Quelle est la différence entre la stabilisation d'image optique et numérique?
Si vous avez déjà essayé de prendre des vidéos sur votre téléphone en marchant, sachez qu'il est difficile de conserver une image. Il existe une technologie sophistiquée conçue pour réduire cet effet de tremblement de la caméra, et il existe deux approches différentes pour le mettre en œuvre.
La stabilisation optique de l'image provient du monde de la photographie, en utilisant des mécanismes matériels complexes à l'intérieur d'un objectif pour maintenir l'image immobile et permettre une capture nette. Il existe depuis longtemps, mais a été adapté pour la vidéo et récemment miniaturisé pour les smartphones. La stabilisation d’image numérique est plutôt une astuce logicielle, comme un «zoom numérique», mais inversement, vous sélectionnez activement la bonne partie de l’image sur un capteur pour donner l’impression que le sujet et l’appareil photo bougent moins. Examinons leur fonctionnement et leur application dans les derniers gadgets photographiques..
Stabilisation d'image optique: un stabilisateur pour votre objectif
How-To Geek a déjà un article expliquant le fonctionnement de la stabilisation optique de l'image. Mais pour des raisons d'exhaustivité, nous allons résumer: la stabilisation optique d'image, également appelée "SI" ou "réduction de vibration" (VR, pas de relation avec la réalité virtuelle) en fonction de la marque de l'appareil photo, est tout sur le matériel.
Un objectif de caméra avec stabilisation d'image optique possède un moteur interne qui déplace physiquement un ou plusieurs des éléments en verre à l'intérieur de l'objectif lorsque la caméra effectue la mise au point et enregistre la photo. Il en résulte un effet de stabilisation, contrecarrant le mouvement de l'objectif et de l'appareil photo (par exemple, en agitant les mains de l'opérateur) et permettant d'enregistrer une image plus nette, moins floue. Cela permet à son tour de prendre des photos avec une luminosité inférieure ou avec une valeur de diaphragme inférieure, tout en restant bien défini..
L'ingénierie qui entre dans ce genre de choses est incroyable. C'est une version infime du matériel externe, comme les cardans multiaxes utilisés sur des systèmes tels que le Steadicam, ces gros boîtiers d'appareil photo montés sur les épaules que vous avez peut-être vus lors d'événements sportifs ou de tournages de films. Les résultats d'un système de stabilisation dans l'objectif ou dans l'appareil photo ne sont pas aussi spectaculaires que ceux obtenus avec des stabilisateurs gyroscopiques extérieurs, mais ils sont quand même assez impressionnants. Une caméra avec un objectif doté d'une stabilisation optique d'image peut capturer des images fixes plus nettes à des niveaux de luminosité inférieurs à ceux sans image fixe, et la même technologie peut être utilisée pour créer une légère amélioration de l'effet flou et fragile de l'enregistrement vidéo sur une caméra portable. L'inconvénient majeur est que la stabilisation optique de l'image nécessite de nombreux composants supplémentaires dans un objectif, et que les caméras et objectifs équipés d'OIS sont beaucoup plus coûteux que les conceptions moins complexes..
Auparavant, la stabilisation optique des images était limitée aux appareils photo et aux caméras vidéo haut de gamme. Mais la technologie a été suffisamment itérée pour pouvoir maintenant l’être dans les reflex numériques grand public et les caméras sans miroir. Il a même été réduit afin qu'un objectif OIS puisse s'intégrer dans le module de caméra d'un smartphone. Oui, cela signifie que, dans certains smartphones, les éléments en verre sont minuscules et mobiles. Ils ont une épaisseur inférieure à un demi-pouce. Si votre téléphone est équipé d'un objectif OIS, vous pouvez tenir l'extrémité supérieure contre votre oreille, le secouer un peu et même entendre le tremblement de l'élément stabilisateur dans le module de caméra arrière. (Euh, ne faites pas cela trop dur, cependant.)
Voici un exemple du minuscule élément OIS d'un module de caméra pour téléphone. Notez que la partie supérieure de l’objectif peut se déplacer indépendamment du capteur d’image situé en dessous..
Avec des objectifs et des capteurs beaucoup plus petits, la fonctionnalité OIS sur les téléphones n’est pas aussi performante que sur les appareils photo plus grands. Mais cela vous aide toujours à prendre des photos plus claires et des vidéos moins tremblantes. Certains modèles de téléphone remarquables dotés d'une stabilisation optique de l'image incluent l'iPhone 6+ et ultérieur, le Samsung Galaxy S7 et ultérieur, le LG G-series et le Pixel 2 de Google..
Stabilisation manuelle de l'image: Recadrage d'une vidéo pour la stabiliser
La stabilisation des images numériques est entièrement réalisée par logiciel. Si vous connaissez la différence entre le zoom optique et le zoom numérique (c'est-à-dire agrandir les pixels d'une image sans les améliorer), la situation est similaire. Mais la stabilisation numérique a un effet beaucoup plus immédiat et mesurable sur la vidéo.
Pour stabiliser une vidéo préenregistrée instable, vous pouvez rogner les sections des bords qui «bougent» sur chaque image, ce qui donne une vidéo plus stable. C'est une illusion d'optique: pendant que la vidéo tremble, le rognage de chaque image de l'image est ajusté pour compenser le tremblement, et vous «voyez» une piste lisse de la vidéo. Cela nécessite soit un zoom avant sur le cadre d'image (et en sacrifiant la qualité d'image), soit un zoom arrière sur le cadre lui-même (ce qui donne une image plus petite avec des bordures noires qui se déplacent).
Les éditeurs vidéo de patients peuvent le faire manuellement avec un enregistrement terminé, image par image. Voici un exemple dramatique d'un court-métrage de Star Wars Episode VII.
Ceci est un exemple exagéré de recadrage pour obtenir un effet stabilisant, mais il montre comment le fait de déplacer l'image autour de l'image vidéo par rapport au sujet (le vaisseau) ou à l'arrière-plan peut générer une vidéo plus fluide. Voici une collection d'exemples plus typiques avec des sujets du monde réel.
Stabilisation d'image numérique: logiciel de recadrage vidéo pour vous
Avec l'ajout de logiciels avancés, les ordinateurs peuvent appliquer cette technique de recadrage et de déplacement à la vidéo automatiquement. Un logiciel de montage vidéo comme Adobe Premiere, Final Cut Pro et Sony Vegas peut le faire, généralement en recadrant ou en zoomant sur une vidéo en taille réelle et en la stabilisant dynamiquement image par image. Voici un exemple d'effet de stabilisation automatique sur une vidéo exécuté dans Final Cut Pro (passez à 3:34 s'il n'est pas déjà défini).
Tout comme la stabilisation optique des images, ce logiciel de post-traitement est en train de devenir moins cher et plus distribué. Il est même possible d'utiliser une stabilisation de base du zoom et des cultures intégrée à certains services vidéo gratuits, tels que YouTube et Instagram. Cet effet peut être appliqué dans une limite car il doit effectuer un zoom avant pour compenser les tremblements de la caméra sans afficher de zones noires sur le bord de l'image. Plus vous zoomez, plus la qualité de la vidéo finale sera basse. Notez que dans la vidéo suivante, l'image du métrage stabilisé (en haut) est plus petite que la totalité de la vidéo originale non stabilisée (en bas) en raison du recadrage nécessaire à l'effet de stabilisation..
C'est ainsi que la stabilisation d'image peut être appliquée à une vidéo existante. Maintenant, combinez cette technique de stabilisation par déplacement et recadrage, une petite marge supplémentaire sur la grille de pixels d'un capteur d'appareil photo lors de la prise de vidéo, et un logiciel très avancé qui détecte des parties de l'image et leur mouvement, et vous pouvez procéder à la stabilisation automatique. juste comme la vidéo est en cours d'enregistrement! Ce logiciel enregistre l’ensemble de l’image sur le capteur de la caméra pour chaque image, détecte automatiquement l’agitation de la caméra par rapport au sujet principal et à l’arrière-plan, et réduit la vidéo au format 4K ou 1080p tout en déplaçant l’image pour compenser le mouvement de la caméra elle-même.
C'est ce que «stabilisation d'image numérique» signifie: appliquer des outils de recadrage à la vidéo, automatiquement et immédiatement dans l'appareil photo, sans nécessiter de logiciel supplémentaire après l'enregistrement de la vidéo.
Cette technologie ne nécessite aucune pièce mobile supplémentaire dans le mécanisme de la lentille, ce qui la rend moins coûteuse à fabriquer. Ce n'est pas aussi techniquement efficace qu'un objectif à stabilisation optique, car vous avez besoin d'un traitement informatisé plus avancé pour appliquer les outils de recadrage en temps réel. Mais avec la bonne combinaison de matériel et de logiciel, les effets peuvent être dramatiques. Voici une vidéo des dernières techniques de stabilisation d'image numérique de la nouvelle série GoPro 7.
Notez que la GoPro 7, à l'instar de ses prédécesseurs, ne comporte aucune partie de stabilisation en mouvement dans la caméra elle-même et que la vidéo ci-dessus n'a pas été stabilisée avec des logiciels supplémentaires tels que Premiere ou Final Cut. Toute la vidéo est prise directement à partir de la caméra, le rognage étant appliqué automatiquement pour compenser les tremblements et les vibrations. Ce n'est pas parfait - ce n'est pas assez bon pour supprimer complètement le tremblement d'un vélo qui descend des escaliers, par exemple, et cela génère un rognage d'environ 10% sur l'image vidéo. Mais c'est une amélioration impressionnante par rapport à une caméra non stabilisée, sans les dépenses ou le temps nécessaires pour la stabilisation OIS ou logicielle. La GoPro est dotée d’un système de stabilisation numérique des images depuis l’appareil photo depuis la série Hero 5, qui est également disponible sur d’autres caméras d’action..
La stabilisation d'image numérique peut également être appliquée à la vidéo sur les téléphones. Google utilisait un système uniquement logiciel sur le Pixel d'origine (appelé «EIS» pour «stabilisation électronique de l'image») et la plupart des téléphones haut de gamme appliquent maintenant au moins un certain niveau de stabilisation numérique, explicitement ou non. Samsung note que sur le Galaxy Note 8, le Galaxy S9 et le Galaxy S9 +, les deux optiques et La stabilisation numérique de l’image est utilisée simultanément. La stabilisation numérique des images présente toutefois un inconvénient majeur: contrairement aux systèmes de stabilisation optique, elle ne peut pas être appliquée aux images fixes. La stabilisation numérique de l’image reposant sur le recadrage d’une série d’images fixes, elle ne fonctionne tout simplement pas à la fois..
Crédit d'image: Canon, GoPro
