Neostrá fotografie nemusí být způsobena pouze špatným zaostřením a rychlým pohybem fotografovaného předmětu, velmi častou příčinou neostrosti je také chvění rukou fotografa během fotografování. Tento nechtěný pohyb se projevuje zejména při delších časech závěrky (tzv. expozice) a výrazně roste s delším ohniskem objektivu (tedy zvětšením – zoomem). Právě s tímto neduhem vyráží většina současných výrobců do boje a osazuje své fotoaparáty tzv. stabilizátory obrazu.
Co je to stabilizace obrazu?
Stabilizace obrazu umožňuje redukovat nechtěné pohyby fotoaparátu vlivem třesu a chvění rukou a dá se do jisté míry použít i jako náhrada pevného stativu. Získáme tak ostrý snímek i v situacích, kde bychom jinak museli použít stativ nebo dostali rozmazaný snímek. I za horších světelných podmínek při delších expozičních časech je tak možné udržet ostrý obraz, popřípadě si více přiclonit a získat větší hloubku ostrosti a tedy i prokreslenější a detailnější snímek.
Stabilizaci obrazu ve fotoaparátu můžeme v zásadě rozdělit na dva základní typy - mechanickou a elektronickou.
Co umí mechanický stabilizátor
Mechanická stabilizace je založena na vyrovnávání nežádoucích pohybů pomocí pohyblivých členů optické soustavy fotoaparátu. Prostřednictvím mechanického posuvu, naklánění či natáčení se snaží zajistit, aby paprsky vycházející z jednoho bodu snímané scény dopadaly během expozice stále na tentýž bod snímače. Nazývá se proto také optickou stabilizací.
Mezi typy mechanické stabilizace řadíme optickou stabilizaci pomocí pohyblivého členu v objektivu nebo založenou na posuvu snímacího čipu.
Optická stabilizace v objektivu
Pro vyrovnání chvění se využívá optického měchu, plovoucí čočky či pohybu celého objektivu.
V případě optického měchu je uvnitř objektivu umístěný optický člen, který se skládá ze dvou čoček propojených pružným měchem, který dovoluje natáčení jedné čočky vůči druhé. Měch je vyplněn silikonem se stejným indexem lomu jako okraje čoček. Dostává informace od citlivých gyroskopických senzorů, které zaznamenávají sebemenší pohyby. Natáčením přední či zadní čočky a deformací měchu se pomocí připojené mechanické či elektronické vyrovnávací soustavy mění úhel lomu paprsků tak, aby paprsky dopadaly na stejné místo čipu a výsledný obraz za objektivem se během expozice nechvěl a byl ostrý.
Nejčastějším způsobem optické stabilizace je použití tzv. plovoucí čočky, která se může pohybovat a korigovat tak chvění fotoaparátu. Tyto korekce jsou řízeny na základě údajů z gyroskopických setrvačníků, které indikují nežádoucí změny polohy a patřičné informace předávají plovoucí čočce.
Princip optické stabilizace. Od shora dolů: V základní poloze leží bod předmětu A i jeho obrazu B na snímacím čipu na optické ose. Při naklonění fotoaparátu dochází k vychýlení obrazu bodu A na povrchu snímače mimo optickou osu do bodu B´, pomocí posunu čočky je však možné opět bod A zobrazit na optickou osu do bodu B.
Optickou stabilizaci obrazu využívají některé objektivy pro digitální zrcadlovky od různých výrobců jako Canon, Nikon, Sigma, Leica apod. Stále více se však objevuje i u velké části ultrazoomů s EVF hledáčky a dokonce i kompaktů celé řady výrobců. Různí výrobci přistupují k optické stabilizaci odlišně.
Nikon pro stabilizaci objektivů používá plovoucí čočky, se kterými pohybuje prostřednictvím motorků. Tato stabilizace však funguje pouze při namáčknutí spouště a označuje ji jako VR (Vibration Reduction). Nabízí však i vylepšenou VRII stabilizaci, která již má dva režimy: normální – pro slabší vibrace a aktivní - pro silnější vibrace např. při fotografování z jedoucího automobilu. Kromě objektivů zrcadlovek obsahuje optický stabilizátor i např. ultrazoom Nikon CoolPix 8800 a některé nové modely řady CoolPix L, P a S.
Nikon CoolPix P5000 – nový opticky stabilizovaný kompakt
Canon pomocí údajů z gyroskopických senzorů pro rozpoznání pohybu posouvá skupinu korekčních čoček v horizontálním či vertikálním směru. Nabízí tři režimy, kdy první koriguje pohyby plynule a druhý až po zmáčknutí spouště v obou na sebe navzájem kolmých směrech, třetí režim funguje pouze ve směru kolmém na směr pohybu fotoaparátu, který je vhodný zejména při sledování pohybujícího se objektu. První režim navíc funguje i při videosekvencích. Svůj systém nazývá IS (Image Stabilizer). Obsahují ji vybrané modely kompaktů řady A, IXUS, G a řada ultrazoomů S.
Canon PowerShot S3 IS – opticky stabilizovaný ultrazoom
Panasonic používá tzv. Mega O.I.S. (Optical Image Stabilizer). Uprostřed objektivu je umístěn posuvný optický člen, který je vyrovnáván na základě informace z gyrosenzorů. Nabízí také dva provozní režimy. V prvním režimu funguje stabilizace plynule již při komponování snímku a v druhém režimu až při domáčknutí spouště a samotné expozici. Druhý způsob je o trochu účinnější, ale na druhou stranu zase větší pohodlí poskytuje první režim. Navíc v druhém režimu se díky náběhu stabilizace mírně prodlouží reakční doba závěrky. Panasonic ji osazuje do většiny svých fotoaparátů, celé řady ultrazoomů FZ a TZ a také mnoha modelů řady FX, LS či LZ.
Panasonic FZ8 – opticky stabilizovaný ultrazoom
.
Mega O.I.S. stabilizace. Vlevo: první režim stabilizace (plynule koriguje chvění), vpravo: druhý režim stabilizace (jednorázově zkoriguje chvění při expozici).
Optické stabilizátory s plovoucí čočkou využívá také Kodak EasyShare Z612, P712, P850, P880 a Sony CyberShot-W80, W90, W200, T10, T20 a T100 a H5, H7 a H9, Casio Exilim EX-V7 Hi-Zoom ad.
Existují fotoaparáty, které využívají ke stabilizaci pohyb celého objektivu. Tento způsob je možný zatím pouze u lehkých kapesních kompaktních fotoaparátů s periskopickými objektivy, kdy je celý objektiv uvnitř těla a nevysouvá se ven. Mezi takové patří např. Konica-Minolta X1.
Konica Minolta X1 – Anti-Shake optický stabilizátor celého objektivu.
Stabilizace založená na posuvu snímače
Pohyby se redukují pohybem snímače, který je umístěný ve speciálním rámečku na gelovém podkladu a může se pohybovat ve vertikálním nebo horizontálním směru. S elektronickou či mechanickou detekční a vyrovnávací soustavou je spojen skupinou pružných sběrnic a mechanických úponů. Při detekci posunu obrazu na čipu je tímto způsobem možné čip vychýlit tak, aby byl tento posuv eliminován. Hlavní výhodou tohoto způsobu stabilizace je jeho nezávislost na objektivu. Funguje tedy s různými objektivy, které tak mohou být lehčí, menší a levnější. Nevýhodou však je, že v případě zrcadlovek účinek stabilizace není vidět v hledáčku při komponování snímku.
Se stabilizací snímače zvanou Anti-shake (AS) se můžeme setkat u některých přístrojů Konica Minolta všech řady A a také ultrazoomů Z3, Z5 a Z6 a jejich zrcadlovek Dynax 5D a 7D. Nyní ji převzala i Sony Alpha a nejnověji se objevuje i u Pentaxe a jeho kompaktů Optio A10/A20 a zrcadlovek K100D nebo K10D, stejný využívá i Samsung GX10, který je pouze obměnou K10D. Nově ji využívá i Olympus u fotoaparátu Mju 750/760 a ultrazoomu SP-550, Samsung NV7 OPS ad.
Anti-shake stabilizace snímacího čipu u Konica-Minolta
Olympus SP-550 – první opticky stabilizovaný ultrazoom Olympusu
Jak funguje elektronická stabilizace
Elektronickou stabilizaci zprostředkovává zabudovaný firmware fotoaparátu, který využívá informace o pohybu obrazu po snímacím čipu a na základě nich poté výsledné snímky posouvá nebo upravuje.
Mezi elektronické stabilizace patří digitální neboli softwarová. Setkáváme se s ní u některých digitálů při natáčení videosekvencí. Pracuje na jednoduchém principu, při kterém se pro tvorbu obrazu nevyužívá celý čip, ale pouze jeho část. Při pohybu fotoaparátu se tento obdélníkový výřez posouvá určitým směrem po snímači nebo dokonce mimo něj a pomocí vhodného algoritmu lze sledovat zaznamenaný obraz a synchronně po čipu posouvat oblast, ze které se bude vyčítat záznam. Musí tedy umět zjistit okamžitý směr i rychlost posuvu.Tato metoda však není příliš účinná pro větší a prudší výkyvy, neboť je omezena rychlostí detekce změny pohybu a velikost posuvu rozměry čipu. Její využití pro fotografování je tedy omezené, neboť pro vlastní snímek lze použít pouze část čipu, čímž se sníží rozlišení fotografie, což je nežádoucí. Běžně se tedy používá spíše u digitálních kamer jako tzv. digitální stabilizace obrazu, kde je rozlišení čipu pro video dostačující.
Kromě těchto pravých typů stabilizace, které se snaží odstranit vzniklou neostrost korekcí chvění a vibrací mechanicky nebo elektronicky, se objevuje i tzv. marketingová stabilizace.
Tak trochu jiná – marketingová - stabilizace
Tato stabilizace není stabilizací v pravém slova smyslu. Nedokáže korigovat vibrace, ale snaží se jim za každou cenu předcházet. Rozmazání je redukováno pomocí odstranění jeho příčiny – zejména delšího času expozice. Nastaví tedy vyšší citlivost snímače, minimální clonu a kratší čas a tím umožní získat ostrý snímek, nicméně většinou za cenu vyššího šumu, horší kresby a rozlišení detailů. Podobné marketingové způsoby stabilizace dnes využívá Olympus, FujiFilm, Casio ad. a označují tento režim mnoha honosnými názvy. jako např. ImageBlur, AntiBlur apod.
Výhody a nevýhody stabilizace obrazu
Stabilizace obrazu je bezesporu účinný a dobrý pomocník, který nám umožňuje při fotografování z ruky ostré snímky i při delších časech expozice až v rozmezí 1/30 nebo dokonce 1/6 sekundy v závislosti na použité ohniskové vzdálenosti a cloně. Obecně platí, že čím delší ohnisko objektiv používá, tím větší je vliv roztřesení rukou a tedy vzniklá neostrost. Na dlouhé expozice je nutné použít stativ nebo pevnou podložku. Stabilizátor se tedy hodí zejména na statické motivy, kde je neostrost způsobená pouze roztřesením fotoaparátu během expozice, ovšem při fotografování rychle se pohybujících objektů je většinou bezmocný. Rychlý pohyb lze přijatelně zmrazit pouze krátkým časem expozice nebo zábleskem.
Srovnání režimů stabilizace Mega O.I.S. u Panasonic FZ4. Od shora dolů: bez stabilizace, režim 1 (stabilizace plynulá), režim 2 (stabilizace po domáčknutí spouště).
Stabilizátor tedy funguje spolehlivě a dobře, pokud jsou vibrace jemné a fotograf ani pozorovaný objekt se při expozici zároveň nepohybuje, aby bylo možné poznat směr chvění a správně ho korigovat. Některé stabilizátory (např. značky Canon) při sledování rovnoměrně se pohybujícího objektu ve vodorovném směru dokáží také částečně korigovat svislé výkmity fotoaparátu.
V některých případech může zapnutý stabilizátor i uškodit, pokud nesprávně vyhodnotí pohyb a způsobí svou činností rozmazání snímků. Proto je možné stabilizátor vždy vypnout pro případy, kde jeho použití není nutné nebo naopak nežádoucí.
Pokud stabilizátor nestačí nebo jeho použití není vhodné, tak nezbývá než využít stativ. Použití stativu je nevyhnutelné pro statické fotografie, které musí být detailně prokresleny. V těchto případech je nutné využit vyšší clony a nízké citlivosti, aby bylo možné dosáhnout vysoké hloubky ostrosti a nízkého šumu pro co nejlepší kresbu a rozlišení detailů. Jde zejména o fotografování krajiny, architektury, zátiší a ateliérové fotografie. Stativ při nich udrží fotoaparát v klidu i pro případné delší expoziční časy. Na druhou stranu stabilizátor najde uplatnění při fotografování v místech, kde není použití stativu z různých důvodů možné, tedy zejména při reportážní a akční fotografii, kde není čas ani místo na umístění stativu.
Jaká stabilizace je tedy nejvhodnější?
Nejúčinnější se jeví optická stabilizace přímo v objektivu, která je optimálně konstruovaná pro daný objektiv a použitelná i při komponování snímku u digitálních zrcadlovek. Její nevýhodou je však složitější konstrukce, nutnost specializovaných objektivů a samozřejmě vyšší nákladnost a cena. Stále více výrobců tak začíná využívat levnější a zhruba podobně účinnou stabilizaci založenou na posuvu snímače, která nezávisí na použitém objektivu. Zatím se příliš nevyužívá elektronická stabilizace, která vyjde nejlevněji, ale její účinnost je nejnižší a také omezení rozlišení může být na závadu. Pokud jde o marketingovou stabilizaci, tak se jedná spíše o reklamní tah výrobců, který se dá nahradit vhodnou změnou volitelných expozičních parametrů. Ocenit ji však mohou začátečníci, kterým zachrání mnohé snímky.
Kdy používat stabilizaci?
Stabilizátor je vhodné zapnout, pokud vychází expoziční časy delší než 1/efektivní ohnisková vzdálenost objektivu v milimetrech (mm), tedy např. při 50 mm je to pro časy delší než 1/50 sekundy. Spolehlivě však funguje pouze při fotografování statické scény. V případě fotografování pohybu je třeba buď sledovat pohybující se předmět nebo použít krátký čas, minimální clonu a vyšší citlivost a právě tady se dobře uplatní i softwarová stabilizace. Ovšem je třeba počítat s horší kvalitou fotografie, zejména horší kresbou a vyšším šumem, který je při ISO nad 800 zejména u kompaktních fotoaparátů s malými rozměry čipu obvykle velmi rušivý.
Další vhodné použití zapnutí stabilizátoru je u ultrazoomů při použití větší ohniskové vzdálenosti (větším zvětšení – zoomu). Např. u 300 mm ohniska vzniká neostrost při fotografování z ruky bez použití stabilizátoru obvykle již při čase 1/250 s. Na druhou stranu za dobrých světelných podmínek a ohniskách do 100 mm je vhodnější mít stabilizátor vypnutý a použít klidně kratší časy či větší clony pro maximální prokreslení, neboť za této situace nemá stabilizátor větší opodstatnění a zbytečně spotřebovává energii.
Je však dobré si pamatovat, že stabilizátor nenahrazuje stativ, ale spíše se vzájemně doplňují. Každý najde uplatnění za jiné situace a v případě delší expozice u rychle se pohybujících objektů nezaručí ostrý obraz ani jeden z nich.
Doporučení ke koupi
U ultrazoomů, digitálů s větším než 8-násobným optickým zvětšením (a tedy dlouhými ohnisky nad 300 mm), je mechanický optický stabilizátor téměř nutností, pokud chcete při fotografování z ruky dosáhnout ostré a kvalitní fotky ve většině běžných situací. Dokonce je téměř jedno, zda je stabilizace v objektivu nebo na čipu, neboť oba typy stabilizace jsou podobně účinné a kvalitní. Zajímavý může být i stabilizátor elektronický, pokud je dobře stavěn, musíme však počítat s většími omezeními. Marketingový stabilizátor se jeví spíše jako reklamní trik a kvalitní ostrou fotku většinou nezaručí. Téměř vždy bude ostřejší snímek vykoupen vyšším šumem nebo ztrátou kresby. Ocenit ho ale mohou začátečníci, kterým usnadní použití za horších světelných podmínek.
Investice do fotoaparátu s optickým stabilizátorem je tedy určitě vhodnou investicí. Na druhou stranu je dobré znát jeho omezení a nečekat od něj zázraky.
