Стабилизация видео в смартфоне - давайте разберемся

14.06.2023 33505   Комментарии (31)

В статье "На что следует обращать внимание при выборе смартфона" я говорил о том, что если вы планируете снимать на телефон видео, там перед покупкой обязательно нужно выяснить, поддерживается ли при съемке видео стабилизация изображения, потому что если стабилизации никакой нет, то даже статичная съемка, когда вы стоите на месте и снимаете происходящее, никак не даст удовлетворительные результаты, потому что в кадре все будет дрожать. 

Однако далеко не все производители на страницах своих смартфонах пишут, есть там стабилизация или ее нет, а кроме того, даже если стабилизация вроде как присутствует, то вовсе не факт, что ее работа вас удовлетворит. 

Кроме того, существует два основных вида внутрикамерной стабилизации - оптическая и электронная (она же программная), - они могут комбинироваться друг с другом, также программная стабилизация может иметь разные режимы работы. Ну и чтобы четко понимать, что это вообще такое, нужно это вам или не нужно - давайте разберемся с тем, как это все работает, и что мы в результате можем получить. 

Начнем с электронной стабилизации, потому что она намного чаще встречается в смартфонах.

Электронная стабилизация (EIS - Electronic Image Stabilization)

Как она работает? Проще всего это понять по данной иллюстрации. 

Как известно, видео состоит из последовательных фотокадров, снимаемых с высокой скоростью: в смартфоне это обычно 30 кадров в секунду. В процессе съемки смартфон неминуемо слегка смещается в различные стороны, и из-за этого происходит заметное дрожание.   

Вот, например, видео без стабилизации. 

Однако если использовать не полный кадр, а только его центральную часть, занимающую примерно 2/3 кадра, и остальные части использовать для компенсации движения, эту тряску можно достаточно эффективно убирать. Да, у камеры при этом будет меньше угол захвата изображения, но это будет почти незаметно. 

Ну и сравните видео выше с видео с той же точки, только у смартфона уже работает электронная стабилизация. Небо и земля!

Но если со стабилизацией статичного видео электронная стабилизация справляется хорошо, то вот с динамикой, когда снимающий в процессе съемки перемещается вместе со смартфоном, да и просто с перемещением самого смартфона при съемке видео - тут все значительно сложнее. 

В статике программе стабилизации легко определять так называемые опорные точки (то есть границы стабилизированного кадра), чтобы они оставались в одном и том же месте, но как только вы начинаете перемещать смартфон, вот тут-то с опорными точками начинают возникать всякие проблемы. А от этого - неприятные подергивания при перемещении смартфона, эффект "желе" (искривление изображения на видео) и прочие неприятности. 

И тут уже все зависит от того, как работают датчики смартфона (тут активно используются гироскопы) и его программное обеспечение. И может быть большая разница между тем, как два смартфона похожей ценовой категории стабилизируют видео программными средствами. 

Вот, например, посмотрите, насколько сильно плывет и дергается изображение при движении при плохо работающей электронной стабилизации.

Ну и стабилизация совершенно по-разному работает даже у топовых смартфонов. Вот, например, наглядное сравнение стабилизации в движении у двух флагманов, которое я делал для обзора смартфона Mi 11 Ultra (сравнивал его с Huawei P30 Pro). 

Еще важный момент - ресурсы, которые задействуются в смартфоне для электронной стабилизации. А они требуются серьезные, поэтому нередко бывает так, что в смартфонах с не самой мощной платформой в режиме съемки FullHD 30 fps стабилизация работает, а в режиме съемки 4К - уже нет, потому что мощностей для обработки не хватает.

Также сейчас в некоторых смартфонах встречается два вида стабилизации: например, для съемки с разрешением 4К работает один вид, а для съемки в FullHD - так называемая суперстабилизация, которая лучше компенсирует тряску при съемке активных сцен.

Ну и еще один важный момент, который нужно уяснить: электронная стабилизация - она только для видео, не для фото! 

Оптическая стабилизация (OIS - Optical Image Stabilization) 

Оптическая стабилизация - это чисто механическая конструкция: объектив при этом находится в специальном подвесе, и движения камеры в определенных границах компенсируются с помощью гироскопов и микродвигателей. Грубо говоря, если гироскоп определяет, что камера сдвигается влево, то объектив двигателем сдвигается вправо. 


Строение гироскопа

Обычно система оптической стабилизации использует два гироскопа (для отслеживания движения в двух разных плоскостях - вправо/влево и вверх/вниз), которые определяют как угол, так и скорость движения. Эти данные в режиме реального времени передаются на микроконтроллер, который затем перемещает объектив, чтобы компенсировать движение.


Схема работы OIS (источник)

Что тут важно понимать? Оптическая стабилизация используется прежде всего для предотвращения смазывания при съемке фото, а не видео. Когда вы фотографируете в плохих условиях освещения и смартфон вынужден выставлять достаточно длинную выдержку, чтобы компенсировать недостаток света, то любой сдвиг камеры в течение того, как затвор открыт, приводит к смазыванию изображения (пользователи нередко путают нерезкость и смазывание, а это принципиально разные вещи). 

Также оптическая стабилизация помогает предотвращать смазывание при съемке на телеобъектив: там чем больше коэффициент увеличения, тем сложнее получить качественный снимок. Даже с 3-кратным оптическим зумом без оптической стабилизации не обойтись, а в смартфонах сейчас бывают даже 10-кратные оптические зумы (например, в Samsung Galaxy S23 Ultra именно такой и установлен, вместе с отдельным 3-кратным зумом).


Схема работы 5-осевого оптического стабилизатора в камерах смартфонов OPPO

И так как оптическая стабилизация предназначена прежде всего для съемки фото, то для стабилизации изображения при съемке видео в смартфонах всегда используется программная стабилизация, без нее просто никак не справиться.

Именно этим объясняется тот факт, что в некоторых смартфонах с оптической стабилизацией изображения для видео с разрешением FullHD стабилизация работает, а для видео с разрешением 4К стабилизация уже не работает (если для ее работы не хватает мощностей установленного процессора).

Выводы

Наличие у смартфона оптического стабилизатора - говорит только о том, что этот стабилизатор будет компенсировать дрожание камеры при съемке фото, предупреждая появление смазывания.

Для качественной стабилизации видео всегда необходимо использовать еще и электронную (программную стабилизацию), и невозможно заранее предсказать, насколько качественно она будет работать, так как это зависит от многих факторов.

Поэтому если вы выбираете смартфон с хорошей камерой прежде всего для съемки фото, то наличие оптической стабилизации для вас важно. Если же вы выбираете смартфон с хорошей камерой для съемки видео, то наличие оптической стабилизации для вас не должно быть основополагающим, так как она все равно на съемку видео практически не влияет. Вам при этом важно понять, как в данном смартфоне работает программная стабилизация, а для этого нужно читать обзоры профессиональных IT-журналистов и смотреть примеры съемки - вот по примерам уже будет многое понятно.

© 1998–2024 Alex Exler
14.06.2023

Комментарии 31

Самс Note 20 ultra на снапе - оч.приличная стабилизация видео. Но не абсолютная, конечно. Пользуюсь на ходу Dji Pocket 2- вот там абсолютная стабилизация, но нужно хорошее освещение.
15.06.23 09:59
0 0

Ну и еще один важный момент, который нужно уяснить: электронная стабилизация - она только для видео, не для фото!
Сейчас смартфоны с приличной камерой делают фото методом складывания (усреднения) нескольких последовательных кадров и, конечно, с использованием электронной стабилизации.
14.06.23 19:06
0 0

> Электронная стабилизация (EIS - Electronic Image Stabilization)
...
> И тут уже все зависит от того, как работают датчики смартфона (тут активно используются гироскопы) и его программное обеспечение.

Если для EIS используется информация с датчиков движения, то обычно её называют gyro-EIS.
Но бывает EIS, которая не связана с датчиками, а просто анализирует изображение, чтобы определить куда картинка сдвинулась и как деформировалась. По такому-же принципу работают стабилизаторы видео в post-production (разные deshaker, mercalli stabilizr итд).
14.06.23 12:26
0 1

Наверно, стоило бы ещё про роллинг-шаттер написать, при наличии которого результат работы электронной стабилизации выглядит совсем уж уродливо, и лучше иметь трясущуюся картинку, чем яростно качающиеся стены. Впрочем, сейчас на более-менее качественных телефонных матрицах роллинг-шаттер должен быть незаметен. Либо на сверхбюджете, либо уже на крупных матрицах, начиная с 4/3 примерно.
14.06.23 12:00
0 1

Ну и еще один важный момент, который нужно уяснить: электронная стабилизация - она только для видео, не для фото!
Google Pixel и многие другие смартфоны использовали для стабилизации фото EIS в дополнение или вместо OIS, если его не было.
Насколько я знаю, во фронтальную камеру OIS не ставят совсем, обходясь одним только EIS.
14.06.23 11:53
0 1

Насколько я знаю, во фронтальную камеру OIS не ставят совсем, обходясь одним только EIS.
Ну и куда EIS будет программно двигать кадр, если он один? Может там другой принцип используется. Типа смарт делает внутри себя несколько кадров и потом программно пытается найти самый резкий.
14.06.23 13:56
0 0

> Ну и куда EIS будет программно двигать кадр, если он один?

В каком смысле один?
Очевидно, что речь идёт про съёмку видео фронтальной камерой (скайп итд).
14.06.23 23:13
0 0

Не знаю по поводу смартфонов, весь мой опыт на современных фотиках но:

Оптическая стабилизация хорошо сочетается с программной и дополняет её, в том числе при съемке видео. Обычно её наличие - на объективе и тушке, особенно если их производители совпадают - говорит о том, что видео будет выглядеть лучше, чем без неё.

Было бы странно, если бы у смартфона она была, но для видео не использовалась.

Ну и можно добавить, что если не хватает внутренней стабилизации всегда можно добавить внешнюю в виде нехитрого устройства под названием гимбал, он же стедикам.

Для телефонов они совсем некрупные по размерам, с селфи-палку величиной, работают так же как встроенные стабилизаторы - гасят нежелательную дрожь, обеспечивая плавный ход.
14.06.23 11:46
0 1

А на каком сайте узнать, есть ли электронная или оптическая стабилизация у некоего смартфона?
Я знаю только kimovil.com и helpix.ru - не пишут обычно на них.
И как по английски пишется есть/нет стабилизация?
14.06.23 11:26
0 0

На любом нормальном сайте всегда пишут есть ли стабилизация.

Мне нравится этот:
www.gsmarena.com

Оптическая стабилизация - OIS, электронная - EIS, кстати в статье выше эти аббревиатуры есть )
14.06.23 11:39
0 4

Более того, OIS там бывает и в разделе фото и в разделе видео. В помледнем случае -- если OIS используется для стабилизации видео.
Например смотрим Pixel 7 и видим OIS в двух местах плюс EIS у видео.

P.S. Я без понятия откуда аффтор взял информацию о том, что OIS не используется для видео (btw, camcorder-ы передают ему большой и пламенный привет)

P.P.S. Сорри, загрузил скриншот дважды и не знаю как удалить вторую его копию.
14.06.23 12:17
0 4

загрузил скриншот дважды и не знаю как удалить вторую его копию
Удалить оба и загрузить один повторно 😉
По аналогии с:
- Как поймать льва в пустыне?
- Ловим 10 львов, 9 отпускаем...
14.06.23 12:40
0 2

Дык я там не увидел как оба удалить. Единственная мысль была -- удалить сообщение и запостить его заново. Но теперь и это поздняк 😄
14.06.23 13:04
0 0

Оптическая стабилизация используется прежде всего для предотвращения смазывания при съемке фото, а не видео.
...
для стабилизации изображения при съемке видео в смартфонах всегда используется программная стабилизация
эээ, что это за выдумка про видео?

Optical image stabilization
A comparison of close-up photographs of a calculator keypad with and without optical image stabilization
An optical image stabilizer (OIS, IS, or OS) is a mechanism used in still or video cameras that stabilizes the recorded image by varying the optical path to the sensor.

Benefits of OIS
Optical image stabilization prolongs the shutter speed possible for handheld photography by reducing the likelihood of blurring the image from shake during the same exposure time.

For handheld video recording, regardless of lighting conditions, optical image stabilization compensates for minor shakes whose appearance magnifies when watched on a large display such as a television set or computer monitor.[6][7][8]
отсюда

Почему не написано про sensor-shift?
www.phonearena.com
14.06.23 10:55
0 13

Почему не написано про sensor-shift? www.phonearena.com
Офигеть! Спасибо, не знал, что в телефонах тоже сдвиг сенсора бывает (правда, только у айфонов). Думал, эта технология применяется исключительно в фототехнике со сменной оптикой.
В теории в телефонах с их мелкими матрицами в супершириках можно даже автоматически исправлять таким образом перспективные искажения, в частности заваленные вертикали, реализуя шифт, и автоматически выравнивать горизонт.
14.06.23 14:11
0 0

пишут, что самсунг с 2021 года работает над внедрением sensor-shift в свои смартфоны.

мне вот интересно, у Алекса картинка с OPPO с Five-axis OIS. это их аналог sensor-shift (типа решили не лицензировать, а сами сделать)? если судить по видео, то очень похоже, но у оппо еще и линза сдвигается.
14.06.23 14:39
0 0

+1 по поводу недоумения по оптическую стабилизацию фото, но не видео.
"Оптическая стабилизация" - это чисто электромеханический процесс "обьектив/матрица", с собственно режимом сьемки "фото/видео" никак не связанный.

Ну и в случае смартфонов не лишним будет заметить, что у них режим "видео" - это основной режим, т.е даже в режиме "фото" мы наблюдаем на экране "live видео", и от выбранного в меню режима/нажатия кнопки зависит, что мы получим на выходе - "стопкадр" в виде отдельного фото, или последовательность кадров, пожатых конкретным кодеком с предустановленными параметрами ("качество", размер кадра и т.д) - в этом основное отличие от старых аналоговых или современных цифровых (зеркальных) фотоаппаратов - в телефонах нет ни зеркала, ни затвора.
14.06.23 15:17
0 3

у Алекса картинка с OPPO с Five-axis OIS. это их аналог sensor-shift
Да, посмотрел - комбинированная система. Но мне вот что кажется странным: как обычно, китайцам не хватает чего-то, чтобы сделать осмысленный продукт. Именно телеобъектив, которому действительно нужна хорошая стабилизация, на этой оппе не стабилизирован.
15.06.23 10:35
0 0

Именно телеобъектив, которому действительно нужна хорошая стабилизация, на этой оппе не стабилизирован.
может его сложнее?
15.06.23 11:09
0 0

Вопрос не по теме. Буквально счас прочёл, что заряжать смартфон в чехле нельзя, это якобы портит аккумулятор. Так ли это? Свой предыдущий смарт я всегда заряжал в чехле и он благополучно проработал 7 лет. Сейчас у меня бампер и я тоже его не снимаю. Или все таки нынешние акки более восприимчивы к подобному?
14.06.23 10:21
0 1

Буквально счас прочёл, что заряжать смартфон в чехле нельзя, это якобы портит аккумулятор.
Редкостный бред. Вот что действительно портит аккумулятор - так это сильный нагрев при зарядке. Если нагрева никакого нет, то вообще без разницы, есть чехол или нет. Все всегда заряжают смартфоны в чехле, какой дурак написал, что в чехле заряжать нельзя?
14.06.23 10:41
1 0

Как ни странно, куча идиотов. Достаточно вбить в гугл запрос и десятки ссылок. Мол, какие-то эксперты заявляют...
Видно, один сказал и многие подхватили. У меня смарт чуть нагревался при быстрой зарядке, но я её отключил и использую только когда действительно нужно быстро зарядить. И он вообще не греется. Ну и включил ограничение до 85%, в самсунге есть такая функция, заряд доходить до 85 и зарядка останавливается.
14.06.23 11:29
0 0

Не думаю, что это самый главный фактор. Их еще с сотню (как и сколько заряжать, нагрев и охлаждение из-за других факторов, ну, не нагреется телефон даже с чехлом в -20, и т.п.). Проще не морочиться и пользоваться чем есть - мне иногда кажется, что вообще не угадаешь, как быстро будет разряжаться аккумулятор и насколько его хватит. Только голову себе забивать ерундой, вот честно. У меня, кстати, в телефоне есть режим экономии аккумулятора, потому что Самсунг утверждает, что вроде заряд нужно держать между 25% и 85% (этот режим не дает заряжаться больше 85%) - я поставил, но поможет или нет - хтозна )
14.06.23 11:44
0 0

У меня смарт чуть нагревался при быстрой зарядке, но я её отключил и использую только когда действительно нужно быстро зарядить. И он вообще не греется. Ну и включил ограничение до 85%, в самсунге есть такая функция, заряд доходить до 85 и зарядка останавливается.
Да, стараться использовать быструю зарядку только когда необходимо, не разряжать до нуля и ограничить на 85% - самое что надо!
14.06.23 11:45
0 1

При быстрой зарядке зарядник довольно сильно нагревается, ну и сам смарт хоть чуть-чуть, но все таки греется. Потому, если есть возможность (никуда не торопишься), почему не поставить на обычную зарядку. Ну будет заряжаться не полчаса, а чуть более часа (с 20 процентов до 85), делов.
Конечно, когда спешишь, опоздываешь, можно включить быструю. Но это не так часто бывает.
14.06.23 11:55
0 0

Смартфон в чехле хуже охлаждается чем без чехла. Соответственно нагревается при зарядке больше, деградация аккумулятора идет быстрее. Вроде все логично.
14.06.23 12:01
0 2

Интересно, не все знал, большое спасибо.
Если так же толково и инновационно, как смартфоны, человечество делало ракеты, мы бы уже осваивали Марс))
14.06.23 09:39
0 0

блин, я уж подумал следующее испытание начинается. интересно, когда следующая попытка будет.
14.06.23 11:36
0 0

По сути дела, человечество с ракетами достигло потолка еще в 80-е и настала стагнация в этой области технологий. А в компах и телефонах - проще, потому что после того, как они попали на массовый рынок стало проще получать прибыль, в отличие от ракет. Всё дело - опять же в спросе и предложении. Если вдруг ракеты понадобятся для чего-то за что будут платить все люди во всём мире (ну, гипотетически или даже фантастически, на Луне найдут чудо минерал, который будет суперэффективным топливом или материалом) - то тогда прогресс в ракетостроении пойдет семимильными шагами (не сразу, конечно, все-таки и на компы с телефонами понадобилось лет 50-70 пока они стали более-менее нормальными для широкого охвата пользователей).
14.06.23 11:48
5 0

Вы глупость написали. Есть гигантский прогресс с 80 годов, который видел даже такому дилетанту, как я.
14.06.23 12:24
0 2

Оказывается, даже понятия не имел как все работает. Спасибо!
14.06.23 09:34
2 4