Stabilizacja obrazu – na poziomie obiektywu czy korpusu?
Wojtek Tkaczyński
Który sposób zastąpienia statywu jest lepszy?
Wstęp
Jaka jest najważniejsza cecha dobrego zdjęcia? Niezależnie od tego, czy zapytamy amatorów,
zawodowców, czy osoby jedynie oglądające fotografie – zwycięży zapewne odpowiedź „ostrość”.
Zdjęcie musi być ostre! I już. Choć tak naprawdę trudno zdefiniować naukowo pojęcie ostrości jako
takiej, to właśnie ona jest podstawowym kryterium oceny zdjęć. A to dlatego że zawsze było jej za
mało – od samego początku istnienia fotografii producenci sprzętu starali się konstruować urządzenia
ułatwiające otrzymywanie ostrych zdjęć. Pierwszym z nich był statyw. Ostatnio w tym temacie króluje
na rynku pojęcie stabilizacji obrazu. Co to takiego i czy naprawdę można już zapomnieć o statywie – o
tym poniżej.
Lustrzanka Nikon D90 z obiektywem 16-85 mm f/3.5-5.6G ED VR AF-S DX Nikkor wyposażonym w
system optycznej stabilizacji obrazu VR.
Co to znaczy „nieostre”?
Z fotograficznego punktu widzenia przyczyn ewentualnej nieostrości zdjęcia może być wiele.
Podstawową jest po prostu złe ustawienie ostrości. Dzięki układom AF, obecnym dziś w każdym
aparacie, problem ten odchodzi w niepamięć. Kolejną ważną przyczyną nieostrości zdjęcia jest jego
rozmazanie w związku ze zbyt długim czasem ekspozycji. Kiedy fotografowany przez nas obiekt
porusza się, musimy odpowiednio do jego prędkości skrócić czas otwarcia migawki. Stąd biorą się
programy tematyczne poświęcone fotografowaniu sportu, działające przede wszystkim przez
maksymalne skrócenie czasu ekspozycji. Jeśli jednak nasz obiekt porusza się zbyt szybko – nic nie
poradzimy. Zdjęcie zawsze będzie rozmazane. Następna przyczyna nieostrości również dotyczy czasu
otwarcia migawki, ale myślę tu o sytuacji wręcz odwrotnej – obiekt się nie porusza, za to aparat drży
w rękach fotografa. Kiedy jest jasno, czas ekspozycji pozwala na fotografowanie z ręki. Kiedy jest
ciemno – ekspozycja musi się wydłużyć. I to właśnie konieczność stosowania długich czasów otwarcia
migawki doprowadziła do powstania fotograficznych statywów oraz dzisiejszych systemów stabilizacji
obrazu.
Jak to działa?
Nieostrość związana z długim czasem ekspozycji powstaje w sposób wręcz oczywisty. Niewielkie
przesunięcie aparatu w trakcie zapisu zdjęcia powoduje przesunięcie zapisywanego na matrycy
obrazu. Obraz ten jest tworzonym przez obiektyw „rysunkiem” fotografowanego przedmiotu. Jeśli
jest on przez obiektyw powiększany, przesunięcie to będzie bardzo wyraźne. Jeśli obiektyw nie
powiększa – kontury rejestrowanego obrazu pozostają w miarę ostre. Dlatego stosowanie długich
czasów otwarcia migawki jest szczególnie niebezpieczne podczas korzystania z teleobiektywów.
Fotografia szerokokątna rzadziej prowadzi do nieostrości wynikającej z długiej ekspozycji. W dawnych
czasach, kiedy ludzkość używała jeszcze małoobrazkowych lustrzanek na film, obowiązywała zasada
mówiąca o tym, że najdłuższy możliwy do wykorzystania czas ekspozycji powinien być (w
przybliżeniu) odwrotnością ogniskowej. Czyli: fotografując obiektywem 135 mm, nie powinniśmy
stosować czasu dłuższego niż 1/125 s, analogicznie – obiektyw 50 mm pozwalał wówczas na użycie
1/60 s. Dziś, mimo stosowania przeliczników ogniskowych dla lustrzanek z matrycami wielkości APS-C
i aparatów kompaktowych o mniejszych przetwornikach obrazowych, trzymamy się właśnie
małoobrazkowych ekwiwalentów. Nie liczy się bowiem ogniskowa bezwzględna, lecz pole widzenia,
czyli właśnie wspomniane powyżej powiększenie czy też przybliżenie.
Producenci cały czas dążą do przesunięcia granicy korzystania ze statywu. Dzisiejsze aparaty coraz
częściej wyposaża się w układy stabilizacji obrazu. W chwili obecnej na rynku dominują systemy
polegające na:
korekcji optycznej,
korekcji na poziomie matrycy,
stosowaniu jak największej czułości i najkrótszego czasu otwarcia migawki,
elektronicznej obróbce poruszonych zdjęć.
Powyższą listę możemy podzielić na dwie grupy: systemy mechaniczne i elektroniczne. Jak działają?
Które są lepsze?
Schemat działania systemu optycznej stabilizacji obrazu.
Mechaniczna stabilizacja obrazu
Pierwszym przykładem mechanicznej stabilizacji obrazu jest układ wbudowany w obiektyw.
Odpowiednie czujniki rozpoznają ruch aparatu w momencie naciśnięcia spustu migawki. W
odpowiedzi na wykryty ruch silniczki przesuwają niewielką grupę soczewek obiektywu w największym
stopniu odpowiedzialnych za tworzenie ostrego obrazu, kontrując niepożądany ruch aparatu.
Efektem jest nieporuszone zdjęcie. Dzisiejsze układy stabilizacji optycznej pozwalają fotografować z
czasem ekspozycji nawet o trzy stopnie dłuższym, niż byłoby to możliwe bez nich. Znaczy to, że –
przykładowo – możemy otrzymać nieporuszone zdjęcie, stosując czas 1/30 s, podczas gdy bez
stabilizacji niezbędny byłby czas 1/250 s.
Pewną alternatywą dla stabilizacji optycznej jest stabilizacja na poziomie matrycy. Po wykryciu
poruszenia aparatu, już w chwili zapisywania zdjęcia przesuwana jest matryca. Na pierwszy rzut oka
efekt jest ten sam, jednak po kilku latach współistnienia obu systemów na rynku rysuje się chyba
przewaga tego pierwszego.
Schemat działania systemu stabilizacji matrycy światłoczułej.
Układ optycznej stabilizacji obrazu nie tylko umożliwia wykonanie ostrego zdjęcia, ale też ułatwia
precyzyjne kadrowanie.
Koronnym argumentem zwolenników sytemu matrycowego jest fakt, że współpracuje on tak samo ze
wszystkimi obiektywami. Nie ma więc potrzeby inwestowania w układ stabilizacji wraz z każdym
obiektywem. Zastanówmy się jednak, czy działa on tak samo dobrze z każdym obiektywem?
Obiektywy Nikona wyposażone w układ redukcji drgań oznaczone są symbolem VR – od angielskiego
Vibration Reduction. Dziś produkowanych jest 15 (tak, tak – piętnaście!) obiektywów VR. Najkrótszy
ma ogniskową 16 mm (to szeroki koniec standardowego zooma do lustrzanek z matrycą formatu DX),
najdłuższy – 600 mm. W każdym z tych obiektywów znajduje się zespół czujników i silniczków
opracowany dokładnie pod kątem konkretnej konstrukcji optycznej. Zakres koniecznego ruchu
elementu optycznego można, zdaje się, lepiej dostosować do wymagań chwili właśnie za pomocą
układów dedykowanych. To dlatego stabilizacja optyczna pozwala na większą korekcję niż sam ruch
matrycy, który sprawdza się najczęściej w granicach 2 EV. Z drugiej strony raczej nie powstanie jasny
obiektyw 24 mm lub jasny standard 50 mm z wbudowanym systemem stabilizacji optycznej, więc
miłośnicy takiej optyki mogą liczyć jedynie na systemy stabilizujące matryce.
O ile powyższe argumenty mogą się niektórym wydawać nieco naciągane, o tyle niewątpliwą zaletą
stabilizacji optycznej jest możliwość wykorzystania jej podczas kadrowania zdjęć. Stabilizacja
matrycowa działa jedynie w trakcie zapisu zdjęcia, podczas gdy efekt działania stabilizacji optycznej
widać także w czasie komponowania zdjęć w wizjerze. Jeden z trybów VR polega właśnie na tym, że
stabilizacja działa bez przerwy, a nie tylko w momencie naświetlania fotografii. Każdy, kto próbował
komponować kadr, fotografując w trudnych warunkach oświetleniowych za pomocą długiego i
ciężkiego obiektywu, wie, o czym mowa. Największym problemem nie jest wcale ustawienie ostrości
– współczesne sensory AF radzą sobie z tym doskonale. Największy kłopot w spokojnej ocenie kadru
sprawia właśnie drżenie obrazu oglądanego w dużym powiększeniu. Dzięki włączonemu układowi
stabilizacji obraz ten jest spokojniejszy, nie drży nerwowo w rytm drgań ręki fotografa. Zaletą stałej
stabilizacji optycznej jest również szybsza praca układu AF i możliwość precyzyjnego wykorzystania
punktowego pomiaru światła.
Stosowany dziś w nowych obiektywach Nikona układ VR pozwala dodatkowo na rozpoznawanie
śledzenia aparatem poruszających się przedmiotów – działa wtedy jedynie w płaszczyźnie
prostopadłej do kierunku ruchu aparatu. Najnowsze czujniki rozpoznają też fakt zamontowania
aparatu na statywie. Odpowiednie algorytmy zapobiegają wtedy spadkowi ostrości zdjęcia
wywołanemu przez podnoszenie lustra tuż przed naświetleniem zdjęcia (oczywiście jedynie w
wypadku lustrzanek) i przeciwdziałają efektom drżeń samego statywu.
Oryginalną funkcją stosowaną przez Nikona w obiektywach VR jest centrowanie układu soczewek po
naciśnięcia spustu migawki. W chwili otwarcia migawki soczewki znajdują się w położeniu
środkowym, możliwe jest więc ich maksymalne wychylenie w każdym kierunku. Każde zdjęcie jest
korygowane w najlepszy w danej sytuacji sposób. Co więcej, niektóre nowe obiektywy mają „funkcję
uspokajającą” obraz w wizjerze podczas fotografowania z jadącego samochodu czy lecącego
helikoptera. Czegóż chcieć więcej?
Optyczna stabilizacja obrazu pozwala wykonać ostre zdjęcia nawet w niekorzystnych warunkach
oświetleniowych. Elektroniczna „stabilizacja” stosowana często w aparatach kompaktowych (ostatnie
zdjęcie) polega na podniesieniu czułości - skraca czas otwarcia migawki, ale obniża jakość obrazu,
wprowadzając szumy.
Elektroniczna stabilizacja obrazu
Większość powyższych uwag dotyczyła przede wszystkim posiadaczy lustrzanek. Pełnoprawne układy
stabilizacji to wciąż domena głównie tej klasy aparatów. Oczywiście produkowane są małe kompakty
wyposażone w stabilizację optyczną lub matrycową, ich znalezienie wymaga jednak sporej uwagi.
Wśród producentów kompaktów toczy się bowiem właśnie walka na terminy i często kupując aparat
ze stabilizacją, nie dostajemy tego, na co liczymy. W wielu małych kompaktach tryb stabilizacji polega
bowiem na podniesieniu czułości i zastosowaniu krótszego czasu ekspozycji. Zdjęcie będzie zapewne
nieporuszone (lub mniej poruszone), trzeba jednak pamiętać, że wzrost czułości zawsze pociąga za
sobą spadek jakości zdjęcia i podwyższenie poziomu szumów. Logiczne jest chyba, że chcąc
fotografować z większą czułością, sami nastawimy taką czułość, świadomi jej ograniczeń,
przedkładając nad małe szumy np. zamrożenie ruchu fotografowanego obiektu (dzięki zastosowaniu
krótkiego czasu otwarcia migawki). Nazywanie tego trybem stabilizacji jest chyba, jak mówił pewien
poseł, skrótem myślowym, a nawet nadużyciem semantycznym. Pod względem jakości zdjęć
prowadzi on bowiem, de facto, do gorszych, a nie lepszych rezultatów.
Istnieje na rynku jeszcze jedna grupa kompaktów ze stabilizacją. Są to aparaty, które przed
zapisaniem zdjęć na kartę pamięci same (powinienem chyba napisać: SAME!) dokonują ich obróbki,
polegającej na wyostrzeniu konturów i zamaskowaniu śladów rozmycia. Ile takie zdjęcie ma
wspólnego z rzeczywistością? Trudno powiedzieć. W każdym razie systemom tym bliżej do grafiki
komputerowej niż fotografii.
Tekst i zdjęcia: Wojtek Tkaczyński