لرزشگیر پنج محوره (IBIS) چگونه کار می کند؟ نقش حرکت حسگر در عکاسی بدون سه پایه

چرا عکسی که با دقت روی سوژه فوکوس کرده اید، باز هم تار ثبت می شود؟ در نور کم، انتخاب شاتر کندتر فرصت بیشتری برای دریافت نور فراهم می کند، اما تکان دست در همین زمان اضافه، لبه ها و جزئیات را محو می کند. لرزشگیر داخل بدنه برای کاهش همین تاری طراحی شده است. اما حرکت حسگر چگونه به ثبت عکس واضح بدون سه پایه کمک می کند؟

لرزشگیر داخل بدنه (IBIS) چیست؟

لرزشگیر داخل بدنه (In-Body Image Stabilization) یا IBIS، سامانه ای برای جبران لرزش دوربین از طریق حرکت حسگر تصویر است. حسگر پشت لنز قرار دارد و نور دریافتی را به داده تصویر تبدیل می کند. در این سامانه، حسگر روی مجموعه ای متحرک نصب شده تا بتوان موقعیت آن را هنگام ثبت عکس تغییر داد.  لنز، تصویر صحنه را روی حسگر می اندازد. با تکان دوربین، جای این تصویر تغییر می کند، مثلا تصویر لبه یک پنجره در طول نوردهی روی چند ردیف پیکسل کشیده می شود. پیکسل ها همان نقاط ریز ثبت کننده تصویر هستند. IBIS با حرکت حساب شده حسگر، لغزش تصویر روی این نقاط را کاهش می دهد تا لبه پنجره واضح تر بماند.  فوکوس برای تشکیل تصویر واضح و لرزشگیر برای حفظ وضوح در برابر تکان دست است، هرکدام علت متفاوتی از تاری را برطرف می کنند.

پنج محور لرزش دقیقا کدام اند؟

دوربین در دست هم زاویه عوض می کند و هم جابجا می شود. لرزشگیر پنج محوره اثر پنج نوع حرکت را جبران می کند:

• چرخش عمودی (Pitch): لنز رو به بالا یا پایین می چرخد، شبیه حرکت سر هنگام تایید کردن.
• چرخش افقی (Yaw): جهت لنز به چپ یا راست تغییر می کند، مانند چرخاندن سر برای نگاه کردن به دو طرف.
• چرخش حول محور لنز (Roll): بدنه مانند فرمان خودرو می چرخد و خط افق در قاب کج می شود.
• جابجایی افقی (X): کل دوربین با حفظ جهت لنز، به چپ یا راست می رود.
• جابجایی عمودی (Y): کل دوربین بدون تغییر جهت لنز، بالا یا پایین می رود.

در دو حرکت اول، لنز به سمت دیگری نشانه می رود، در دو حرکت آخر، جای دوربین عوض می شود و جهت لنز ثابت می ماند. جابجایی هنگام عکاسی نزدیک اهمیت بیشتری پیدا می کند، چون حتی حرکت کوچک دوربین نسبت به سوژه نزدیک، جای جزئیات را در قاب به وضوح تغییر می دهد.

IBIS چگونه لرزش را تشخیص می دهد و جبران می کند؟

ژیروسکوپ، حسگری برای اندازه گیری سرعت چرخش دوربین است. پردازشگر از داده های آن، جهت و مقدار اصلاح را محاسبه می کند. در طراحی کانن، داده شتاب سنج برای سنجش تغییر سرعت حرکت، با اطلاعات جابجایی جزئیات تصویر در این محاسبه ترکیب می شوند. سپس فرمان اصلاح به مجموعه متحرک حسگر می رسد.  سازوکار مغناطیسی این مجموعه، حسگر را با حرکت های ریز و کنترل شده جابجا می کند. برای مثال، با لغزش تصویر پنجره به سمت راست، حرکت حسگر به همان سمت، جابجایی تصویر نسبت به پیکسل ها را کاهش می دهد. این اصلاح پیوسته ادامه دارد تا حسگر تغییر جهت و شدت لرزش را دنبال کند.

تکان زاویه ای دوربین هم تصویر را روی حسگر جابجا می کند، اصلاح این جابجایی با حرکت حسگر در صفحه تصویر انجام می شود. بنابراین پنج محور به انواع لرزش قابل جبران اشاره دارد، نه پنج جهت مستقل حرکت حسگر. چرخش محدود حسگر نیز برای جبران چرخش تصویر حول محور لنز به کار می رود.  حسگر باید در محدوده ای حرکت کند که لنز آن را با تصویر بپوشاند. اندازه این محدوده و فضای مکانیکی اطراف حسگر، دامنه اصلاح را محدود می کنند. وقتی جابجایی تصویر از دامنه حرکت حسگر بیشتر شود، حسگر فضای کافی برای دنبال کردن آن ندارد و بخشی از تاری باقی می ماند.

تفاوت IBIS با لرزشگیر لنز و دیجیتال چیست؟

اصلاح لرزش در سه نقطه امکان پذیر است: مسیر نور داخل لنز، محل حسگر یا قاب خروجی ویدئو. تفاوت اصلی روش ها در همین محل اصلاح است:

لرزشگیر الکترونیکی (Electronic Image Stabilization) بخشی از تصویر ویدئو را به عنوان قاب خروجی انتخاب و موقعیت آن را برای خنثی کردن تکان ها اصلاح می کند، علت بسته تر شدن کادر در این روش، کنار گذاشتن حاشیه هاست.  IBIS با لنز فاقد لرزشگیر هم امکان جبران لرزش را فراهم می کند. در ترکیب سازگار بدنه و لنز لرزشگیردار، تبادل اطلاعات اجازه می دهد اصلاح بین حسگر و عدسی ها تقسیم شود. برای مثال، لنز در جبران تکان های زاویه ای سهم دارد و بدنه چرخش تصویر حول محور لنز را اصلاح می کند. توان اعلام شده برای این ترکیب، نتیجه عملکرد هماهنگ کل سامانه است، عددهای جداگانه بدنه و لنز را نباید با هم جمع کرد.

عدد استاپ چه چیزی درباره قدرت لرزشگیر می گوید؟

استاپ (Stop) در مشخصات لرزشگیر، میزان افزایش زمان نوردهی با حفظ وضوح مشابه در برابر لرزش را بیان می کند. هر استاپ برابر دو برابر شدن زمان نوردهی است: یک استاپ دو برابر، دو استاپ چهار برابر و چهار استاپ شانزده برابر.  فرض کنید با دوربین و لنز مشخص، بدون لرزشگیر در ۱/۱۲۵ ثانیه عکس واضح می گیرید. دو استاپ جبران، از نظر نسبت زمان، معادل رسیدن به حدود ۱/۳۰ ثانیه است. استاپ مقدار افزایش زمان نوردهی را مشخص می کند، تعداد محور، نوع حرکت های قابل جبران را. پنج محوره بودن به معنی پنج استاپ جبران نیست.  لنز تله با فاصله کانونی بلند، هم سوژه و هم اثر تکان دست را بزرگ تر نشان می دهد. روی همان دوربین، یک تکان زاویه ای یکسان با لنز تله، تصویر را بیشتر از لنز واید با نمای باز جابجا می کند. جبران این جابجایی بزرگ تر، حرکت بیشتری از مجموعه لرزشگیر می خواهد.

IBIS در عکاسی با نور کم چه تغییری ایجاد می کند؟

شاتر کندتر، زمان بیشتری برای دریافت نور در اختیار حسگر می گذارد. اگر سوژه ثابت باشد، جبران لرزش دست فرصت استفاده از این زمان اضافه را فراهم می کند. بناها و فضای داخلی، سوژه های مناسبی هستند، جزئیات ثابتشان هنگام نوردهی جابجا نمی شوند.  با همان افزایش دو استاپی زمان نوردهی، حدود چهار برابر نور ثبت می کنید. در نور محیط و دیافراگم ثابت، کاهش ISO از ۳۲۰۰ به ۸۰۰ روشنایی خروجی را تقریبا یکسان نگه می دارد. ISO تنظیمی موثر بر روشنایی عکس است. در این مثال، نور بیشتر به ثبت جزئیات با نویز کمتر کمک می کند. سهم IBIS، حفظ وضوح هنگام نوردهی طولانی تر است، کاهش نویز از ثبت نور بیشتر به دست می آید.

حالا ساختمانی را در غروب تصور کنید که عابری از مقابل آن می گذرد. لرزشگیر به حفظ خطوط ساختمان کمک می کند، اما عابر در طول نوردهی جای خود را عوض می کند و تصویرش کشیده ثبت می شود. برای ثبت واضح عابر، شاتر سریع تری لازم است. بازتر کردن دیافراگم یا افزایش ISO، افت روشنایی ناشی از کوتاه شدن نوردهی را جبران می کند.  برای عکاسی دستی از بنای ثابت، تکیه دادن آرنج ها به سطح محکم، حرکت دوربین را کمتر و کار لرزشگیر را آسان تر می کند. برای نوردهی طولانی با هدف ثبت رد چراغ خودروها، سه پایه جایگاه دوربین را در تمام مدت ثابت نگه می دارد. حسگر متحرک دامنه اصلاح محدودی دارد، سه پایه مانع جابجایی خود دوربین در طول ثبت است.