пункт оказался, как бы это странно не звучало, самым сложным для качественной реализации, поскольку сложнее всего сделать универсальным.

    Ниже разберёмся, как работает самый популярный тип стабилизации, почему он является оптимальным и насколько сильно влияет на финальные фотографии и видео.

    На что снимаем видеопримеры


    Сравнение делали на основную и сверхширокоугольную камеры Infinix ZERO 40 5G

    Сравнение между работой оптической и электронной стабилизаций сделали на новый Infinix ZERO 40 5G за 39 990 рублей.

    Это новый среднебюджетный смартфон Infinix, который представили 24 сентября 2024 года. В его камеры сделали большой упор не только на фото-, но и на видеосъемку.

    ▸ Матрица основного модуля с разрешением 108 МП сопоставима по размеру с текущими флагманами за 100 000+ рублей, что позволяет ей захватывать много света и выдавать чёткую картинку.

    Встроенная оптическая стабилизация позволяет получать более чёткие фотографии и гладкие видео без обрезания кадра. Подробнее об этом с технической точки зрения ниже.

    ▸ Матрица сверхширокоугольного модуля имеет разрешение 50 МП и поддерживает три вида электронной стабилизации (без сглаживания, высокая и максимальная).

    Благодаря высокой плотности пикселей было удобно обрезать снятое на сверхшироуогольную камеру видео без заметной потери в чёткости, чтобы увидеть разницу в стабилизации с основным модулем.

    Почему камеры без стабилизации плохо снимают


    Пример снят с намеренно сильной тряской изображения

    В обычных условиях можно обойтись небольшой матрицей и не самой яркой линзой, но плохая стабилизация создаст проблемы даже лучшим фотографам.

    Руки трясутся всегда, объекты двигаются постоянно, и компенсировать это необходимо.

    Или вот, какой бы чёткой, контрастной и кристально чистой не была картинка в видео, его плавность всегда была определяющим качеством. Когда в кадре всё трясётся, смотреть неприятно любое видео и его сразу хочется выключить.

    В кино для гладкого движения камеры используют массивные конструкции, которые надеваются прямо на оператора, рельсы и даже механизированных роботов, движение которых программируют заранее.

    Однако для съёмки видео со смартфона никто их использовать не будет. И поэтому инженерам нужно опираться на два самых популярных вида стабилизации: электронную и оптическую.

    Электронная стабилизация до сих пор единственная у некоторых смартфонов. Она сильно режет кадр

    wp-image-1281807wp-image-1281806

    В первые годы модули камер у смартфонов были маленькие. Подвижные компоненты было сложно и дорого помещать, так что популярной была электронная стабилизация, ещё её называют EIS или Electronic Image Stabilizer.

    Она работает за счёт преобразования информации с гироскопа и акселерометра в данные о тряске.

    Во время записи видео алгоритмы сильно обрезают края и оставляют в центре кусок готового футажа. При этом без физической стабилизации для оптимального результата может теряться приблизительно 40% снятого материала со всей площади матрицы, и в итоге получается размытая каша. Особенно с мобильных камер, куда и без того попадает мало света.

    Из минусов на первых смартфонах также были сильный «желейный» эффект и неестественное затормаживание при резкой смене кадра.

    Именно по этой причине большинство Android-смартфонов ещё несколько лет назад (а бюджетные до всё ещё) отставали в съёмке видео.

    Нужно было придумывать более эффективное решение, и его нашли в сменной оптике «взрослых» камер.

    Оптическая стабилизация даёт натуральную плавность

    Объективы для фотокамер стоят дорого, потому что в них кроме стёкол разной сложности производства установлен механизм, который компенсирует дрожание, тряску и вибрации.

    Линза получает информацию с датчиков движения внутри камеры и двигает в обратном направлении комбинацию пружин, магнитов и металлических колец, чтобы компенсировать смазывание.

    То же самое сделали в смартфонах. Механизм отличается только тем, что подвижный элемент оптической стабилизации в мобильной камере расположен не внутри объектива, а снаружи. Его окружает набор магнитов, который двигает линзу вверх, вниз, влево и вправо, основываясь на акселерометре и гироскопе смартфона.

    Что интересно, чем крупнее модуль, тем сильнее заметно эффект, поскольку амплитуда движения увеличивается.


    Так устроена камера с оптической стабилизацией

    При этом эффективная поверхность сенсора не падает благодаря такому виду стабилизации.

    Линза спроектирована так, чтобы амплитуда её движения всегда покрывала сенсор полностью. Правильная разработка объектива с таким широким покрытием как раз и является одним из вызовов у инженеров.

    В итоге получается плавное видео и более чёткие фотографии, на создание которых нужно меньше времени, чтобы поймать свет и тем самым не смазать кадр.

    ❗️ Исключением обычно выступают сверхширокоугольные камеры, на которые производители смартфонов оптическую стабилизацию не ставят, поскольку тряска на них не так заметна из-за широкого угла. Но за счёт использования электронной можно добиться роскошной плавности, чем пользуется один из режимов в Infinix ZERO 40 5G.

    Есть третий вид, но с большими минусами

    В последние годы появилась новая технология, которая называется сенсорная стабилизация. Она работает за счёт того, что двигается не линза, а матрица. Главный плюс заключается в том, что менять положение сенсора проще из-за меньшего веса, поэтому такая стабилизация срабатывает быстрее.

    Однако есть сразу два минуса, и оба связаны с размером.

    У сенсорной стабилизации магниты крепятся на основание матрицы, тем самым увеличивая модуль до двух раз.

    Это не только мешает располагать микрофоны, вспышку, антенны и другое железо рядом, но и ограничивает улучшение камеры в будущем. Если сенсор станет больше, то придётся ставить ещё и более крупные магниты, а это моментально раздует размер модуля.

    Также это увеличивает толщину модуля, что сказывается на ещё большем выпирании камер из корпуса.

    Например, ровно по этой причине Apple третий год подряд не увеличивает размер сенсора, когда почти все китайские конкуренты обогнали компанию.

    Оптический стаб берёт лучшее из двух миров


    iPhone 15 Pro Max. Скачать фрагмент и сравнить самостоятельно: тут (30,7 МБ)


    Infinix ZERO 40 5G. Скачать фрагмент и сравнить самостоятельно: тут (43,1 МБ)

    Посмотрите на примеры выше. Обращайте внимание на плавность, не на цвет.

    В iPhone 15 Pro Max используют сенсорную стабилизацию, в Infinix ZERO 40 5G оптическую.

    Разница есть, у смартфона от Apple более гладкий переход, но заметить его получается не сразу. К тому же у iPhone есть фора в виде более широкого угла съёмки, а это, как я указывал про сверхширокоугольные модули, всегда делает картинку плавнее.

    В итоге между моделями разница около 100 000 рублей в цене, а «выхлоп» заметен на 10%.

    О том, в чём ещё видна разница между типовым смартфоном Apple и Infinix, можно узнать в нашем сравнении.

    Оптическая стабилизации компактное и доступнее как технология. Поэтому улучшать качество съёмки с ней проще.

    Стабилизация интегрируется в объектив, что позволяет ему занимать ту же площадь, что и база с сенсором камеры. Поэтому весь модуль при том же размере матрицы получается меньше и тоньше, чем при наличии сенсорной стабилизации.

    Благодаря этому появляется больше места для батареи и других компонентов, при этом полностью сохраняется эффективное и естественное сглаживание в видео.

    А ещё экономия пространства позволяет инженерам устанавливать камеры с более крупными сенсорами в среднебюджетные модели.

    Более того, с учётом дополнительного использования электронной стабилизации вместе с оптической, получается меньше обрезать кадр и тем самым сохранять изначальное качество.

    В Infinix ZERO 40 5G фактически топовый модуль камеры

    От размера сенсора в камере зависит, насколько чёткими и яркими будут фотографии, как мало в них будет шума. Чем он крупнее, тем лучше.

    В Infinix ZERO 40 5G установлена матрица размером 1/1.67. Это приблизительно 95% от показателя во флагманах, что позволяет захватывать больше света и потому получать больше деталей без потери в чёткости изображения по сравнению со смартфонами в том же ценовом сегменте.

    Чтобы добиться максимальной плавности, в основной камере при желании можно включить режим повышенного сглаживания. За счёт высокого разрешения сенсора в 108 МП и его крупного физического размера при этом сценарии края обрезаются минимально и чёткость остаётся высокой.

    Дополнительную роль играет три режима электронной стабилизации: «без стабилизации», «максимальная» и «супер-стабилизация».

    Кроме этого в Infinix ZERO 40 5G установлен большой AMOLED‑экран размером 6,78-дюйма с частотой обновления 144 Гц, 12 ГБ оперативной и до 512 ГБ встроенной памяти, аккумулятор ёмкостью 5000 мАч и даже поддержка беспроводной зарядки на 20 Вт по новому магнитному стандарту Qi2. Подробнее об опыте использования рассказывали в обзоре.

    Пока громкие китайские производители пытаются «выехать» на репутации и начинают ставить ценники в сто с лишним тысяч на свои самые лучшие модели, Infinix продолжает протаптывать дорожку «народного» бренда.

    Напоминаю, новинка стоит от 39 990 рублей. И для его характеристик у Infinix ZERO 40 5G мало конкурентов.

    1 Звезд2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (13 голосов, общий рейтинг: 4.15 из 5)
    undefined
    iPhones.ru
    Смартфоны за последние годы развились семимильными шагами и абсолютно поменяли правила игры в области фотографии. У производителей на руках оказался большой набор возможностей для взрывного улучшения качества съёмки благодаря миру профессиональных камер. Из поколения в поколения в мобильных устройствах появлялись технологии из «старшего» класса, но одна совершенно незаметно полностью изменила правила игры. С механической точки...
    Здесь можно оставить комментарий! Для этого авторизуйтесь или зарегистрируйтесь на iPhones.ru.

    5 комментариев

    Форум →
    1. alexmaru avatar
      alexmaru 11 октябрь в 12:04
      0

      Цифровая стабилизация хороша при трёх факторах: выдержка меньше 1/4000, отсутствие на матрице эффекта желе, использование для сглаживания данных с гироскопа.

      Войди на сайт, чтобы ответить
      Ответить
    2. Russtik avatar
      Russtik 11 октябрь в 13:05
      4

      сколько можно уже хвалить этот Infinix ZERO 40 5G?

      ZloySega avatar
      ZloySega11 октябрь в 15:24
      0

      горшочек ещё варит

      Войди на сайт, чтобы ответить
      Ответить
    3. scream13 avatar
      scream13 11 октябрь в 14:45
      5

      По-моему “супер-стабилизация” намного хуже оптической электронной.

      Войди на сайт, чтобы ответить
      Ответить
    4. dozerzaz avatar
      dozerzaz 12 октябрь в 9:27
      1

      Хорошая статья, вся, кроме первых слов:”Смартфоны за последние годы развились семимильными шагами”Ведь за последние годы как раз ничего не изменилось

      Войди на сайт, чтобы ответить
      Ответить
    Помни о правилах — если начал оффтопить, то не удивляйся потом.

    Нашли орфографическую ошибку в новости?

    Выделите ее мышью и нажмите Ctrl+Enter.