لرزشگیر تصویر چیست؟ تفاوت میان OIS، EIS و HIS در چیست؟

تکنولوژی دوربین گوشی‌های هوشمند از بخش‌های زیادی ساخته شده است؛ سنسورهای، لنزها گرفته تا سیستم‌های فوکوس لیزری. لرزشگیرهای تصویر با روندی رو به رشد در حال تبدیل شدن به یکی از بخش‌های اساسی دوربین گوشی‌های هوشمند هستند. اما لرزشگیر تصویر چیست و چه وظیفه‌ای بر عهده دارد؟
لرزشگیر تصویر چیست – آشنایی با مفهوم Image Stabilization

همانطور که از نام آن پیدا لرزشگیر تصویر برای ثبت تصاویر شما استفاده می‌شود. بدون این سیستم تصاویر و سلفی‌هایی که شما به ثبت می‌رسانید تار خواهند بود و ویدئوها به سبک آنچه در دهه 60 می‌دیدیم، ضبط می‎شود. به بیان ساده، شاتر دوربین برای نورگیری باید باز شود. در زمان باز شدن شاتر، حتی آرام‌ترین تکان‌ها هم می‌توانند باعث تار شدن تصویر شوند. این موضوع به‌خصوص در زمانی که شاتر برای مدت طولانی‌تری باز است، مانند عکاسی در تاریکی، بیشتر قابل وضوح است.

با در نظر گرفتن اینکه حالت‌های عکاسی HDR و Night در گوشی‌ها بسیار رایج شده است، استفاده از لرزشگیر تصویر به یک ضرورت تبدیل شده است. تقریباً تمامی گوشی‌های هوشمند حداقل یک نوع از این لرزشگیرها را بر روی یکی از دوربین‌های خود دارند. با این حال، چند نوع مختلف از لرزشگیر وجود دارد که در ادامه به توضیح آنها خواهیم پرداخت.
لرزشگیر تصویر اپتیکال – OIS

Optical Image Stabilization یک راه‌حل سخت‌افزاری است که با استفاده از ژیروسکوپی با سیستم میکرو الکترومکانیکی (MEMS) حرکات را تشخیص داده و سیستم دوربین را تنظیم می‌کند. به‌عنوان مثال، اگر شما گوشی را نگه داشتید و دستتان به آرامی به سمت چپ حرکت می‌کند، سیستم OIS این را تشخیص داده و دوربین را به آرامی به سمت راست منتقل می‌کند.

لرزشگیر تصویر اپتیکال – OIS

این روش به عنوان یک راهکار سخت‌افزاری نیازی به برش تصویر ندارد و از سنسور به‌طور کامل برای ثبت تصویر استفاده می‌شود. تأثیر این نوع لرزشگیر به‌خوبی در ویدئوها با میزان اعوجاج صفر به‌وضوح مشخص است. از آنجاییکه عملیات لرزشگیری OIS بدون دخالت شما انجام می‎شود و افکت بر روی ویدئو سوار نخواهد شد، نتیجه بسیار طبیعی خواهد بود.

ساخت یک OIS خوب، ارزان نیست و این یعنی اگر قصد دارید دوربین گوشی شما مجهز به این سیستم باشد باید هزینه بیشتری بپردازید. علاوه‌براین، این عنصر ساختار ثابت ماژول دوربین را به یک عضو متحرک تبدیل می‌کند. باوجود آنکه این موضوع نادر است، اما ممکن است در عملکرد قطعات متحرک سیستم OIS مشکل ایجاد شود.

OIS یک ابزار مفید برای عکاسی و فیلمبرداری است؛ به‌خصوص در شرایط کم نور و محیط‌هایی که دیافراگم دوربین ممکن است برای مدت طولانی باز باشد. بدون OIS عکس‌ها حتی با کوچکترین تکانی هم تار خواهند شد. با فعال بودن لرزشگیر اپتیکال، لرزش‌های جزئی حذف می‌شوند و عکس‌ها وضوح بیشتری پیدا خواهند کرد. همین موضوع در خصوص دوربین‌های تله‌فوتو نیز صادق است، جاییکه کوچکترین لرزش‌ها هم به‌دلیل میدان دید کم، بسیار محسوس خواهد بود.
Electronic Image Stabilization تلاشی برای انجام همان مأموریت OIS است بدون استفاده از قطعه سخت‌افزاری. این سیستم با استفاده از شتاب‌سنج گوشی، حرکات کوچک را شناسایی می‌کند. نرم‌افزار دوربین این حرکات را تفسیر کرده و فریم‌ها را با هم تراز می‌کند. برای تصاویر، این امر در عکاسی HDR و Night بسیار مهم است، جاییکه دوربین چندین تصویر در مدت زمان کوتاهی ثبت می‌کند.

برای ویدئو، نرم‌افزار یک نقطه کنتراست بالا را پیدا کرده و تلاش می‌کند آن نقطه در فریم را در همان قسمت نگه دارد. در نمونه‌های مدرن‌تر EIS، نرم‌افزار با استفاده از یادگیری ماشینی برای شناسایی سوژه و ثابت نگه‌داشتن آن اقدام می‌کند. ایراد استفاده از EIS ایسنت که از اعوجاج‌هایی که حاصل تکان‌های جزئی است، ظاهری غیرطبیعی ایجاد می‌کند، حالتی که به اصطلاح به آن jelly effect می‌گویند.

اما احتمالاً بزرگترین ایراد استفاده از EIS اینست که این نوع لرزشگیری نیاز به کراپ، یا برش تصویر دارد. با فعال بودن EIS خروجی از کل سنسور نخواهد بود. لبه‌های سنسور دوربین به عنوان منطقه بافر استفاده می‌شوند. این یعنی لرزشگیری سوژه در محدوده این بافر انجام می‌شود. بدون وجود این منطقه، ممکن است گوشه‌های تصویر هنگام لرزشگیری از کادر خارج شود.
لرزشگیر تصویر هایبرید – HIS

Hybrid Image Stabilization همانطور که از نام آن مشخص است ترکیبی از OIS و EIS می‎باشد. این یک راه‌حل تمام و کمال به نظر می‌رسد. OIS در ابتدا به‌صورت سخت‌افزاری لرزش‌های تصویر را گرفته و سپس EIS برای گرفتن لرزش‌های باقیمانده وارد عمل می‌شود. به‌دلیل دارا بودن OIS، برش تصاویر در EIS چندان زیاد نخواهد بود. منطقه بافر می‌تواند کوچکترباشد و در نتیجه، کمترین تأثیر را بروی فریم نهایی بگذارد.

برای عکاسی، وجود سیستم هایبرید آنگونه که باید موثر نیست. چراکه OIS وظیفه خود در کلیه سناریوها به خوبی انجام می‌دهد. با این حال، EIS می‌تواند در عکس‌های HDR و Night موثر واقع شود.

اگر لرزشگیر تصویر هایبرید هم کافی نبود، چه کار کنیم؟

اگر همچنان باوجود سیستم‌های OIS و EIS در ویدئوهای ثبت شده تکان و لرزش حس می‌کنید، ترفند نهایی استفاده از گیمبال است. گیمبال‌ها در واقع ژیروسکوپ‌های بزرگی هستند که در صورت بالانس شدن درست، گوشی (و دوربین) را در همان جهت قرار می‌دهند. این دستگاه‌ها موتورهایی برای خنثی کردن حرکت دستان شما، با حرکت دادن دوربین در جهت مخالف دارند. اما با تمام این اوصاف، نتیجه نهایی همیشه بهتر از لرزشگیری توسط گوشی شما نیست. البته گیمبال‌ها مزیت دیگری نیز دارند و به شما اجازه می‌دهند با کنترل موتورها حرکات صاف، چرخشی و … ایجاد کرده و از سوژه مورد نظر فیلمبرداری کنید.
در صورت اجبار EIS یا OIS را انتخاب کنیم؟

اگر روزی مجبور به انتخاب شدید، گوشی را انتخاب کنید که دوربین آن مجهز به سیستم سخت‌افزار باشد؛ یعنی OIS. لرزشگیر اپتیکال ویدئوها را کمتر مصنوعی کرده و تأثیر بیشتری در وضوح تصاویر دارد. اگر به دنبال لنز زوم خوب در گوشی هستید، مطمئن شوید که لنز مورد نظر مجهز به OIS است. دوربین‌های فوق عریض نیازی به OIS ندارند و این به‌دلیل وجود میدان دید وسیع و لرزشگیر الکترونیکی تصویر است.

به‌لطف بهبود تکنولوژی HIS در گوشی‎ها، نیاز به استفاده از گیمبال، کمتر و کمتر شده است، مگر آنکه قصد ساخت یک فیلم کوتاه با گوشی خود را داشته باشید. خوشبختانه حتی گوشی‌های جدید میان‌رده هم این روزهای قابلیت‌های لرزشگیری بسیار خوبی ارائه می‌دهند.