واحد خبر mobile.ir : دوربین‌های دیجیتال که در ابتدا به‌عنوان یک ابزار فانتزی به گوشی‌های موبایل راه یافتند حالا جزء جدائی‌ناپذیری از این رده بوده و اطلاع از رزولوشن دوربین یکی از اولین فاکتورهای خریداران گوشی‌های هوشمند است. کیفیت دوربین‌های موبایلی جدا از عوامل کم‌اهمیتی مثل رزولوشن و وضوح تصویر، به فاکتورهای مهمی مثل اندازه سنسور، سایز پیکسل‌ و پشتیبانی از سیستم‌های لرزه‌گیر دست وابسته است؛ برای کاهش لرزش‌های دست در حین تصویربرداری از شیوه‌های گوناگونی استفاده می‌شود که بعضا با برند و رده قیمتی دستگاه ارتباط مستقیمی دارند. در مقاله پیش رو ضمن برشمردن شیوه‌های مختلف تثبیت تصویر، با هریک بیشتر آشنا خواهیم شد.

همه دوربین‌های دیجیتال اعم از موبایلی و غیر موبایلی برای به حداقل رساندن blur و محوشده‌گی تصویر به مکانیزمی جهت کاهش لرزش نیاز دارند که حرکت‌های ناخودآگاه دست را دنبال کرده و با ایجاد شرایطی در جهت معکوس، تأثیر این لرزش در عکس نهائی را به حداقل برسانند. برای اجرای این قابلیت راه‌حل‌های متفاوتی وجود دارد که تقریبا می‌توان همگی آنها را در دو زیر مجموعه کلی اپتیکال و دیجیتال دسته‌بندی کرد.

OIS یا تثبیت‌کننده نوری تصویر

تثبیت نوری تصویر یا optical image stabilization در یک نگاه کلی راه‌کاری برای تغییر مسیر نور منعکس شده از سوژه مقابل در راه رسیدن به سنسور و قبل از تبدیل شدن آن به داده‌های دیجیتال است. این شیوه برخلاف لرزه‌گیرهای داخلی درون بدنه (که در آن خود سنسور برای به حداقل رساندن لرزش جابجا می‌شود) در لنز اجرا شده و با حرکت اجزای درون لنز، در مسیر حرکت نور تغییری در جهت معکوس لرزش ایجاد می‌شود و بدین‌ترتیب اثرات لرزش خنثی می‌شود. در این شیوه البته طبیعتا همه لرزش‌های شدید دست خنثی نشده و با توجه به نوع دوربین با شرایط متفاوتی روبرو می‌شویم.

کیفیت اجرا در این حالت به سرعت شاتر نیز بستگی مستقیم دارد و از قانونی به نام 1 بر میلی‌متر (1/mm rule) پیروی می‌کند؛ در این قانون برای مثال، در یک دوربین 35 میلی‌متری مجهز به لنزی با فاصله کانونی 125 میلی‌متری، سرعت شاتر نباید کندتر از 1/125 ثانیه باشد چرا که در غیر اینصورت، هرگونه لرزشی مستقیما در نتیجه نهائی تأثیرگذار خواهد بود در همین شرایط اما با به‌کارگیری سیستم تثبیت تصویر یا IS اوضاع کاملا تغییر می‌کند و می‌توان سرعت شاتر را از 2 تا 4.5 برابر کاهش داد بدون آنکه لرزش‌های معمول به نتیجه نهائی راه پیدا کنند. این قاعده البته در دوربین‌های 35 میلی‌متری حرفه‌ای صادق است و در دوربین‌های کوچک‌تر و از جمله دوربین‌های موبایلی با سایز سنسور کوچک‌تر و فاصله کانونی کمتر، فاکتورهای دیگری مثل ضریب برش (crop factor) نیز مطرح می‌شود. برای نمونه دوربینی با ضریب برش 2x و لنز 50 میلی‌متری همان میدان دیدی را ایجاد می‌کند که یک لنز 100 میلی‌متری در یک دوربین 35 میلی‌متری ایجاد می‌کند و طبق قانون 1/mm سرعت شاتر کمتر از 1/100 ثانیه در آن از لرزش‌های دست تأثیر می‌پذیرد. در یک دوربین موبایلی که با توجه به اندازه سنسور آن با ضریب برش‌های بسیار بزرگ‌تری از حوالی 5x تا 7x روبرو هستیم این ماجرا حتی شدیدتر اجرا می‌شود. برای نمونه لنز 26 میلی‌متری مقابل سنسور 1/2.55‌ اینچی یک دوربین موبایلی که ضریب برشی نزدیک به 6x دارد، میدان دیدی نزدیک به یک لنز 156 میلی‌متری (156=6×26) در یک دوربین 35 میلی‌متری دارد و سرعت شاتر کمتر از 1/156 ثانیه در آن منعکس‌کننده لرزش‌های دست است بنابراین نیاز مبرمی به سیستم پیشرفته‌ای برای دفع لرزش‌ها دارد.

لرزه‌گیر اپتیکال بسته به برندهای سازنده دوربین نام‌های مختلفی داشته و برای نمونه در مجموعه نیکون Vibration Reduction، در کانن Image Stablizer و در سیگما و تامرون به ترتیب Optical Stablization و Vibration Compenzation نام دارد. در لنزهای مجهز به این قابلیت، موتور مخصوصی وجود دارد که اجزای شیشه‌ای داخلی لنز و مسیر حرکت نور را همزمان با فوکوس، حرکت داده و لرزش‌هائی که عمدتا ناشی از حرکت دست کاربر است را خنثی می‌کند. در دوربین‌های بزرگ با دستگیره‌ و grip مخصوص روی بدنه در شرایط عادی لرزش کمتری به دوربین منتقل می‌شود، اما در دوربین‌های موبایلی با ابعاد بزرگ و ضخامت اندک بدنه، طبیعتا لرزش‌های بیشتری ایجاد شده و نیاز به تثبیت بیشتری احساس می‌شود. با حضور OIS و کاهش لرزش‌ها، عکاسی در محیط‌های با نور کم نیز تسهیل شده و تصاویر بهتری در این شرایط برداشت می‌شود.

در سیستم‌های OIS از نسخه مینیاتوری و کوچکی از لرزه‌گیرهای سخت‌افزاری (موسوم به گیمبال) استفاده می‌شود که در دوربین‌های بزرگ ورزشی و سینمائی به‌کار می‌رود و با یک مکانیزم ژیروسکوپی مانع از لرزش دوربین حتی در شرایط سخت مثل حرکت سریع یا دویدن می‌شوند. تعبیه OIS یا تثبیت‌کننده نوری تصویر در یک لنز به خصوص در ابعادی به کوچکی لنز موبایل کار آسانی نیست و هزینه بالاتری را به سازنده تحمیل می‌کند از این رو از این سیستم اغلب تنها در لنزهای گران‌قیمت و در گوشی‌های موبایل پیشرفته و رده بالا استفاده می‌شود. بخش لنز در گوشی‌های مجهز به این نوع قابلیت، اغلب جدا از سنسور بوده و به صورت مستقل در جهت معکوس لرزش‌ها، حرکت می‌کند.کوچک بودن سنسور و فضای محدود لنز برای حرکت، کیفیت اجرای OIS در گوشی‌های موبایل نسبت به دوربین‌های واقعی را کاهش داده اما هنوز در مقایسه با نمونه‌های فاقد این قابلیت می‌توان از نتیجه کار به میزان زیادی رضایت داشت.

لرزه‌گیر دیجیتال

تثبیت‌کننده دیجیتال یا الکترونیکی (EIS) راه‌کار دیگری برای کاهش لرزش به حساب می‌آید که برای بهبود کیفیت و تثبیت ویدئو به کار می‌رود. طرز کار این سیستم برخلاف OIS، کاملا نرم‌افزاری و غیر فیزیکی بوده و در آن هر قاب (فریم) ویدئو برای دفع لرزش‌های ایجاد شده و انطباق یافتن به کادر بعدی به صورت نرم‌افزاری جابجا می‌شود و از پیکسل‌های حاشیه تصویر و خارج از دید به‌عنوان بافری برای از دست نرفتن پیکسل‌ها در نتیجه جابجائی استفاده می‌شود. EIS با وجود تأثیر مشخص در برخی سوژه‌های دارای لرزش محسوس، در لرزش‌های منجر به خارج شدن سوژه از فوکوس عملا چندان موفق نبوده و در کاهش سطح نویز نیز تأثیر خاصی ندارد.

جدا از لرزه‌گیر‌های دیجیتال درون دوربین، برخی از نرم‌افزاری ویرایش ویدئو نظیر ادوبی پریمیر، فاینال‌ کات پرو و Sony Vegas می‌توانند حتی پس از برداشت تصویر نیز نسبت به برطرف کردن لرزه‌های دست اقدام کنند که البته نگفته پیداست خروجی نهائی این نرم‌افزارها به نوع ویدئو و میزان لرزش‌ها بستگی دارد.

سونی Steadyshot

در حالی‌که اغلب شرکت‌های تولید‌کننده موبایل، در غیبت OIS از سیستم معمول EIS برای کاهش لرزش‌های ویدئو استفاده می‌کنند شرکت سونی گونه خاصی از این سیستم را در گوشی‌های خود با نام SteadyShot به‌کار می‌گیرد و در طی یکی دو سال گذشته تقریبا هیچ‌گاه به سراغ OIS نرفته است. سونی تا به امروز ورژن‌های مختلفی از این فناوری را عرضه کرده که از آن جمله می‌توان به سوپر استیدی شات یا SSS، استیدی‌شات Inside یا SSI و اپتیکال استیدی‌شات یا OSS اشاره کرد که البته تقریبا هر سه تنها در دوربین‌های حرفه‌ای این برند در سری Cyber-shot یا آلفا ارائه شده و در گوشی‌های موبایل این شرکت اغلب تنها از همان فناوری اولیه SteadyShot استفاده می‌شود.

در SteadyShot از تثبیت 5 محوره (5-axis) تصویر سخن به میان می‌آید که البته کلمه محور در اینجا با توجه به مفهوم آن چندان مناسب به نظر نمی‌رسد و شاید بهتر باشد عملکرد این سیستم را در راستای محورهای X و Y و چرخش پیرامون آنها (pitch، yaw و roll) بدانیم که البته این حالت نیز تنها در برخی شرایط مثلا در وضح فول اچ‌دی و تصاویر از فاصله نزدیک فعال بوده و در سایر مواقع تنها در سه راستا عمل می‌کند. سونی در آخرین نسل از SteadyShot روی گوشی‌های هوشمند این شرکت یعنی در Xperia XZ3 از یک حالت ژیروسکوپی هوشمند که Intelligent Active خوانده می‌شود پشتیبانی می‌کند که در پنج جهت عمل می‌کند اما همچنان تنها در وضوح فول اچ‌دی (با 30 فریم در ثانیه) قابل استفاده بوده و در رزولوشن 4K به سیستم عادی سه‌جهته باز می‌گردد. همچون دیگر گونه‌های لرزه‌گیری دیجیتال، در SteadyShot نیز میدان دید (FoV) تحت تأثیر قرار گرفته و کاهش پیدا می‌کند اما در شرایطی که تثبیت تصویر اهمیت بالاتری نسبت به میدان دید دارد، این سیستم از کیفیت مطلوب و راضی‌کننده‌ای برخوردار است. ظاهرا سونی در این سیستم از ترکیب راه‌حل‌های سخت‌افزاری و نرم‌افزاری در کنار هم سود جسته که حتی حرکت مجموعه لنز نیز در آن پیش‌بینی شده است.