Чому стабілізація зображення має обмеження?


26

Тепер, коли існує стандарт CIPA для вимірювання стабілізації зображення, все більше виробників цитують ефективність їх стабілізації в зупинках або напів зупинках. Вчора, наприклад, Olympus запустила свій M.Zuiko 12-100 мм F / 4 IS PRO, який має вбудовану стабілізацію зображення, а також у поєднанні з 5-осевою стабілізацією корпусу, присутньою в беззеркальному огляді високого класу, наприклад OM-D E-M5 Mark II забезпечує 6,5 зупинок стабілізації згідно стандарту CIPA.

Це здається неймовірною кількістю стабілізації. Розуміння значення стоп, що означатиме, що можна стріляти в 12 мм зі швидкістю затвора до 2,6 і на 100 мм зі швидкістю 1/3! Це обчислюється, використовуючи правило 1 / ефективної фокусної відстані. Але, навіть якщо це буде відключено цілою зупинкою, це залишиться надзвичайно вражаючим.

Питання, однак, якщо стабілізація може стабілізуватися так довго, чому вона зупиняється на цьому? Чому він не може просто продовжувати робити те, що робить, і стабілізуватися на 5 або 10 секунд чи довше? Що змушує перестати працювати через деякий час?


1
Я мало знаю про стабілізацію зображення, але я трохи знаю про системи управління. Не припускайте, що стабілізація виграє від лінзи та тіла, що додає додаткові склади (якщо тільки Olympus не вимагає іншого, в такому випадку вони знають більше, ніж я). Вони намагаються вирішити одну і ту ж проблему, і можуть насправді дістатися один одному! Крім того, більшість із цих систем покладаються на акселерометри, а це означає, що похибки вимірювань збільшуються в квадратичному вимірі. Це обмежує, як довго ви можете робити ці зусилля щодо стабілізації.
Корт Аммон - Відновіть Моніку

@CortAmmon - насправді вони роблять зараз. Оскільки Panasonic GX8 IIRC. До цього часу вам довелося використовувати те чи інше, інакше вони розкручують дію один одного. Нові системи називаються Dual IS, оскільки вони співпрацюють між собою. Для цього потрібні сумісні камери та об'єктиви, тому принаймні Panasonic на Panasonic працює і те саме для Olympus, але я не впевнений, чи принесуть користь об’єктиву Olympus на корпусі Panasonic, ні якщо він виявить лише включення єдиної системи стабілізації. У цьому прикладі 6,5 стоп - це комбінована продуктивність, заявлена ​​компанією Olympus, лише одна камера стабілізує менше.
Itai

Відповіді:


20

Що змушує перестати працювати через деякий час?

Освічена здогадка: помилка .

Система стабілізації зображення схожа на навігацію за допомогою мертвого рахунку , в якій ви визначаєте, де ви базуєтесь на тому, що ви знаєте про те, де ви були, швидкість та зміни напрямку.

Якщо ви знаходитесь в машині, яка подорожує зі швидкістю 60 км / год за 5 хвилин, ви знаєте, що будете приблизно в 5 милях від місця, де ви почали. Ви можете трохи вимкнутись, якщо машина насправді рухається зі швидкістю 59 або 61 миль / год, але ви опинитеся в межах легкої ходьби від передбачуваного місця, настільки близько. Але, якщо ви спробуєте передбачити, де буде автомобіль через годину замість всього 5 хвилин, ця сама невелика помилка на 1 милі в секунду накопичиться за той довший проміжок часу, і ви закінчите повну милю від очікуваного місця. Це може бути більшою помилкою, ніж ви готові прийняти.

Це те ж саме із системою стабілізації зображення. У камери немає абсолютної точки відліку в просторі - її акселерометри та гіроскопи можуть вимірювати лише відносне переміщення та обертання, і хоча вони дуже точні, вони не ідеальні . Більше того, обладнання, яке переміщує датчик або елемент оренди, які підтримують зображення стабільним, матиме певну помилку. Деяка помилка також властива активним системам ІС через те, що система має відчути рух, перш ніж вона зможе реагувати, тому може бути затримка, яка змушує систему не відслідковувати рух камери ідеально. Нарешті, ймовірно, що жодна система ІС не може забезпечити ідеальну реєстрацію зображень від кута до кута, одночасно компенсуючи рух камери.

Всі ці помилки накопичуватимуться з часом. Хороша система ІС може зробити ручний знімок на 10 секунд краще, ніж той, що ви отримаєте без ІС, але не настільки краще, що виробники готові стверджувати, що це корисно при таких тривалих умовах експозиції.

Іншими словами: це не перестає працювати; це просто доходить до точки, коли це недостатньо корисно.


1
То, здається, дуже добре освічена здогадка :)
Itai

Насправді, для не обертального руху вони можуть вимірювати лише другу похідну переміщення (прискорення), а інтегруючи ці вимірювання прискорення у швидкість / положення, там, де виникає помилка. Також початкова швидкість (щодо предмета) невідома. Для будь-якого, крім найближчих предметів, рух xyz має бути неактуальним порівняно з обертанням, правда? Чи намагаються камери навіть виправити неротаційний струс?
Пітер Кордес

1
@PeterCordes Насправді, так, Canon , Olympus , Nikon, Pentax і Sony мають стабілізацію "5-осі", яка включає обертання в 3-х напрямках і переклад у 2-х. справа лише в тому, щоб проілюструвати накопичення помилок.
Калеб

Так, я просто вибирав ніт за формулюванням. Приємна відповідь. (Я думаю, що відповідь @ null чіткіше робить точку накопичення помилок. Хоча у вашій відповіді прямо не сказано "кожне вимірювання відносно попереднього", я читаю вашу відповідь як про відносну (до вихідної позиції / швидкості) проти абсолютного, більше, ніж накопичення помилок від вимірювань відносно один одного. Я забуваю, чи вважав, що це було ключовим моментом до моменту подання цього коментаря.)
Пітер Кордес,

14

Я підозрюю, що однією основною проблемою є накопичена помилка.

Жодне вимірювання не є ідеальним. Завжди є помилка. Стабілізація зображення повинна вимірювати відносний рух камери та протидіяти їй.

Під час опромінення відбувається багато вимірювань. Кожна з них спирається на результат попереднього. Це означає, що помилка також накопичується. У якийсь момент загальна помилка вважається занадто великою. Я думаю, стандарт визначає, що з деяким порогом сумарної помилки та ймовірністю, з якою вона буде досягнута через певний проміжок часу.


11

Ви вірні, що якби рух був циклічним і ніколи не перевищував межі максимальної ходи стабілізаційних систем, то він повинен мати можливість тривати нескінченно. Але якщо рух рухається в одному напрямку вздовж осі, система в кінцевому підсумку досягає межі свого ходу.

Основна межа стосується ступеня діапазону руху, який може бути розміщений до того, як система стабілізації досягне краю її ходу. Якщо компенсуюча система може продовжувати рух у тому ж напрямку лише на 3 ° до того, як вона досягне кінця свого руху, то будь-який рух, що перевищує 1 ° в секунду, означає, що система може підтримувати компенсацію не більше 3 секунд.

При стабілізації на основі сенсора проблема ускладнюється при використанні більш довгих лінз, оскільки потрібно менше кутового переміщення лінзи довшої фокусної відстані, щоб створити таке ж розмиття, що і лінзи коротшої фокусної відстані. 600-мм об'єктив з повною рамковою системою має діагональний FoV лише близько 4 °. Кутовий рух на 1 ° еквівалентно 1/4 (25%) усього кадру! На відміну від цього, 35-мм об'єктив має діагональну FoV 63 °. Рух на 1 ° еквівалентний лише 1/63 або менше 1,6% всього кадру.

Це головна причина того, що, оскільки вони почали пропонувати лінзи довшої фокусної відстані, виробники, які використовують стабілізатор на основі камери, також почали підтримувати його компенсацією на основі лінз. Системи стабілізації на основі лінз зазвичай знаходяться поблизу від центру лінзи, де дуже невеликий рух може впливати на значно більший зсув у місці, коли проектований конус світла рухається там, де він вражає датчик.


6

За словами самих Олімпу, обертання землі перешкоджає їх виходу за межі 6,5 зупинок (і тоді щось стосується гіроскопа).

Я прочитав це сьогодні у статті про PetaPixel , які самі підняли її з Amateur Photographic, де провели інтерв'ю із заступником керівника відділу Olympus Сецуей Катаокою:

Сама стабілізація корпусу дає 5,5 зупинок, а Sync IS дає 6,5 зупинок з лінзами OIS. 6.5 зупинок - це фактично теоретичне обмеження на даний момент через обертання землі, що заважає гіроскопам.


Я запитав це у фізиці SE.
uhoh

5

Цифри насправді не відображають жорсткого обмеження, вони відображають ймовірність . Ми можемо вважати тремтіння камери ефективно випадковим, тому будь-який знімок має шансрозмиття від тремтіння камери. Чим довше експозиція, тим більше шансів на те, що тремтіння додасться достатньо, щоб зіпсувати зображення. Стабілізація зображення може скасувати більшу частину тремтіння за розумних умов, але не все це з причин, які пояснили інші - датчики прискорення не ідеальні, мотори не реагують миттєво, є фізичні обмеження руху, тощо. Залишений біт тремтіння камери все ще сприяє ймовірності розмиття зображення, але це робиться так повільніше, оскільки його менше. Якщо вони заявляють про 6 зупинок покращення, це означає, що розмиття, спричинене тремтінням, накопичується в середньому на 1/64 місце швидшепри включеному ІС, як і при вимкненому ІС, але кожен знімок різний. Ви можете мати удачу і без ІС, і невдачу з цим. Фактичне тестування на ІС передбачає велику кількість знімків із різною швидкістю затвора з включеним та вимкненим ІС та порівняння частки прийнятних зображень або середньої кількості розмитості між двома групами. Якщо певний комбінований фотоапарат / об'єктив отримує прийнятне зображення 90% часу за 1/30 з вимкненим ІС, але все ще може отримати прийнятне зображення 90% часу за 1 секунду з включеним ІС, то це точка даних, що показує 5 зупинок поліпшення. Маючи безліч точок даних, ми можемо підбити підсумки (або, якщо ми відділ маркетингу, вибрати найкращі).


Напрямок руху може бути випадковим, але помилка, властива системі ІС, не є. У вашому описі звучить так, що успіх ІС залежить від удачі, але мій досвід полягає в тому, що це залежить тільки від кількості руху (частоти, амплітуди та тривалості).
Калеб

@Caleb добре, це зовсім не те, що я мав на увазі. Якщо у мене є час, я спробую редагувати, щоб уточнити.
варення

5

Фотограф і камера по суті є системою відкритого циклу. Фотограф дає дані, вказуючи камеру на об'єкт, і камера не має можливості впливати на цей вхід. Через це накопичена помилка незабаром перекриває корисні дані зображення, якщо намагається стабілізуватися протягом більш тривалого періоду.

Зауважте, що в інших програмах, таких як астрономія, системи позиціонування безпосередньо керуються процесом візуалізації, що робить систему закритим контуром: телескоп слідкує за об'єктом, що знімається. Як результат, періоди стабілізації - кілька секунд і навіть хвилин не є нечуваними. Ось приклад телескопа, призначеного для фотографування об'єктів настільки ж слабких, як величина 24, який стабілізує зображення на 1 хвилину:

введіть тут опис зображення

Зрештою, у відповіді Павла є зерно правди, але ці методи навряд чи будуть застосовані до фотографії найближчим часом. Можливо, колись камери матимуть нейроінтерфейси, щоб взяти під контроль фотограф, але об'єктиви зі стабілізаційними часом у багато секунд доведеться почекати до цього часу.


Ви ніби плутаєте стабілізацію зображення з відстеженням. Я вважаю їх різними в тому, що перший стосується компенсації виявленого руху камери, тоді як другий стосується передбачуваного / відомого руху об'єкта по відношенню до камери.
Калеб

4

Питання, однак, якщо стабілізація може стабілізуватися так довго, чому вона зупиняється на цьому? Чому він не може просто продовжувати робити те, що робить, і стабілізуватися на 5 або 10 секунд чи довше? Що змушує перестати працювати через деякий час?

Різноманітні лінзи Canon, які були стабілізовані у мене, не припиняли рух повністю. Вони лише сповільнили це. З огляду на ефект у видошукачі було зрозуміло, що експозиція не може бути нескінченною. Усі мої лінзи IS були в діапазоні 70-300 мм, ефект, мабуть, не настільки очевидний для коротких лінз, які дозволяють реально низьку експозицію, але я підозрюю, що результат подібний.


4

Напевно, дещо сумнівно, що 2+ секундна експозиція (навіть з короткою лінзою) вийде дуже добре дуже часто.

Коли людина тримає камеру, у вас задіяний ряд принципово різних рухів. Вони відрізняються як за частотою, так і за величиною. Стабілізатори зображення добре працюють із рухами, спричиненими м’язовим тремтінням, які (відносно кажучи) мають високу частоту та малу величину. Це добре працює на експозиції до, скажімо, десятої частини секунди або близько того.

Витримуючи кілька секунд, у вас є абсолютно різні види рухів. Наприклад, більша частина верхньої частини тіла рухається дещо під час дихання. Цей рух набагато повільніше, але також (у багатьох випадках) значно більший. Це призводить до двох проблем. Перш за все, це досить повільно, що більшість акселерометрів не відкалібровані, щоб виміряти їх дуже добре. По-друге, (і що важче боротися) типові системи стабілізації можуть рухатися лише на кілька міліметрів. Рух від дихання може бути набагато більшим за це.

Навіть просто стояти повністю нерухомо протягом декількох секунд одночасно стає важко. Це стає особливо очевидним, якщо ви спробуєте зробити ручну макрофотографію. Якщо ви дуже близькі (з мінімальною глибиною різкості), часто важко стояти нерухомо, щоб просто тримати предмет добре зосередженим. Знову ж таки, рухи тут часто на порядку (наприклад) сантиметрів замість міліметрів, за які системи стабілізації зазвичай можуть добре компенсувати.


3

На практиці, коли потрібна надзвичайна точність, можна вдатися до вкладених систем, де в межах досить точної стабілізованої системи, оптимізованої для зволоження великих рухів, ви ставите більш складну систему, яка може компенсувати невеликі коливання рухів, які є залишками Перша система. А всередині цієї системи можна поставити інший і т.д. і т.д. Системи стабілізації камери використовують один шар, тому є багато можливостей для вдосконалення (але витрати, ймовірно, будуть непомірними).

Такі системи зазвичай використовують як пасивні, так і активні механізми демпфування. Ви хочете, щоб другий шар був ізольований від першого шару, тому існує пасивна система демпфування, яка пов'язує шари. Існує також активна система компенсації рухів. У шаруватій системі це найкраще робити шляхом вимірювання руху попереднього шару, а потім обчислення розповсюдження через механізм демпфування для досягнення необхідної компенсації.

Експеримент LIGO - хороший приклад, коли такі методи використовуються для досягнення надзвичайно точної компенсації коливань.


Поки я стежу за тим, що ви говорите, я не можу стежити, як це говорить, чому існує межа.
Itai

Я додам кілька додаткових пояснень. Що завжди трапляється при роботі з одним шаром, ви досягнете меж через всілякі прискіпливі ефекти реального світу, які стають більш проблематичними, чим краще ви хочете зробити систему. У відповіді Калеба згадуються деякі важливі проблеми. Але такі межі не є абсолютними межами, їх можна обійти, додавши більше шарів.
Граф Ібліс

-1

Цікаве запитання, але я думаю, що деякі приміщення неправильні.

можна стріляти на 12 мм зі швидкістю затвора до 2,6 с

Дійсно? Чи буде фотограф стояти нерухомо 2,6 секунди?

Система фізичної стабілізації зображення покладається на одну фізичну властивість матерії: інерцію.

Це як хитрість тягнути тканину на стіл і залишити посуд у спокої.

Якщо це якось вільно один від іншого, ви можете певним чином перемістити один шматок, не переміщуючи іншого.

Вони також розраховані на певний тип частот.

Маятник має частоту резонансу. Якщо ви створюєте деяку рівновагу з мітлою догори дном, ви застосовуєте цей самий принцип. Але компенсувати потрібно на належній швидкості.

Уявіть собі, що ви хочете заново змінити зображення, і система стабілізації зображення не дозволяє цього робити. "О ні, це потрясіння, я залишатимусь на місці!".

Так. Великий телескоп має більшу масу, і я впевнений, що переформатування займе трохи більше часу, ніж ручна камера. Але у ручної камери у вас є деякі обмеження щодо стабілізації.

До речі, інший пристрій, який забезпечує більш тривалу стабілізацію, називається штативом. І покладатися на масу Землі.


6
Really? Will the photographer will be standing still for 2.6 seconds?- Якщо VR може виправити рукостискання так довго, то, звичайно, чому б і ні? Вся суть IS / VR / все, що вона працює, коли штативи недоцільні.
Blrfl

-1

Я, напевно, знову отримаю хорошу кількість голосів ... але всі вищеперелічені відповіді помилкові від початку до кінця. І відповідь вже у вашому питанні:

існує стандарт CIPA для вимірювання стабілізації зображення

Це все. Поняття тут - «система відліку»: оскільки існує стандарт, повинен бути спосіб тестувати всі камери однаковим чином і виробляти число, яке є дійсним показником, тобто воно «порівнянне» для камер.


Тест CIPA: як це працює

(і, ймовірно, внутрішні тести ще до стандартизації CIPA)

Оскільки "існує стандарт CIPA для вимірювання стабілізації зображення", 5 зупинок (наприклад) стабілізації є результатом стандартного тесту, який вимірює в конкретних умовах, наскільки камеру можна натиснути, перш ніж трапиться певний набір речей (а саме, боке деградація та розмиття руху).

Примітка: у посібнику з процедур тестування стабілізації зображення CIPA є -найменше 50 сторінок. І я не пам'ятаю їх усіх, і не маю розуму зрозуміти кожен їх аспект (навіть якщо я виробляю програмне забезпечення для вібраційних тестуючих платформ :-D); наступне пояснення - це велика спрощеність, якщо хтось хоче розібратися в тонких деталях, він може сам прочитати процедуру, вона доступна для всіх

У стандарті CIPA для тестування камери використовується вібраційна платформа. У цьому і є чара.

Камера поставлена ​​на платформу, яка виробляє вібрації та спрямована на «стандартне зображення»; платформа вимкнена і робиться опорний знімок. Потім платформа вмикається, виробляється набір вібрацій, робиться багато знімків з різною швидкістю затвора, і в момент, коли камера почне створювати погані фотографії, це момент, коли IS не в змозі виправити експозицію. Тоді лише уявіть, що різниця між початковою швидкістю затвора та останньою хорошою, вираженою в зупинці, це кількість зупинок, яку система стабілізації камери здатна управляти.


Крім того, існує проблема з поставленим вами питанням:

можна стріляти в 12 мм зі швидкістю затвора до 2,6 та на 100 мм зі швидкістю 1/3! Це обчислюється, використовуючи правило 1 / ефективної фокусної відстані

Чому не можна стріляти на 100 мм зі швидкістю затвора довше 1/3? Просто, тому що ви самі наклали це на прикладі! :-)

Якщо ви встановите цю ручку, ви можете стріляти 100 мм з максимальною швидкістю 1/100, а потім застосовуєте 5 зупинок, і це призводить до 1/3 в максимум ... це тому, що ви зробили математику, а не тому, що система стабілізації зображення вимкнеться після 1/3 секунди, ні тому, що вона почне погано працювати після цього часу! Дійсно, системи стабілізації зображення тестуються (якщо я правильно пам’ятаю) із експозицією до 32 секунд :-D

Ви встановлюєте тут орієнтир, кажучи: "Я приймаю правило 1 / мм і застосовую коефіцієнт зупинки", тому ви змусили себе в кутку. Що робити, якщо хтось із справді стійкою рукою може вистрілити 100 мм @ 1 сек? Чи перестає працювати система через 1/3 навіть для нього, тому що ви не можете пройти більше 100 мм @ 1/100 секунди?


2
" усі вищенаведені відповіді помилкові від початку до кінця ", як це? Я все ще впевнений, що накопичена помилка є однією з основних причин того, що " IS не в змозі виправити експозицію ". Я не бачу, як те, що йдеться у вашій відповіді, суперечить цим іншим відповідям. Я думаю, що у вашій мірі може бути дуже гарна відповідь, тому що згадування та цитування відповідних частин стандарту є важливим. Висловлення необґрунтованих тверджень про те, що всі інші помиляються, сприймає мене як зарозуміле, але що ще важливіше, це не додає нічого корисного до цієї, можливо, корисної відповіді. Видаліть цей матеріал
null

-1

Стабілізація зображення контролюється за допомогою гіроскопів MEMS. Хоча я не маю повної інформації про використання в камерах, я можу працювати назад. Починаючи з того, що гіроскопи MEMS використовуються для вимірювання обертання землі в людських університетах та науково-дослідних центрах. Ці гіроскопи використовуються в датчиках. Коли гіроскоп відштовхується від своєї осі, він здійснює силу для збереження свого положення. Цю силу можна потім виміряти. Потім обробка цього вимірювання може бути використана для визначення сили руху, що чиниться проти цього. У системі стабілізації це може призвести до протидії силі для збереження положення за допомогою вимірювань гіроскопа, що контролює протидію. Коли земля обертається, її силовий тиск на гіроскоп дозволяє вимірювати її. Я помічаю, що він сказав теоретичне обмеження на 6,5 зупинок. Теоретичне обмеження означає максимум, якого можна досягти без помилок і всього ідеального. Я сумніваюся у його твердженні, що їхня камера знаходиться на теоретичній межі, оскільки цього ніколи не досягти. Завжди існують фізичні обмеження. Я не маю його математики для цього твердження. Він повинен залучати мінімальну силу, на яку реагує його система камер. Після 6,5 зупинок сила від обертання Землі тоді більша, ніж цей мінімальний рух, в який момент система, не знаючи об'єкта, на яку вказували камеру, також перемістилася, потім спробувала б націлити камеру туди, де вона вважала, що об'єкт все ще був. Тоді математика, коли це відбудеться, передбачає розмір пікселів, мінімальні та максимальні межі, які він може виправити, і багато іншого, пов'язаний з оптикою та затуханням, вбудованими в систему. Що включає людину, яка її тримає. Коли камера, що випала з літака і віддалено спрацьовувала, не давала б чіткого зображення на 1 секунду набагато менше в більш тривалий час. Що стосується камер, я б запропонував, що рішенням цього може бути великий розмір датчика в камері для переміщення частини сенсора, з якого виходить зображення, а також оптики та фізичного руху датчика. Для цього їм потрібна зона зберігання та постійно читати датчик, що зберігає зображення у зоні зберігання та додає до того, що вже є. Я вважаю, що це можливо за допомогою спеціалізованого процесора, що дозволяє триваліше зображення стабілізувати. Однак існує ще обмеження. До речі, цей тип системи використовується там, де витрати не мають значення. Повертаючись до початкового питання, він не визначає, де на землі ця межа. Межа може бути меншою на екваторі і більше на полюсах. Також більшість камер сьогодні дають більшу стабілізацію з довшим об'єктивом і менше зупинок з коротшими. Що знову повертається до його 6,5 стоп-коментарів, не посилаючись ні на фокусну відстань, ні на фактичний час. Я схиляюсь до думки, що це більше межа декількох гіроскопів, що працюють на різних площинах, і взаємодії між ними, оскільки досить просто мати гіроскоп для визначення орієнтації камери стосовно обертання Землі, а потім програмувати, що в процесор стабілізації. Про це в Інтернеті є багато математики в статтях про вимірювання обертання Землі. Я сподіваюся, що це просте англійське пояснення того, чому існують обмеження, за якими система гіроскопа не може вийти. 5 зупиняє коментар, не маючи посилання на фокусну відстань та фактичний час. Я схиляюсь до думки, що це більше межа декількох гіроскопів, що працюють на різних площинах, і взаємодії між ними, оскільки досить просто мати гіроскоп для визначення орієнтації камери стосовно обертання Землі, а потім програмувати, що в процесор стабілізації. Про це в Інтернеті є багато математики в статтях про вимірювання обертання Землі. Я сподіваюся, що це просте англійське пояснення того, чому існують обмеження, за якими система гіроскопа не може вийти. 5 зупиняє коментар, не маючи посилання на фокусну відстань та фактичний час. Я схиляюсь до думки, що це більше межа декількох гіроскопів, що працюють на різних площинах, і взаємодії між ними, оскільки досить просто мати гіроскоп для визначення орієнтації камери стосовно обертання Землі, а потім програмувати, що в процесор стабілізації. Про це в Інтернеті є багато математики в статтях про вимірювання обертання Землі. Я сподіваюся, що це просте англійське пояснення того, чому існують обмеження, за якими система гіроскопа не може вийти. Я схиляюсь до думки, що це більше межа декількох гіроскопів, що працюють на різних площинах, і взаємодії між ними, оскільки досить просто мати гіроскоп для визначення орієнтації камери стосовно обертання Землі, а потім програмувати, що в стабілізаційний процесор. Про це в Інтернеті є багато математики в статтях про вимірювання обертання Землі. Я сподіваюся, що це просте англійське пояснення того, чому існують обмеження, за якими система гіроскопа не може вийти. Я схиляюсь до думки, що це більше межа декількох гіроскопів, що працюють на різних площинах, і взаємодії між ними, оскільки досить просто мати гіроскоп для визначення орієнтації камери стосовно обертання Землі, а потім програмувати, що в стабілізаційний процесор. Про це в Інтернеті є багато математики в статтях про вимірювання обертання Землі. Я сподіваюся, що це просте англійське пояснення того, чому існують обмеження, за якими система гіроскопа не може вийти.


-4

Я б припустив, що ви маєте рацію і що немає абсолютного обмеження. Ви повинні мати можливість стабілізуватися протягом 10 хвилин або двох годин.

Згадується накопичена помилка в системі управління відкритим циклом, що є механізмом стабілізації. Системи управління відкритого типу можуть відхилятися від того, що можна компенсувати. Це системи управління дітьми 101, і ця проблема була вирішена століттями тому в машинобудуванні. Просто закрийте цикл зворотним зв'язком.

Якщо ви думаєте про дві частини камери, у вас є об'єктив і датчик. (Стабілізована) лінза рухається, щоб змінити те, що бачить датчик, і датчик бачить, на що лінза вказує. З'єднайте їх за допомогою петлі зворотного зв'язку. Цифровий процесор сигналу повинен мати можливість фіксувати ціль зображення (ми маємо базове відстеження обличчя) і виявляти, чи змістилося зображення. Потім зсув повертається назад до керування рухом об'єктива, і лінза зміщується у зворотному напрямку. Трюк був би у виявленні зрушень рівня пікселів. Тому у нас їх ще немає, але нічого, що я окреслив, не здається фізично неможливим. Поки лінза вказує на ціль з певною достатньою точністю, ви зможете виставляти цілий день.

Я вважаю, що це спрацює в тому, що це вже зроблено. У цей час телескопи мають активні / гнучкі дзеркала, які постійно регулюють свою геометрію, щоб стабілізувати атмосферні турбулентності та спотворення ваги. Вони також замикаються на цілі і відстежують її.

Не можна чекати, щоб придбати лінзу, яка може стабілізувати цілий день.


4
" Цифровий процесор сигналу повинен бути в змозі фіксуватися на цільовому зображенні (у нас все-таки є основне відстеження обличчя) ", це неправильно передбачає, що для зчитування датчика стабілізації виконується під час експозиції, що не так. Мені також не подобається, як ця відповідь теоретизує про те, як слід бути, з обгрунтуванням того, що " нічого, що викладене, не здається фізично неможливим ". Питання задавали не якийсь теоретично можливий спосіб, а межі нинішньої технології. -1
нуль

Крім усього іншого, ви забуваєте, що однією з речей, що обмежує стабілізацію, є те, наскільки далеко рухається камера. Якщо камера спочатку була спрямована на північ і повільно обертається на схід, жодна кількість стабілізації не зможе зберегти те саме зображення, що проектується на датчик.
Девід Річербі

@DavidRicherby Помилка, так, ви абсолютно праві. Якщо я вкажу камеру позаду мене, вона, ймовірно, не зможе сфотографувати те, що переді мною ...
Пол Ушак

1
Гаразд, а це означає, що завжди виникають обставини, коли камера повинна сказати: "Вибачте, стабілізація не вдалася, оскільки камера пересунулася занадто далеко". Це, в свою чергу, означає, що стабілізація зображення, можливо, не може виробляти довільно довгі експозиції. Очевидно, я вибрав крайній приклад (насправді, це смішно), але це ілюструє те, що чим довше ви намагаєтесь утримувати камеру, що вказує в певному напрямку, тим більшим буде її розбіжність від початкового напрямку.
Девід Річербі

1
@DavidRicherby Я не бачу доказів для вашої останньої заяви. Я впевнений, що міг тримати камеру, що вказувала в тому ж напрямку ± 2 ° на будь-якій осі досить тривалий час. Те, що зростає з часом, - це не відхід від початкової цілі, а помилка, яка накопичується при спробі компенсувати невеликі миттєві рухи.
Калеб
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.