eis что это такое в камере
Электронная (EIS) и оптическая стабилизация (OIS): различия при использовании
Оптическая стабилизация или электронная и алгоритмы машинного обучения. Дорогая технология или более дешёвая и развивающаяся бешеными темпами. Пытаемся разобраться, чем они отличаются, какие есть плюсы и минусы у обеих.
Сегодня мы поговорим о теме, которая беспокоит многих любителей мобильной фотографии. Речь пойдет о стабилизации изображения во время фото и видеосъёмки. Её можно добиться с помощью системы EIS или OIS. Обе технологии позволяют делать четкие фотографии, даже если в момент съемки было сделано несколько неловких движений.
Бывают случаи, когда мы уверены, что наши руки не дрожали во время фотосъемки, но по факту фотография получается размытой, включая все виды нежелательных динамических спецэффектов. Это самая распространенная проблема, даже если наши руки были неподвижны. К счастью, производители камер и заинтересованные стороны уже давно приняли это во внимание. В результате мы получили постоянно рекламируемую функцию, которую теперь можно найти практически в любой камере смартфона.
Сейчас в смартфоностроении используют один из двух подходов: оптической стабилизации изображения, так называемой OIS или электронной стабилизации изображения — EIS. В этой статье мы попытаемся ответить на вопрос: «Что лучше EIS или OIS?»
Такие статьи мы постоянно публикуем для наших читателей в Telegram. Вы уже подписались на канал? Это бесплатно 😉
Электронная стабилизация изображения (EIS)
Как и в случае с большинством технологических проблем, у нас есть два метода решения: либо улучшить программу, либо позволить программному обеспечению быть таким, какое оно есть. Электронная стабилизация изображения, как следует из названия, идет по первому пути. Используйте программное обеспечение для стабилизации ваших фотографий и видео. Каждая камера имеет компонент, известный как прибор с зарядовой связью (CCD). Оно представляет собой не что иное, как набор фотодатчиков. Свет объекта падает на эти датчики, и они преобразуют оптические сигналы в электрические (цифровые) сигналы для дальнейшей обработки камерой.
Процессор обработки изображений в случае EIS принимает части изображений и сравнивает их со следующими. Он тщательно определяет, было ли случайное движение или встряхивание, и вносит необходимые исправления в выбранные части изображения, тем самым обеспечивая ощущение стабильности. Но для того, чтобы в мгновение ока получить идеальную фотографию все же придется кое — чем пожертвовать. Чтобы быстро вычислить стабильное изображение, придется лишиться нескольких кадров и, в свою очередь, потерять качество. EIS приводит к некоторой степени деградации в полученном изображении. Современные линзы компенсируют это снижение качества, совершенствуя разрешение настолько, что оно едва заметно.
Помимо проблемы качества, EIS имеет еще один недостаток. Это не очень «умный» метод. За последние несколько лет он, безусловно, прошел долгий путь развития, но, как правило, он глуп и не может отличить непреднамеренное движение от намеренного. Google работает над этой проблемой, и Google Pixel 2 уже позволяет улучшить эту систему с помощью вычислительного программирования машинного обучения.
Оптическая стабилизация изображения (OIS)
Для стабилизации фотографий и видео оптическая стабилизация изображения использует метод аппаратного улучшения. Система OIS работает иначе, чем EIS. Эта система помещает стеклянную призму перед объективом камеры, чтобы «согнуть» изображение, перемещенное назад.
Призма с переменным углом представляет собой простую стеклянную пластину, которая чередует сильфоны. Вся система действует как динамическая призма. Камера с переменным углом движется в направлении, параллельном плоскости изображения. Гироскоп и другие датчики используются, чтобы знать, когда происходят эти случайные толчки и компенсировать движение с помощью оборудования. Камеры двигают для того, чтобы приспособиться и отменить нежелательное движение. В этом суть всех разновидностей системных методов OIS. Поскольку вся стабильность исходит от манипуляций в реальном времени и изгиба света, ухудшения качества изображения не происходит.
Система OIS кажется наиболее выигрышной, так как она хорошо работает в условиях низкой освещенности. Поскольку стабилизация основана на оптических, а не на электрических сигналах, оптическая стабилизация изображения часто является лучшим вариантом.
Итак, что лучше, EIS или OIS?
Система EIS совершенствуется с помощью машинного обучения. OIS так же хорош, как и всегда. Основным недостатком EIS является то, что он ухудшает качество изображения, но это не имеет большого значения, если на вашем смартфоне есть датчик высокого разрешения, что сейчас уже на всех устройствах.
В случае со смартфонами разница между EIS и OIS сокращается. Лучше всего выбрать смартфон, оснащенный OIS. Эта система наиболее широко используется в смартфонах высокого «премиум» класса, которые лидируют в фотографии.
Впрочем, мы сейчас видим, насколько активно развиваются нейросети и алгоритмы искусственного интеллекта. Так что не исключено, что уже в ближайшее время EIS догонит OIS по качеству работы.
Тогда можно поддержать её лайком в соцсетях. На новости сайта вы ведь уже подписались? 😉
Или закинуть денег на зарплату авторам.
Или хотя бы оставить довольный комментарий, чтобы мы знали, какие темы наиболее интересны читателям. Кроме того, нас это вдохновляет. Форма комментариев ниже.
Что с ней так? Своё негодование вы можете высказать на zelebb@gmail.com или в комментариях. Мы постараемся учесть ваше пожелание в будущем, чтобы улучшить качество материалов сайта. А сейчас проведём воспитательную работу с автором.
Если вам интересны новости мира ИТ также сильно, как нам, подписывайтесь на наш Telegram-канал. Там все материалы появляются максимально оперативно. Или, может быть, вам удобнее «Вконтакте» или Twitter? Мы есть также в Facebook.
Оптическая или цифровая: какая стабилизация лучше и зачем она вообще нужна
Чтобы изображения получались резкими даже при съемке «с рук», в гаджетах используют системы стабилизации. Но не все они одинаковы: рассказываем, какие из них лучше.
Зачем вообще нужна стабилизация изображения в смартфонах и камерах? Для получения четкого снимка и объект, и камера должны быть жестко зафиксированы. И если с объектом проблем не возникает (конечно, если это не ребенок или активное животное, которым правила съемки не объяснишь), то с самим гаджетом сложнее.
Если снимать в хорошую погоду с небольшого расстояния, выдержка на аппарате будет довольно короткой.
А если нет возможности использовать короткую выдержку? Например, вы снимаете в облачный день и света не так много. Хорошо, когда есть штатив или хотя бы неподвижный элемент, куда можно поставить гаджет (например, гранитный парапет). Но если все же приходится снимать с рук, приходит на выручку система стабилизации. Ее задача — компенсировать дрожания вашей руки.
Стабилизация: внешняя и встроенная
Стабилизация делится на активную и пассивную. К первой относятся всевозможные подвесы, стедикамы и другие устройства, стабилизирующие камеру в пространстве. Подобные аксессуары в наши дни применяются не только профессионалами, но и всеми подряд — в продаже достаточно стабилизаторов от множества брендов, рассчитанных на самый разный кошелек. Другое дело, что всем этим нужно уметь пользоваться, а пассивная стабилизация никаких особых знаний не требует.
Пассивная стабилизация уже встроена в саму камеру и работает либо по принципу оптической стабилизации изображения (Optical Image Stabilizer, OIS), либо по принципу цифровой стабилизации изображения (Electronic Image Stabilizer или Digital Image Stabilizer, EIS или DIS). Оба решения используются в современных смартфонах, но чем они отличаются и какое из них лучше?
Оптическая стабилизация: чистая механика
Общая задача стабилизаторов — сделать итоговое изображение четким, но добиваются этого системы разным способом. OIS, появившаяся раньше, представляет собой целый комплекс: стабилизирующий элемент объектива, способный двигаться по вертикали и горизонтали, с помощью электроприводов «маневрирует» по командам от гироскопических датчиков ради того, чтобы во время экспозиции фотоаппарата полностью компенсировать движения камеры в проекции изображения на пленке или матрице цифровых фотоаппаратов.
Позднее появилась система, в которой движения компенсируются уже с помощью подвижной матрицы внутри корпуса камеры — это позволило использовать сменные объективы, хотя и ценой чуть меньшей эффективности. Но заметить это можно только в очень сложных условиях съемки.
Оптические системы стабилизации со временем появились и в смартфонах. Не так давно мы тестировали vivo X60 Pro, где использована именно такая система. Можно посмотреть на видео, как она работает.
Цифровая стабилизация: программное решение
Цифровая стабилизация также борется с нечетким изображением, но делает это без механической «помощи». При EIS часть пикселей матрицы камеры не формирует картинку, а работает в качестве резерва — при движении процессор понимает, что изображение будет смазанным и использует эти «запасные» пиксели, чтобы компенсировать потери. В итоге кадры получаются четкими, но зачастую менее качественными, чем то же изображение, выполненной с помощью устройства с оптической стабилизацией. При этом реализация подобного решения требует меньших затрат, а потому цифровая стабилизация часто встречается в бюджетных устройствах.
Флагманские смартфоны обычно имеют комбинированную систему стабилизации, в которой OIS дополняется EIS. Это позволяет добиться максимально качественного изображения, хотя, например, Google в своей линейке Pixel использует только цифровую стабилизацию — софт у компании написан качественный, и он дает возможность делать весьма хорошие кадры. Другое дело — бюджетные устройства, создатели которых экономят на комплектующих и в итоге получается, что сами по себе компоненты камеры не лучшие, к тому же слабое «железо» не позволяет реализовать максимально качественные алгоритмы EIS, так что на выходе получаются фотографии, которые без слез можно разглядывать только на экране этого же смартфона.
Оптическая или цифровая стабилизация: что лучше?
Так что в итоге, какой из вариантов лучше? Однозначно, оптическая. Но реализовать ее не так просто — особенно, в компактных объективах смартфонов. Поэтому такие системы используют, главным образом, в дорогих гаджетах. Например, в большинстве моделей из нашей подборки лучших камерофонов 2021 года.
Цифровая стабилизация — «эконом-вариант». Лучше, чем никакой, но не так эффективная, как оптическая. Такие встречаются, как правило, в смартфонах среднего класса.
Зачем стабилизация нужна в смартфонах и почему ее наличие важно для фотографии и видеозаписи
Зачем стабилизация нужна в смартфонах и почему ее наличие важно для фотографии и видеозаписи
Камера смартфона состоит из множества компонентов, от датчиков и объективов до систем лазерной фокусировки. И все чаще стабилизация изображения становится одной из основополагающих функций камеры.
Стабилизация изображения, как ни странно, важна для стабилизации ваших изображений. Без нее ваши снимки получаются размытыми, а видео выглядят так, будто второсортное кино 80-х. Видите ли, затвор камеры должен быть открытым, чтобы захватывать свет. Пока это происходит, малейшее движение может испортить весь кадр. Это особенно актуально, когда затвор открыт в течение длительного времени, например, при съемке в темноте.
Поскольку в наших смартфонах все чаще появляются HDR и ночные режимы, стабилизация изображения превратилась из роскоши в необходимость. Практически все смартфоны обеспечивают стабилизацию изображения как минимум на одной камере и делают они это разными способами. В этом материале мы расскажем про них.
Оптическая стабилизация изображения (OIS)
OIS — это аппаратное решение, использующее микроэлектромеханический (MEMS) гироскоп для определения движения и соответствующей настройки системы камеры. Например, если вы держите свой смартфон, и ваша рука слегка смещается влево, система OIS заметит это и немного сместит камеру вправо.
Это аппаратное решение не требует обрезки изображения, а это означает, что для захвата фотографии в телефоне используется полное считывание с датчика. В результате вы получите видео с нулевым искажением, поскольку пропадает «эффект желе», возникающий при цифровой стабилизации. OIS также делает видео намного более естественным, так как не применяется цифровая обработка.
Оптическая стабилизация максимально полезна для съемки видео или фотографий. Она особенно хороша в условиях слабого освещения, когда затвор камеры открыт дольше. Из-за отсутствия оптической стабилизации фотографии могут получаться размытыми даже из-за небольшого движения рукой.
При включенном OIS незначительные колебания нивелируются, что позволяет делать более четкие фотографии. То же самое касается телеобъективов, где малейшее дрожание усиливается из-за гораздо более широкого поля зрения.
Электронная стабилизация изображения (EIS)
EIS — это попытка сделать то, что делает OIS, но без физического оборудования. Этот вид стабилизации работает при помощи акселерометра вашего смартфона для обнаружения небольших движений. Программное обеспечение камеры считывает эти движения и выравнивает каждый кадр. Для изображений это особенно важно при съемке HDR и в ночном режиме, когда камера делает несколько снимков за короткий промежуток времени.
При записи видео программа найдет точку высокой контрастности и попытается удержать эту точку в той же части кадра. Более современные EIS используют машинное обучение для обнаружения объекта и, соответственно, его «захвата».
Обычный компромисс с использованием EIS заключается в том, что иногда электроника создает всем известный «эффект желе», делает видео не совсем естественными.
Возможно, самым большим недостатком электронной стабилизации является обрезание изображения. Когда EIS включен, картинка становится немного обрезанной на выходе.
Края изображения с сенсора камеры используются как буферная зона. Стабилизированное изображение можно перемещать в пределах этого поля, сохраняя объект в кадре. Без буферной зоны края изображения обрезались бы более заметно.
Гибридная стабилизация изображения (HIS)
HIS, следуя из названия, представляет собой комбинацию OIS и EIS. Это хорошее комплексное решение. OIS обеспечивает базовую аппаратную стабилизацию, а затем используется EIS для дальнейшего сглаживания видеоматериала.
Благодаря наличию OIS фактор «кропа» EIS не обязательно должен быть высоким. Буфер по краям изображения может быть меньше, что приводит к более тонкому кадрированию и меньшему влиянию на конечный кадр.
Для фото нет никакой пользы от гибридной системы. OIS обеспечит беспроблемную съемку во всех желаемых сценариях. Хотя EIS может быть включен для дополнительной стабилизации с HDR и многократными ночными снимками.
Если вам интересны результаты работы HIS, вот пример Pixel 2 от Google, который был первым флагманом на Android, использующим гибридную систему OIS и EIS:
Если и HIS вам недостаточно, изображения все еще размыты, а видео дергается, то единственным решением данной проблемы будет покупка ручного стабилизатора.
Что такое оптическая стабилизация изображения? OIS, EIS и HIS — объясняем
Роскошь стабилизации изображения стала необходимостью
Поскольку в ваших смартфонах все чаще используются HDR и ночные режимы, роскошь стабилизации изображения стала необходимостью. Практически все смартфоны обеспечивают стабилизацию изображения хотя бы на одной камере. Однако существует несколько различных типов стабилизации изображения. Вот все, что вам нужно о них знать.
Вам будет интересно! Лучшие смартфоны с оптической стабилизацией изображения
Оптическая стабилизация изображения (OIS)
OIS — это аппаратное решение, которое использует гироскоп с микроэлектромеханической системой (MEMS) для обнаружения движения и соответствующей настройки системы камеры. Например, если вы держите смартфон, и ваша рука слегка движется влево, система OIS улавливает это и немного сдвигает камеру вправо.
Это аппаратное решение, которое не требует обрезки изображения, что означает, что телефон использует полное считывание сенсора для захвата фотографии. Побочным продуктом этого является видео с нулевым искажением, поскольку вы не получаете эффекта желе, который возникает при цифровой стабилизации. OIS также обеспечивает гораздо более естественное видео, поскольку вы не применяете эффект к видео.
Создание хорошего оборудования OIS не из дешевых, что увеличивает стоимость материалов и, в конечном итоге, означает, что вы будете платить больше за свой смартфон с OIS. Он также превращает типично статический элемент, модуль камеры, в другую движущуюся часть. Это очень редко, но иногда движущиеся части системы OIS могут работать неправильно.
Электронная стабилизация изображения (EIS)
EIS — это попытка сделать то, что делает OIS, но без физического оборудования. Это работает за счет использования акселерометра вашего смартфона для обнаружения небольших движений. Программное обеспечение камеры интерпретирует эти движения и выравнивает каждый кадр вместе. Для изображений это имеет решающее значение в процессах HDR и ночного режима, когда камера делает несколько снимков за короткий промежуток времени.
Вам будет интересно! Лучшие смартфоны с оптической стабилизацией изображения
Для видео программа найдет точку с высокой контрастностью и попытается сохранить ее в той же части кадра. Более современные примеры EIS используют машинное обучение для обнаружения объекта и, соответственно, блокировки стабилизации. Обычный компромисс с использованием EIS заключается в том, что он может создавать неестественно выглядящие искажения при незначительных изменениях перспективы. Это так называемый эффект желе, как пример смещения перспективы.
Возможно, самый большой недостаток этого метода стабилизации — это все, что необходимо для процесса. При включенной EIS вы больше не видите на выходе весь датчик. Края изображения сенсора используются как буферная зона. Стабилизированное изображение можно перемещать в пределах этого поля, сохраняя неподвижность объекта в кадре. Без буферной зоны вы бы обрезали края изображения по мере перемещения стабилизации.
Гибридная стабилизация изображения (HIS)
HIS, как следует из названия, представляет собой комбинацию OIS и EIS. Хорошее универсальное решение. OIS обеспечивает базовую аппаратную стабилизацию, а затем EIS используется для дальнейшего сглаживания видеозаписи. Благодаря преимуществам OIS, кроп-фактор EIS не должен быть таким экстремальным. Буфер по краям изображения может быть меньше, что приведет к более тонкому кадрированию и меньшему влиянию на окончательный кадр.
Что касается изображений, гибридная система не дает никаких преимуществ. Часть OIS обеспечит съемку без дрожания во всех желаемых сценариях. Хотя EIS можно было включить для дополнительной стабильности с HDR и ночными снимками с мультиэкспозицией.
Что, если гибридного недостаточно?
Стабилизаторы подвеса смартфона лучше, чем OIS?
Подвесы дают дополнительное преимущество, позволяя вам управлять двигателями для создания плавных движений панорамирования и наклона. Обычно в рукоятку встроен джойстик, позволяющий пользователю управлять движениями стабилизатора. Эти подвесы стоят от 6000 до 10000 рублей в зависимости от марки, модели и комплекта аксессуаров. Это довольно большие деньги за то, что точно не поместится в вашем кармане.
Что нужно знать о стабилизации изображения
Если вам нужно выбрать между OIS и EIS, выберите первое
Если вам нужно выбрать между OIS и EIS, выберите телефон с камерой, который предлагает аппаратное решение. Он менее искусственен для видео и гораздо более эффективен для неподвижных изображений. Если вам нужен зум-объектив хорошего качества на следующем смартфоне, убедитесь, что он имеет оптическую стабилизацию изображения.
Сверхширокоугольные объективы не требуют OIS в видеорежимах из-за большего поля зрения в сочетании с EIS. Это означает, что пока есть кадрирование, оно далеко не так сильно, как если бы оно было применено к большему фокусному расстоянию.
Вам будет интересно! Лучшие смартфоны с оптической стабилизацией изображения
Если вы не хотите снимать короткометражные фильмы на своем мобильном телефоне, потребность в подвесе становится все меньше и меньше благодаря улучшениям, внесенным в технологию Hybrid IS. Даже современные телефоны среднего класса предлагают отличные возможности стабилизации изображения.
Оптическая стабилизация в смартфонах — OIS или EIS?
Камера смартфона — одна из ключевых характеристик, которую большинство людей принимают во внимание при выборе смартфона для покупки. Фактически, это первоочередная задача производителей смартфонов. Во флагманских устройствах камера должна быть лучшей. По качеству камер средний класс телефонов часто может составить конкуренцию флагманским смартфонам. Сегодня, хоть и редко, в среднем классе появляется оптическая стабилизация. Бюджетные телефоны не соперники среднему классу. Но они всегда получают почти все функции смартфона среднего уровня.
Если ли смысл тратить больше денег из-за лучшей камеры?
Это зависит от того, как вы собираетесь пользоваться своим смартфоном. Стабилизация изображения — одна из ключевых функций, которая доступна только на флагманских устройствах и отсутствует в смартфонах среднего уровня. Но технологии развиваются и эта особенность дешевеет.
Существует два типа технологий стабилизации, которые можно найти в смартфоне: оптическая стабилизация изображения (OIS) и электронная стабилизация изображения (EIS).
Что такое оптическая стабилизация в смартфонах?
В конструкции смартфона присутствуют физические датчики для предотвращения дрожания камеры и проецирования видео без каких-либо сотрясений. Это называется оптическая стабилизация изображения.
Что такое электронная стабилизация в смартфонах?
Электронная стабилизация изображения основана на программном обеспечении. Программа вычисляет каждый кадр видео и пытается сохранить его стабильным, обрезая углы. В результате такой работы конечное видео получится немного увеличенным и без дрожания видео на записи.
Что лучше оптическая стабилизация (OIS) или электронная стабилизация (EIS)?
Оптическая стабилизация в смартфонах имеет физические датчики, которые пытаются поддерживать стабильность камеры. Это лучше, чем электронная стабилизация изображения, которая сделает видео немного увеличенным. Поскольку не защищает камеру от трясущихся рук, например, как это делает оптическая стабилизация на аппаратном уровне.
Электронная стабилизация изображения теперь доступна для смартфонов среднего класса. Я думаю, что Redmi Note 5 Pro был одним из первых смартфонов среднего класса, который получил электронную стабилизацию изображения. А потом мы увидели довольно много смартфонов с EIS.
Как OIS и EIS мылят фото
Оптическая стабилизация (OIS), с другой стороны, до сих пор встречается только в флагманских смартфонах высокого класса. Zenfone 5 от Asus, вероятно, является самым доступным флагманским смартфоном, который получил OIS. Перед ним был OnePlus 6. На начало 2019 года оптическая стабилизация устанавливает денежный порог 400 долларов не ниже! Ниже только б/у смартфон.
Оптическая стабилизация и качество видео
Если камера смартфона имеет OIS, она будет снимать более плавные видео без каких либо усилий с вашей стороны.
Если камера смартфона имеет только EIS, вам, возможно, придется приложить некоторые усилия и навыки, чтобы снять плавное видео. И с EIS можно добиться плавности OIS, только нужно немного потрудиться.
Стабилизатор для камеры
Одной из альтернатив, которые вы можете использовать для съемки стабилизированного видео, является использование стабилизатора для камер. Раньше мобильные стабилизаторы стояли дорого, но со временем всё дешевеет как вы бесспорно уже заметили.
Стабилизатор для телефона обеспечивает внешнюю стабилизацию камеры смартфона. Но даже он работает лучше, когда в телефоне присутствует электронная стабилизация EIS или оптическая стабилизация OIS. Если вы человек, который создает видео для YouTube или для другой социальной сети, вы скорее всего захотите инвестировать в смартфон, который предлагает как минимум EIS.
В настоящее время один из самых дешевых и более менее по характеристикам, это Redmi Note 5 Pro (230 долларов) в бюджетном сегменте предлагает EIS. Конечно для большинства это далеко не бюджетный уровень, но так принято считать по старому. Надеюсь уровень наших доходов вернётся хотя бы до уровня 10-ти летней давности! Zenfone 5 или OnePlus 6 — два доступных флагманских телефона, которые имеют OIS.