Автоколебание объектива с защитой от сотрясений (IS/VR/OSS) в режиме штатива (самоколебание) и рекомендации по переключению с рук на штатив
Камера была установлена на сверхпрочный штатив, устойчивый как гора, позволяющий делать длительную выдержку, но края сделанных фотографий были необъяснимым образом размыты из-за ореолов — виновником была «оптическая стабилизация изображения (IS/VR/OSS/IBIS)», которая была любезно включена. В этом руководстве представлен углубленный анализ физического механизма «самовозбуждающейся резонансной положительной обратной связи», вызванной тепловым шумом гироскопа в системе управления с обратной связью, различия в алгоритмах автоматического обнаружения новых и старых штативов объектива, а также железный закон отключения системы стабилизации на байонете.
1. Сервоприводная система с замкнутым контуром: поиск тряски и создание обратного смещения.
Будь то оптическая стабилизация изображения объектива (OIS) или стабилизация изображения датчика тела (IBIS), их принципы работы основаны на высокоскоростном управлении с обратной связью по замкнутому контуру:
- МЭМС-гироскопические датчики: определение угла наклона тела, угловой скорости и смещения в реальном времени с частотой тысячи раз в секунду;
- Реверсивный привод звуковой катушки (двигатели звуковой катушки): вычислительный чип приводит в движение плавающую группу линз или подвеску CMOS в противоположном направлении и с той же амплитудой, точно компенсируя смещение света на поверхности датчика до 0.
###2. Физическая патология автоколебаний на штативе
Когда камеру прикрепили к гранитному полу прочным сверхмощным штативом, родился фатальный парадокс техники управления:
- Нулевой входной сигнал при абсолютной неподвижности: на штативе абсолютно нет движения руки, а входная угловая скорость теоретически равна 0.
- Тепловой шум датчика и усиление донного шума (тепловой шум датчика):
- Внутри любого микроэлектромеханического гироскопа имеется слабый собственный электронный тепловой шум и случайный дрейфовый ток (минимальный дрейфовый шум);
- Чтобы добиться максимальной чувствительности, алгоритм управления микросхемы обработки антивибрации устанавливает чрезвычайно высокий коэффициент усиления без обратной связи;
- Когда чип обнаружил этот чрезвычайно слабый ложный электрический сигнал, алгоритм неправильно определил: «Внимание! Камера трясется на 0,05 мм влево вверху!»
- Фатальная петля резонанса положительной обратной связи (петля обратной связи):
- Двигатель звуковой катушки немедленно перемещает линзу в правый нижний угол для резкой обратной компенсации;
- Это механическое воздействие мгновенно оказывает реальное физическое силовое воздействие на жестко закрепленную штативную систему;
- Гироскоп немедленно улавливает настоящую механическую отдачу и снова выдает более крупную команду обратной коррекции;
- Разрыв порочного круга: группа устойчивых к сотрясению линз застревает внутри, как маятник, в бесконечном самовозбуждающемся высокочастотном крошечном подергивающемся колебании (Осцилляционное колебание)!
- Результат: на пленке с длинной выдержкой, длившейся несколько секунд, изначально неподвижное неподвижное здание было вызвано сумасшедшим подергиванием самой системы стабилизации, создающим артефакты ореолового размытия!
3. Эволюция технологии обнаружения штатива между старыми и новыми объективами и фюзеляжем
С развитием алгоритмов появились различия в том, как оборудование разных эпох обращается со штативами:
- Система защиты от сотрясений старого поколения (продукты, выпущенные до 2015 года, такие как Canon IS первого поколения и ранняя версия VR от Nikon):
- Чип имеет низкую вычислительную мощность и вообще не имеет логики распознавания штатива.
- Стальная заповедь: Пока вы находитесь на штативе, вы должны на 100% вручную повернуть переключатель на боковой стороне объектива, чтобы отключить систему стабилизации! В противном случае длинная выдержка обязательно размывает изображение.
- Современные лучшие системы стабилизации (например, улучшенная версия Sony OSS, объектив Canon RF, Panasonic Dual IS 2, система стабилизации Nikon по оси Z):
- Алгоритм автоматического определения штатива встроен в прошивку;
- Алгоритм непрерывно отслеживает сотни миллисекунд. Если обнаруживается, что истинная угловая скорость во всех измерениях продолжает возвращаться к нулю, определяется, что штатив в настоящее время находится в состоянии жесткой опоры, и алгоритм автоматически переводит двигатель подвески в режим ожидания и останавливает автоколебания.
- Предупреждение о ненадежном состоянии края: если на пляже ветреный день, мост слегка раскачивается из-за движения транспорта или штатив вставлен в мягкий песок, алгоритм неоднократно ошибочно оценивает переход между «ручным» и «капсулом». Поэтому профессиональные фотографы-пейзажисты по-прежнему придерживаются хорошей мышечной памяти и вручную отключают все функции стабилизации на полке.
4. Список практических операций для быстрого переключения между портативным устройством и штативом.
- Штатив стандартного действия, замкнутый контур:
- Быстросъемная пластина фиксирует головку штатива;
- Плавно переведите переключатель [STABILIZER/VR] на объективе в положение OFF;
- Отключите стабилизацию изображения тела IBIS в меню тела;
- Включите камеру для обратного отсчета 2-секундного автоспуска или используйте беспроводной спуск затвора, чтобы полностью исключить дрожание камеры при нажатии затвора пальцем.
- Обязательные действия при оторвании рук от подставки:
- После съемки пейзажа и снятия штатива для подготовки к ручной подметке улиц необходимо как можно скорее проверить и повторно включить функцию стабилизации!
- Многие фотографы совершенно забывают отключить антитряску при съемке с рук в вечернее время, в результате чего снимки с рук теряются полностью. Настраиваемые кнопки можно настроить как «переключатель защиты от встряхивания одним нажатием» для удобного управления в любое время.
Источники авторитетной технической литературы зарегистрированы, а утверждения проверены по каждому полю. Руководство включено в публикацию и поиск по сайту.
Связанные сущности и точки проверки
Связи с камерами и пленками отображаются только при наличии подтвержденных источников.