IBIS có giảm độ phân giải hình ảnh không? Làm thế nào để nó so sánh với IS dựa trên ống kính?

Tôi đã nghe rất nhiều về ổn định hình ảnh trong cơ thể gần đây và tôi tự hỏi làm thế nào công nghệ này hoạt động. Tôi không có nghĩa là phần cơ học (tôi hiểu cách cảm biến di chuyển dọc theo các trục khác nhau để bù), nhưng về nguyên tắc kỹ thuật:

Khi tôi lấy 5D III và một ống kính như 70-200 2.8 II IS USM có chức năng ổn định kích hoạt, IS sẽ liên tục di chuyển một phần tử glas trong ống kính theo cách nó hướng chính xác hình nón ánh sáng vào cảm biến, vì vậy bạn luôn có thể sử dụng vùng cảm biến đầy đủ.

Khi hình nón ánh sáng đi qua một thấu kính không ổn định và bạn cần di chuyển cảm biến - làm thế nào nó có thể thu được cùng một lượng ánh sáng? Ánh sáng đi vào ống kính xuống một trục cố định ngay qua tâm của ống kính. Khi cảm biến hiện đang di chuyển xuống, ví dụ, để bù rung, tôi không thể thấy nó sau đó vẫn có thể chụp được độ phân giải đầy đủ như thế nào? Khi một phần của cảm biến ở dưới vị trí mặc định / bình tĩnh, thì có phải thiếu phần tương tự trên trang đối diện không?

Chỉ có một cách tôi có thể hình ảnh IBIS hoạt động mà không giảm độ phân giải: nếu vùng cảm biến lớn hơn đáng kể so với vùng tiếp xúc với ánh sáng, do đó vẫn có cảm biến có sẵn khi nó di chuyển ra khỏi vị trí ban đầu. Nhưng điều này (một phần) có giống như ổn định kỹ thuật số không vì hình ảnh cuối cùng được tính từ vùng cảm biến đầy đủ trừ đi vùng không bị lộ?

Tôi thực sự muốn hiểu điều này và thật tuyệt nếu ai đó có thể "làm sáng tỏ điều này".

Chỉ có một cách tôi có thể hình ảnh IBIS hoạt động mà không giảm độ phân giải: nếu vùng cảm biến lớn hơn đáng kể so với vùng tiếp xúc với ánh sáng, do đó vẫn có cảm biến có sẵn khi nó di chuyển ra khỏi vị trí ban đầu.

Nó thực sự hoàn toàn ngược lại. Vòng tròn hình ảnh - kết quả của hình nón ánh sáng chiếu vào mặt phẳng hình ảnh - lớn hơn cảm biến. Trước tiên, đó phải là cách duy nhất để cắt một hình chữ nhật đầy đủ ra khỏi một vòng tròn, nhưng cũng bởi vì các cạnh của vòng tròn không bị cắt rõ ràng - đó là một sự mờ nhạt xấu xí với một mớ hỗn độn của đồ tạo tác. Vì vậy, vòng tròn bao gồm nhiều hơn chỉ là tối thiểu.

Đúng là để IBIS có hiệu quả, mức tối thiểu này cần phải lớn hơn một chút. Để đưa ra một ví dụ cụ thể: một cảm biến khung hình đầy đủ là 36 × 24mm, có nghĩa là đường chéo khoảng 43,3mm. Điều đó có nghĩa là vòng tròn tối thiểu mà không di chuyển cảm biến cần có đường kính ít nhất 43,3mm. Pentax K-1 có tính năng ổn định hình ảnh dịch chuyển cảm biến, cho phép chuyển động lên tới 1,5mm theo bất kỳ hướng nào - vì vậy, cảm biến có thể nằm trong khoảng không gian 36 + 1.5 + 1.5 bằng 24 + 1.5 + 1.5 hoặc 39 × 27mm. Điều đó có nghĩa là đường kính vòng tròn hình ảnh tối thiểu để tránh các vấn đề là 47,4mm - lớn hơn một chút, nhưng không đáng kể như vậy.

Nhưng sau đó, độ phân giải của cảm biến cắt từ vòng tròn vẫn như cũ. Nó chỉ thay đổi một chút.

Thực sự khá dễ dàng để tìm thấy một số ví dụ minh họa khái niệm vòng tròn hình ảnh, bởi vì đôi khi mọi người sử dụng ống kính được thiết kế cho các cảm biến nhỏ hơn trên máy ảnh có cảm biến lớn hơn, dẫn đến phạm vi bao phủ ít hơn toàn bộ khung hình. Đây là một ví dụ từ trang web này ... đừng quá chú ý đến chất lượng hình ảnh, vì đây rõ ràng là một bức ảnh thử nghiệm được chụp qua cửa sổ kính (thậm chí có màn hình cửa sổ). Nhưng nó minh họa khái niệm:

Bạn có thể thấy vòng tròn được chiếu bởi ống kính. Nó bị cắt ở phía trên vì cảm biến rộng hơn chiều cao. Cảm biến này có kích thước (khoảng) 36 × 24mm, nhưng ống kính được thiết kế cho cảm biến 24 × 16mm nhỏ hơn, vì vậy chúng tôi có được hiệu ứng này.

Nếu chúng ta lấy bản gốc và vẽ một hộp màu đỏ phác thảo kích thước của cảm biến "chính xác" nhỏ hơn, chúng ta sẽ thấy:

Vì vậy, nếu ống kính được chụp trên máy ảnh "chính xác", toàn bộ hình ảnh sẽ là khu vực bên trong hộp:

Bạn có thể đã nghe nói về " yếu tố mùa vụ ". Đây là nghĩa đen mà.

Bây giờ, nếu IBIS cần di chuyển cảm biến khá nhiều (ở đây, cùng một mức tương đối với giới hạn hành trình 1,5mm trên khung hình đầy đủ của Pentax), bạn có thể thấy điều này, với đường màu đỏ nhạt hơn đại diện cho vị trí ban đầu và cái mới ca Bạn có thể thấy rằng mặc dù góc đang đến gần, nó vẫn nằm trong vòng tròn:

dẫn đến hình ảnh này:

Trên thực tế, nếu bạn nhìn vào góc dưới cùng bên phải, sẽ có một chút bóng mờ không nên ở đó - ví dụ giả định này đi quá xa. Trong trường hợp cực đoan của ống kính được thiết kế để đẩy các cạnh tối thiểu (để tiết kiệm chi phí, trọng lượng, kích thước, v.v.), khi hệ thống IBIS cần thực hiện thay đổi cực độ, thực sự có thể thấy các tạo tác tăng như Điều này trong các góc bị ảnh hưởng của hình ảnh. Nhưng, đó là một trường hợp hiếm hoi trong cuộc sống thực.

Như Michael Clark lưu ý, nói chung đúng là chất lượng hình ảnh rơi xuống gần rìa ống kính và nếu bạn muốn có độ phân giải tối đa (theo nghĩa chi tiết được chụp ), việc dịch chuyển trung tâm có thể ảnh hưởng đến điều đó. Nhưng về mặt pixel được chụp , số lượng là giống hệt nhau.

Ngoài vấn đề định tâm, điều này cũng có thể ảnh hưởng đến bố cục: nếu bạn đang cố gắng hết sức cẩn thận về việc bao gồm hoặc loại trừ thứ gì đó từ một cạnh của khung, nhưng không giữ yên, bạn có thể giảm 5% bạn nghĩ bạn đã Nhưng, tất nhiên, nếu bạn không giữ yên, bạn có thể nhận được điều đó chỉ từ chuyển động.

Trên thực tế, Pentax (ít nhất) thực sự sử dụng điều này để cung cấp một tính năng mới: bạn có thể sử dụng một cài đặt để cố ý dịch chuyển cảm biến, cho phép bố cục khác nhau (giống như một lượng nhỏ dịch chuyển từ máy ảnh ống thổi hoặc ống kính nghiêng-nghiêng ). Điều này có thể đặc biệt hữu ích với nhiếp ảnh kiến ​​trúc. (Xem điều này trong hành động trong video này .)

Ngoài ra: đáng để suy nghĩ về những gì đang diễn ra trong quá trình tiếp xúc . Mục tiêu là giảm mờ, phải không? Nếu máy ảnh hoàn toàn tĩnh (và tất nhiên là lấy nét hoàn hảo), mọi nguồn sáng trong ảnh sẽ đi đến một nơi, dẫn đến bản vẽ hoàn hảo của nguồn đó trong ảnh của bạn. Nhưng hãy kiểm tra tốc độ màn trập nửa giây khá dài trong đó máy ảnh di chuyển. Sau đó, bạn nhận được một cái gì đó như thế này:

Khi mà sự chuyển động của máy ảnh trong quá trình phơi sáng đã khiến nó vẽ một đường thay vì điểm. Để bù đắp cho điều này, ổn định hình ảnh, cho dù trong ống kính hoặc dịch chuyển cảm biến, không chỉ nhảy đến một vị trí mới. Nó (tốt nhất có thể) theo chuyển động có thể thất thường khi cửa trập mở. Đối với video, bạn có thể thực hiện chỉnh sửa dựa trên phần mềm cho việc này bằng cách so sánh khung khác biệt với khung. Đối với một lần tiếp xúc với ảnh, không có điều đó, vì vậy nó không thể hoạt động như trong trích dẫn của bạn ở đầu câu trả lời này. Thay vào đó, bạn cần một giải pháp cơ học tinh vi.

Cả IBIS và IS dựa trên ống kính (LBIS) đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Cái nào "tốt hơn" phụ thuộc vào một số lượng lớn các biến. Hệ thống phân cấp của các biến đó sẽ khác nhau từ một nhiếp ảnh gia đến người tiếp theo và thậm chí từ một bức ảnh cụ thể sang bức ảnh tiếp theo. Cũng như nhiều thứ trong nhiếp ảnh, bạn trả tiền của bạn và bạn đưa ra lựa chọn mà bạn nghĩ sẽ phù hợp hơn với bạn và các loại ảnh bạn muốn thực hiện.

Câu trả lời của mattdm giải thích rất rõ rằng vòng tròn hình ảnh phải lớn hơn đường chéo của cảm biến để IBIS hoạt động. Hệ quả của điều này là khi cảm biến bị dịch chuyển, tâm của trục quang học của ống kính đang chiếu đến một điểm khác ngoài trung tâm của cảm biến. Vì vậy, một trong những lợi thế cạnh (hoặc góc) của cảm biến là gần gũi hơn với một cạnh của vòng tròn hình ảnh hơn khi cảm biến được làm trung tâm. Tất nhiên, nhược điểm chính của điều này là các cạnh của vòng tròn hình ảnh thường không tốt về mặt quang học như trung tâm của vòng tròn hình ảnh. Thường có nhiều biến dạng hơn, nhiều ánh sáng hơn, độ phân giải thấp hơn, v.v. ở rìa của vòng tròn hình ảnh so với ở giữa.

IBIS có giảm độ phân giải hình ảnh không?

Đối với hầu hết các ống kính, nếu ống kính không thể vượt qua cảm biến trên các cạnh của vòng tròn hình ảnh , thì ở một bên của khung hình. Ở phía bên kia của khung hình, nó sẽ tăng độ phân giải lên một chút, với cạnh / góc của cảm biến gần với trục trung tâm của ống kính hơn. Có thể nhận thấy trong các bức ảnh nếu độ phân giải ở rìa của vòng tròn hình ảnh của ống kính đủ thấp hơn độ phân giải tại điểm trong vòng tròn hình ảnh sẽ được chiếu ở cạnh / góc của cảm biến khi đặt cảm biến ở giữa trục quang của ống kính.

Mặt khác, nếu ống kính vẫn có thể vượt qua cảm biến, ngay cả ở rìa của vòng tròn ánh sáng được chiếu, thì sẽ không có sự khác biệt đáng chú ý. Điểm đáng chú ý là trên một cảm biến megapixel rất cao với các ảnh rất nhỏ, các hiệu ứng sẽ rõ rệt hơn so với khi sử dụng máy ảnh có nhiều ảnh (giếng pixel) lớn hơn không thể hiển thị giới hạn về khả năng của ống kính.

Ưu điểm chính của IBIS mà các nhà tiếp thị thường sử dụng là nó có thể được sử dụng với tất cả các ống kính. Nhưng ống kính cũ hơn có thể có vòng tròn hình ảnh nhỏ hơn so với ống kính mới hơn được thiết kế cho máy ảnh có IBIS. Đây không phải là vấn đề nếu các ống kính cũ hơn dành cho phim 35mm định dạng 135 và máy ảnh có cảm biến APS-C, nhưng nó có thể là vấn đề nếu máy ảnh là máy ảnh kỹ thuật số full frame 135 (36x24mm) với IBIS. Hiện tại, ưu điểm chính của IBIS nhấn mạnh là khả năng hiệu chỉnh chuyển động của camera trên các trục mà IS dựa trên ống kính không thể bù được. Nhược điểm chính của IBIS là độ dài tiêu cự dài hơn cần IS nhất sẽ nhận được ít lợi ích nhất từ ​​IBIS trong đó cùng một chuyển động cảm biến có thể chống lại chuyển động của camera ít hơn với ống kính tele dài hơn so với ống kính góc rộng.

Với IS dựa trên ống kính, các chuyển động của thành phần / nhóm IS đưa ra sự sai lệch nhẹ của ống kính. Điều này được xem là chấp nhận được nếu độ mờ được giới thiệu bởi độ thẳng hàng quang học 'hoàn hảo' của ống kính² gây ra bởi chuyển động IS nhỏ hơn độ mờ được chuyển động bởi ống kính / máy ảnh. Ưu điểm lớn nhất của LBIS là đối với các góc nhìn hẹp (độ dài tiêu cự dài) có thể thực hiện nhiều hiệu chỉnh hơn bằng cách dịch chuyển một cảm biến bị giới hạn bởi cả kích thước của vòng tròn hình ảnh cũng như tốc độ và khoảng cách -camera servo có thể di chuyển cảm biến trong khi vẫn tương đối nhỏ gọn và hiệu quả liên quan đến tiêu thụ pin / năng lượng / chi phí.

_{Giả sử, điều này dẫn đến các ống kính rẻ hơn cho các hệ thống sử dụng IBIS khi so sánh với các hệ thống sử dụng ống kính IS. Hãy thử một cuộc khảo sát về các ống kính có thể so sánh giữa, ví dụ như các ống kính IS của Canon hoặc các ống kính VR ngàm F của Nikon và các ống kính ngàm không phải là IS A-mount và các ống kính không phải là IS đầu tiên của IB với IBIS. Họ có thể cố gắng bán cho bạn với lập luận rằng việc đặt ổn định (và thậm chí cả động cơ lấy nét) trong thân máy làm cho các ống kính không ổn định (đôi khi không cần động cơ lấy nét) rẻ hơn, nhưng nhìn tương đối về giá của Sony không phải là ống kính ổn định so với ống kính ổn định của Canon / Nikon cho thấy có rất ít sự khác biệt về giá giữa các ống kính có thể so sánh được.
² Không có thứ gọi là ống kính ghép 'hoàn hảo', ngay cả trong số các ống kính một tiêu cự không phải IS. Luôn luôn có dung sai sản xuất được xem xét.}

Cảm biến di chuyển cùng , không chống lại hình ảnh được chiếu bởi ống kính và miễn là nó không tự đặt mình ra khỏi trung tâm mà nó rời khỏi vòng tròn hình ảnh của ống kính (hoặc đi vào rìa của nó, nơi các lỗi hình ảnh vượt quá khả năng chịu đựng ), không có vấn đề. Trên thực tế, một số máy ảnh tận dụng cảm biến có thể di chuyển để tăng độ phân giải bằng cách lấy nhiều mức phơi sáng với cảm biến được dịch chuyển một nửa pixel mỗi lần, sau đó xen kẽ các pixel (được gọi là chế độ dịch chuyển pixel).