Simplemente no se puede vencer a la física y, como señaló Isaac Newton, la resistencia a el movimiento es proporcional a la masa. Así que los milagros de video de peso pluma de hoy en día son difíciles de detener. Y los asombrosos teleobjetivos que colocan en las videocámaras hoy en día son realmente asombrosos, pero magnifican cada pequeña sacudida en un terremoto virtual en la pantalla.
Un problema como este es una bendición para los inventores y surgieron varias soluciones. Llaman a sus nuevos dispositivos estabilizadores de imagen. Siguiendo el ejemplo de la naturaleza, muchos de ellos funcionan al detectar el movimiento de la cámara y luego compensarlo.
Este artículo explora algunas de las diferentes técnicas que se utilizan para estabilizar imágenes y le brinda algunas ideas para poner en funcionamiento esta tecnología milagrosa.
Estabilización óptica
La estabilización de imagen óptica (u OIS) utiliza una óptica inteligente para corregir los temblores. La estabilización óptica depende de los sensores de movimiento para saber si la videocámara se está moviendo. Basándose en información sobre cabeceo, que es como inclinación, y guiñada, que es una palabra elegante para panoramización, el sistema óptico compensa las fluctuaciones.
¿Qué tipo de óptica se usa para esta magia? De hecho, son muy interesantes, como los prismas blandos, también conocidos como prismas activos o de curvatura variable. Los prismas blandos son los dispositivos más atractivos desde las placas de circuitos flexibles (un pilar de las cámaras modernas). Un prisma blando consta de dos placas de vidrio con silicio de grado óptico entre ellas. Para evitar que el silicio salga a chorros, las placas están conectadas por un fuelle plisado en acordeón.
Cuando las dos placas son paralelas, la imagen pasa directamente. Pero si aprietas cualquiera de los cuatro lados del mecanismo, se convierte en un prisma. Un pequeño apretón en la parte inferior envía la luz hacia la parte superior, corrigiendo el movimiento vertical de la cámara.
La lente tiene un par de pequeños giroscopios incorporados para detectar vibraciones. Cuando la cámara se mueve, estos giroscopios envían señales a un chip de computadora que descubre cómo compensar. La computadora, a su vez, envía una señal al estabilizador óptico diciéndole que pellizque los lados del prisma para dirigir la imagen.
Canon fue pionera en la estabilización óptica en los años 80, pero ahora se la ha otorgado a otros proveedores, como Sony.
Estabilización electrónica
La estabilización de imagen electrónica (o EIS) funciona con principios completamente diferentes. Las videocámaras actuales utilizan un CCD (dispositivo acoplado por carga), que es una rejilla de sensores de luz ubicados en el plano focal de la lente. Esta es una pequeña maravilla de alta tecnología, más pequeña que un sello postal, que convierte la luz en pulsos eléctricos que forman una señal de video. Esa es una de las razones por las que las videocámaras se hicieron más pequeñas y livianas:los diminutos CCD reemplazaron al voluminoso tubo vidicon.
Puede procesar la señal de un CCD con una computadora. Eso convierte la estabilización de imagen en un problema de programación.
Primero, necesita almacenar un cuadro para comparar. Eso requiere RAM, un término informático para la memoria. Ahora divida la imagen en partes, digamos una cuadrícula de dos por dos. Compara un fragmento del fotograma actual con un fragmento del fotograma anterior. La computadora desliza la imagen antigua y verifica si se ajusta. Cuando encuentra un buen ajuste, registra la distancia de deslizamiento horizontal y vertical para ese trozo de pantalla.
Después de analizar cada fragmento de esta manera, la computadora recopila los datos. Si todos los ajustes son buenos y en la misma dirección, lo más probable es que haya movido la cámara. Por otro lado, si el ajuste es malo o los fragmentos se mueven en diferentes direcciones, la causa probable es un objeto en movimiento.
Si es solo un objeto en movimiento, no querrás compensar. Pero si es toda la pantalla, puede compensar deslizando la imagen actual en la dirección opuesta al movimiento.
Esta técnica funciona bastante bien, pero puede tener algunas peculiaridades. Por ejemplo, si hace zoom en una pelota de playa que rebota, algunos estabilizadores seguirán la pelota, ya que ocupa tanto espacio en la pantalla que parece movimiento de cámara. Cuando reproduces el video, parece que hay una pelota estacionaria con el mundo rebotando de fondo.
Los estabilizadores de imagen electrónicos más nuevos utilizan el movimiento de la cámara, en lugar del movimiento de la imagen, para corregir el movimiento. Estos dispositivos funcionan mejor en situaciones como la pelota de playa que rebota. Al igual que los sistemas ópticos, utilizan giroscopios en miniatura en la lente para detectar movimiento.
Eso es genial; ahora sabemos cómo detectar y corregir los movimientos de la cámara. Pero cuando deslizas la imagen hacia arriba, ¿no tendrás un espacio negro en la parte inferior de la pantalla? No si usa una parte de la imagen fuera de la pantalla, y ahí es donde la estabilización electrónica se complica.
Para tener un área fuera de la pantalla, debe tener un CCD más grande o usar una ventana más pequeña en un CCD normal.
Para empezar, algunas videocámaras más antiguas tienen CCD de baja resolución y la estabilización electrónica elimina aún más esa imagen. Para desplazar la imagen, estos sistemas necesitaban tomar el rectángulo más pequeño y luego ampliarlo para que cupiera en toda la pantalla. Eso degrada la calidad de la imagen. Este es el mismo problema planteado por el zoom digital. Los elementos de la imagen se agrandan y la calidad de la imagen disminuye.
Muchos chips modernos ofrecen una resolución que supera los estándares NTSC. Puede obtener una excelente calidad de video con menos de 400 000 píxeles en el CCD. Si su videocámara tiene más píxeles que eso, es muy probable que pueda manejar la estabilización electrónica sin degradar la imagen. Simplemente desliza un rectángulo alrededor del CCD para seguir la acción. El rectángulo representa una imagen de video completa, por lo que no es necesario ampliarla.
Estabilización de la computadora (posprocesamiento)
Recientemente, se ha presentado un nuevo competidor para la estabilización de imagen. Las computadoras se han vuelto bastante buenas analizando imágenes. Pueden escanear una escena y seleccionar objetos. Una vez que se ha reconocido un objeto, se puede rastrear. Mediante el seguimiento de objetos en el campo de visión, la computadora puede compensar todo tipo de sacudidas que ninguno de los otros métodos puede manejar.
Esta tecnología aún se encuentra en etapa de investigación. Una computadora de escritorio rápida tarda más de una trigésima parte de un segundo en calcular y rastrear objetos, por lo que todavía no se puede hacer sobre la marcha. Pero puede pasar su video a la computadora y procesarlo posteriormente para eliminar las sacudidas.
Parece que las computadoras duplican su potencia cada dieciocho meses. En unos años, es posible que tenga el equivalente a la supercomputadora actual en su videocámara del tamaño de un pulgar. Podrás colocarlo sobre tu oreja como un lápiz y correr, mientras la computadora mantiene tu imagen estable y clara.
Solo un problema
Un problema lo comparten, en mayor o menor medida, todos los estabilizadores de imagen. Dado que los mecanismos funcionan al notar el movimiento de la cámara y corregirlo, ¿cómo mueves la cámara a propósito? Si comienza a moverse, ¿el estabilizador no intentará compensarlo? La respuesta corta es:sí.
Tan pronto como inicie una inclinación o panorámica, notará que el visor retrasa la acción. El estabilizador está tratando de detener lo que considera una gran sacudida.
Un estabilizador electrónico intentará detener el movimiento, pero rápidamente se quedará sin área fuera de la pantalla. En ese momento, intentará ponerse al día con gracia, pero algunos sistemas funcionan mejor que otros. En los primeros sistemas, es posible que vea un salto cuando el estabilizador deja de intentar seguir el movimiento de la cámara y simplemente comienza de nuevo.
Los estabilizadores ópticos funcionan un poco mejor, ya que el prisma solo puede funcionar en un rango estrecho de ángulos (para evitar el arcoíris). Entonces, cuando mueves la cámara, fija el prisma al máximo. En ese punto, la cacerola continúa como si nada.
Por lo general, este efecto es más desconcertante para el videógrafo que para el espectador. El operador de la cámara sabe que la pantalla de visualización retrasa el movimiento real, pero el espectador no tiene el mundo real para confundirlo:el video resultante se ve bien.
Los sistemas más nuevos usan software más sofisticado para minimizar este efecto. Intentan distinguir entre un movimiento panorámico y una cámara midiendo la magnitud del movimiento. Si el movimiento es grande, asumirá que se trata de una cacerola. La estabilización está reservada para movimientos más pequeños. Aún así, con algunas videocámaras, es posible que desee desactivar la estabilización cuando necesite realizar una panorámica.
Disparar
Tanto la estabilización óptica como la electrónica son maravillas de la tecnología. Son capaces de detectar sacudidas y luego compensarlas sesenta veces por segundo.
Entonces, ¿cuál es la mejor solución para ti? ¿Electrónica u óptica? Bueno, depende de lo que quieras hacer y de cuánto dinero tengas.
La estabilización óptica no sufre de un problema de resolución. La imagen se ha dirigido al CCD, por lo que está disponible la resolución completa. Pero, por lo general, pesa y cuesta más. Y dado que hay partes móviles en la solución óptica, puede absorber más energía de la batería que la estabilización electrónica.
La estabilización electrónica es relativamente simple, económica y liviana. Y los modernos no sacrifican la resolución cuando se activan. Para los estabilizadores electrónicos, el programa de computadora que supervisa todo el proceso puede ser el criterio más importante.
Al igual que con cualquier algoritmo informático, hay tantas formas de abordar el problema como programadores. Debería experimentar con su estabilizador para ver cómo maneja diferentes situaciones. En realidad, debería grabar un video para la prueba, porque no siempre es fácil ver la diferencia al mirar a través del visor:su cerebro todavía está compensando el movimiento y enmascara el efecto.
En pocas palabras:cualquier tipo de estabilización de imagen puede mejorar tus videos de manera espectacular. El último lote de videocámaras tiene software de tercera o cuarta generación y representa una gran mejora con respecto a las generaciones anteriores. Mientras que los sistemas ópticos fueron un claro ganador hace un año, ahora los sistemas electrónicos han alcanzado la paridad con ellos. Si está buscando una videocámara nueva, puede contar con estabilizadores de imagen para obtener resultados increíbles, ya sea que la magia sea óptica o electrónica.
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