¿Cuál es la diferencia entre la estabilización de imagen óptica y digital?

Si alguna vez has intentado tomar video en tu teléfono mientras caminas, sabes que mantener la imagen todavía es complicado. Hay una tecnología ordenada diseñada para reducir ese efecto de cámara inestable, y existen dos enfoques diferentes para implementarla.

La estabilización de imagen óptica proviene del mundo de la fotografía fija, utilizando complejos mecanismos de hardware dentro de una lente para mantener la imagen quieta y permitir una captura nítida. Ha existido por mucho tiempo, pero ha sido adaptado para video y recientemente miniaturizado para teléfonos inteligentes. La estabilización de imagen digital es más un truco de software, como un "zoom digital" pero a la inversa, seleccionando activamente la parte correcta de una imagen en un sensor para que parezca que el sujeto y la cámara se mueven menos. Echemos un vistazo a cómo funcionan ambos, y cómo se aplican en los últimos gadgets de fotografía.

Estabilización óptica de la imagen: un estabilizador para su lente

How-To Geek ya tiene un artículo que explica cómo funciona la estabilización óptica de imagen. Pero, para completar, resumiremos: la estabilización óptica de imagen, denominada OIS para abreviar y también llamada "IS" o "reducción de vibración" (VR, sin relación con la realidad virtual) según la marca de la cámara, es todo sobre el hardware.

Una lente de cámara con estabilización óptica de imagen tiene un motor interno que mueve físicamente uno o más de los elementos de vidrio dentro de la lente a medida que la cámara enfoca y graba la toma. Esto da como resultado un efecto estabilizador que contrarresta el movimiento de la lente y la cámara (por ejemplo, del movimiento de las manos del operador) y permite grabar una imagen más nítida y menos borrosa. Esto, a su vez, permite que las fotos se tomen en condiciones de poca luz o con un valor más bajo de F-stop, mientras que aún están bien definidas.

Lente de estabilización de imagen de Canon

La ingeniería que entra en esto es increíble. Es una versión súper pequeña de hardware externo como los cardanes multieje utilizados en sistemas como el Steadicam-Todos los aparatos ortopédicos grandes montados en el hombro que puede haber visto en eventos deportivos o sets de películas. Los resultados de un sistema de estabilización en la lente o en la cámara no son tan espectaculares como los que obtiene de los estabilizadores giroscópicos exteriores, pero siguen siendo bastante impresionantes. Una cámara con una lente con estabilización de imagen óptica puede capturar imágenes fijas más claras a niveles de luz más bajos que una sin ella, y la misma tecnología se puede usar para crear una ligera mejora en el efecto borroso y borroso de grabar video en una cámara portátil. La gran desventaja es que la estabilización de imagen óptica requiere una gran cantidad de componentes adicionales en una lente, y las cámaras y lentes equipadas con OIS son mucho más caras que los diseños menos complejos.

La estabilización de imagen óptica solía estar limitada a cámaras de video y de gama alta. Pero la tecnología se ha repetido lo suficiente como para que pueda obtenerla ahora en DSLR de nivel de consumidor y en cámaras sin espejo. Incluso se ha reducido para que una lente OIS pueda caber en el módulo de la cámara de un teléfono inteligente. Sí, eso significa que hay un pequeño elemento de vidrio en movimiento en algunos teléfonos inteligentes que tienen menos de media pulgada de grosor. Si su teléfono tiene una lente OIS, puede sostener el extremo superior cerca de su oreja, sacudirlo un poco, e incluso escuchar el elemento estabilizador sonar en el módulo de la cámara trasera. (Um, no hagas esto demasiado duro, sin embargo)

Aquí hay un ejemplo del pequeño elemento OIS de un módulo de cámara para teléfono. Tenga en cuenta cómo la parte superior del conjunto de lente se puede mover independientemente del sensor de imagen que se encuentra debajo.

Con lentes y sensores mucho más pequeños, la función OIS en los teléfonos no es tan capaz como en las cámaras más grandes. Pero aún te ayuda a tomar fotos más claras y videos menos inestables. Algunos diseños notables del teléfono con estabilización de imagen óptica incluyen iPhone 6+ y posterior, Samsung Galaxy S7 y posterior, LG G-series y Google Pixel 2.

Estabilización manual de la imagen: recorte de video para estabilizarlo

La estabilización de imagen digital se hace en software. Si estás familiarizado con la diferencia entre el zoom óptico y el zoom digital (es decir, inflar los píxeles en una imagen sin mejorarlos), es similar. Pero la estabilización digital tiene un efecto mucho más inmediato y mensurable en el video.

Para estabilizar un video pregrabado inestable, puede recortar las secciones en los bordes que se "mueven" en cada cuadro, lo que da como resultado un video que se ve más estable. Es una ilusión óptica: mientras el video tiembla, el recorte de cada fotograma de la imagen se ajusta para compensar el temblor y "se ve" una pista suave de video. Esto requiere acercar o alejar el marco de la imagen (y sacrificar la calidad de la imagen) o alejar el marco (lo que da como resultado una imagen más pequeña con bordes negros que se mueven).

Los editores de video de pacientes pueden hacer esto manualmente con una grabación finalizada cuadro por cuadro. Aquí hay un ejemplo dramático en un breve plano de Star Wars Episodio VII.

Este es un ejemplo exagerado de recorte para un efecto estabilizador, pero muestra cómo mover la imagen alrededor del marco de video en relación con el sujeto (el barco) o el fondo puede dar como resultado un video más suave. Aquí hay una colección de ejemplos más típicos con temas del mundo real.

Estabilización de imagen digital: Video de recorte de software para usted

Con la adición de software avanzado, las ordenadoras pueden aplicar esta técnica de recorte y movimiento al video automáticamente. El software de edición de video como Adobe Premiere, Final Cut Pro y Sony Vegas puede hacer esto, generalmente logrando el efecto recortando o haciendo zoom en un video de tamaño completo en una cantidad pequeña y estabilizándolo dinámicamente fotograma a fotograma. Aquí hay un ejemplo de un efecto de estabilización automático en un video, realizado en Final Cut Pro (omita a 3:34 si no está ya configurado).

Al igual que la estabilización de imagen óptica, este software de posprocesado se está volviendo más barato y más distribuido. Incluso es posible usar la estabilización básica de zoom y recorte incorporada en algunos servicios de video gratuitos, como YouTube e Instagram. Hay un límite de cuánto se puede aplicar este efecto, ya que necesita acercarse para compensar la sacudida de la cámara sin mostrar áreas negras en el borde del marco de video. Cuanto más se acerque, menor será la calidad del video final. Tenga en cuenta que el siguiente video del fotograma estabilizado (arriba) es más pequeño que el fotograma completo del video original no estabilizado (abajo) debido al recorte necesario para el efecto estabilizador.

Así es como se puede aplicar la estabilización de imagen a un video existente. Ahora, combine esa técnica de estabilización de movimiento y recorte, un poco de espacio adicional en la cuadrícula de píxeles de un sensor de cámara cuando toma video, y un software súper avanzado que detecta partes de la imagen y su movimiento, y puede hacer la estabilización automáticamente, ¡justo cuando se graba el video! Ese software registra la imagen completa en el sensor de la cámara para cada fotograma, detecta automáticamente cómo está temblando la cámara en relación con el sujeto principal y el fondo y recorta el video a 4K o 1080p mientras mueve la imagen para compensar el movimiento de la imagen. la cámara misma

Eso es lo que significa "estabilización de imagen digital": aplicar herramientas de recorte al video, automáticamente e inmediatamente en la cámara, sin la necesidad de software adicional después de grabar el video.

Esta tecnología no necesita partes móviles adicionales en el mecanismo de la lente, lo que hace que su fabricación sea más económica. No es tan eficiente desde el punto de vista técnico como una lente ópticamente estabilizada, ya que necesita un procesamiento computarizado más avanzado para aplicar las herramientas de recorte en tiempo real. Pero con la combinación correcta de hardware y software, los efectos pueden ser dramáticos. Aquí hay un video de las últimas técnicas de estabilización de imagen digital en la nueva serie GoPro 7.

Tenga en cuenta que el GoPro 7, al igual que sus predecesores, no tiene partes de estabilización móviles en la cámara, y el video anterior no se ha estabilizado con software adicional como Premiere o Final Cut. Todo ese video se toma directamente de la cámara, con el recorte aplicado automáticamente para compensar los temblores y la vibración. No es perfecto; por ejemplo, no es lo suficientemente bueno para eliminar completamente el batido de una bicicleta que baja por unas escaleras, y produce un 10% de recorte en el marco del video. Pero es una mejora impresionante con respecto a una cámara no estabilizada, sin el gasto o el tiempo necesarios para OIS o la estabilización solo por software. GoPro ha tenido estabilización de imagen digital en la cámara desde la serie Hero 5, y está disponible en otras cámaras de acción también.

La estabilización de imagen digital también se puede aplicar al video en teléfonos. Google utilizó un sistema de solo software en el Pixel original (denominado "EIS" para "estabilización electrónica de imagen"), y ahora la mayoría de los teléfonos de gama alta tienen al menos algún nivel de estabilización digital aplicada, explícita o no. Samsung señala que en el Galaxy Note 8, Galaxy S9 y Galaxy S9 +, ambos ópticos y la estabilización de imagen digital se usa al mismo tiempo. Pero hay una gran desventaja para la estabilización de imagen digital: a diferencia de un sistema de estabilización óptica, no se puede aplicar a imágenes fijas. Como la estabilización de imagen digital se basa en recortar una serie de cuadros de video fijos, simplemente no funciona en uno solo a la vez.

Credito de imagen: Canon, GoPro

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