La stabilisation optique de l'image provient du monde de la photographie, en utilisant des mécanismes matériels complexes à l'intérieur d'un objectif pour maintenir l'image immobile et permettre une capture nette. Il existe depuis longtemps, mais a été adapté pour la vidéo et récemment miniaturisé pour les smartphones. La stabilisation d’image numérique est plutôt une astuce logicielle, comme un «zoom numérique», mais inversement, vous sélectionnez activement la bonne partie de l’image sur un capteur pour donner l’impression que le sujet et l’appareil photo bougent moins. Jetons un coup d’œil à leur fonctionnement et à leur application dans les derniers gadgets photographiques.
Stabilisation d'image optique: un stabilisateur pour votre objectif
How-To Geek a déjà un article expliquant le fonctionnement de la stabilisation optique de l'image. Mais pour des raisons d'exhaustivité, nous allons résumer: la stabilisation optique de l'image, également appelée "stabilisateur d'image" ou "réduction de vibration" (VR, sans rapport avec la réalité virtuelle), dépend de la marque de l'appareil photo. tout sur le matériel.
Un objectif de caméra avec stabilisation d'image optique possède un moteur interne qui déplace physiquement un ou plusieurs des éléments en verre à l'intérieur de l'objectif lorsque la caméra effectue la mise au point et enregistre la photo. Il en résulte un effet de stabilisation, contrecarrant le mouvement de l’objectif et de l’appareil photo (par exemple, en secouant les mains de l’opérateur) et permettant d’enregistrer une image plus nette, moins floue. Cela permet à son tour de prendre des photos dans des conditions de luminosité plus faibles ou avec une valeur de diaphragme inférieure, tout en restant bien définies.
Auparavant, la stabilisation optique des images était limitée aux appareils photo et aux caméras vidéo haut de gamme. Mais la technologie a été suffisamment itérée pour pouvoir maintenant l’être dans les reflex numériques grand public et les caméras sans miroir. Il a même été réduit afin qu'un objectif OIS puisse s'intégrer dans le module de caméra d'un smartphone. Oui, cela signifie que dans certains smartphones, un élément en verre en mouvement est minuscule et d’une épaisseur inférieure à un demi-pouce. Si votre téléphone est équipé d'un objectif OIS, vous pouvez tenir l'extrémité supérieure contre votre oreille, le secouer un peu et même entendre le tremblement de l'élément stabilisateur dans le module de caméra arrière. (Euh, ne faites pas ça trop fort, cependant.)
Voici un exemple du minuscule élément OIS d’un module de caméra pour téléphone. Notez que la partie supérieure de l’objectif peut se déplacer indépendamment du capteur d’image situé en dessous.
Avec des objectifs et des capteurs beaucoup plus petits, la fonctionnalité OIS sur les téléphones n’est pas aussi performante que sur les appareils photo plus grands. Mais cela vous aide toujours à prendre des photos plus claires et des vidéos moins tremblantes. Parmi les modèles de téléphones remarquables intégrant une stabilisation optique de l’image, citons l’iPhone 6+ et ultérieurs, le Samsung Galaxy S7 et ultérieurs, le LG série G et le Pixel 2 de Google.
Stabilisation manuelle de l'image: Recadrage d'une vidéo pour la stabiliser
La stabilisation des images numériques est entièrement réalisée par logiciel. Si vous connaissez la différence entre le zoom optique et le zoom numérique (c’est-à-dire l’agrandissement des pixels d’une image sans l’améliorer), c’est la même chose. Mais la stabilisation numérique a un effet beaucoup plus immédiat et mesurable sur la vidéo.
Pour stabiliser une vidéo préenregistrée instable, vous pouvez rogner les sections des bords qui «bougent» sur chaque image, ce qui donne une vidéo plus stable. C'est une illusion d'optique: pendant que la vidéo tremble, le rognage de chaque image de l'image est ajusté pour compenser le tremblement, et vous «voyez» une piste lisse de la vidéo. Cela nécessite soit un zoom avant sur le cadre d'image (et en sacrifiant la qualité d'image), soit un zoom arrière sur le cadre lui-même (pour obtenir une image plus petite avec des bordures noires qui se déplacent).
Les éditeurs vidéo de patients peuvent le faire manuellement avec un enregistrement terminé, image par image. Voici un exemple dramatique d’un court-métrage de Star Wars Episode VII.
Ceci est un exemple exagéré de recadrage pour obtenir un effet stabilisant, mais il montre comment le fait de déplacer l'image autour de l'image vidéo par rapport au sujet (le vaisseau) ou à l'arrière-plan peut générer une vidéo plus fluide. Voici une collection d’exemples plus typiques avec des sujets du monde réel.
Stabilisation d'image numérique: logiciel de recadrage vidéo pour vous
Avec l'ajout de logiciels avancés, les ordinateurs peuvent appliquer cette technique de recadrage et de déplacement à la vidéo automatiquement. Les logiciels de montage vidéo tels qu'Adobe Premiere, Final Cut Pro et Sony Vegas peuvent le faire, généralement en recadrant ou en zoomant sur une vidéo en taille réelle et en la stabilisant dynamiquement image par image. Voici un exemple d’effet de stabilisation automatique d’une vidéo exécuté dans Final Cut Pro (passez à 3:34 s’il n’a pas encore été défini).
Tout comme la stabilisation optique des images, ce logiciel de post-traitement est en train de devenir moins cher et plus distribué. Il est même possible d’utiliser la stabilisation de base du zoom et des cultures intégrée à certains services vidéo gratuits, tels que YouTube et Instagram. L’effet peut être appliqué dans une limite car il doit effectuer un zoom avant pour compenser le tremblement de la caméra sans afficher de zones noires sur le bord de la trame vidéo. Plus vous effectuez un zoom avant, plus la qualité de la vidéo finale sera médiocre. Notez que dans la vidéo suivante, l'image du métrage stabilisé (en haut) est plus petite que la totalité de la vidéo d'origine non stabilisée (en bas) en raison du recadrage nécessaire à l'effet de stabilisation.
C’est ainsi que la stabilisation de l’image peut s’appliquer à une vidéo existante. Maintenant, combinez cette technique de stabilisation par déplacement et recadrage, une petite marge supplémentaire sur la grille de pixels d'un capteur d'appareil photo lors de la prise de vidéo, et un logiciel ultra-avancé qui détecte des parties de l'image et leur mouvement, et vous pouvez procéder à la stabilisation automatique. juste comme la vidéo est en cours d'enregistrement! Ce logiciel enregistre l’ensemble de l’image sur le capteur de la caméra pour chaque image, détecte automatiquement les secousses de la caméra par rapport au sujet principal et à l’arrière-plan et réduit la vidéo au format 4K ou 1080p tout en déplaçant l’image pour compenser le mouvement de la caméra elle-même.
C’est ce que «stabilisation numérique de l’image» signifie: appliquer des outils de recadrage à la vidéo, automatiquement et immédiatement dans l’appareil photo, sans nécessiter de logiciel supplémentaire après l’enregistrement de la vidéo.
Cette technologie n’a pas besoin de pièces mobiles supplémentaires dans le mécanisme de l’objectif, ce qui le rend moins cher à fabriquer. Il n’est pas aussi techniquement efficace qu’un objectif à stabilisation optique, car vous avez besoin d’un traitement informatique plus avancé pour appliquer les outils de recadrage en temps réel. Mais avec la bonne combinaison de matériel et de logiciel, les effets peuvent être dramatiques. Voici une vidéo des dernières techniques de stabilisation d'image numérique de la nouvelle série GoPro 7.
Notez que la GoPro 7, à l’instar de ses prédécesseurs, n’a aucune pièce de stabilisation en mouvement dans la caméra elle-même, et la vidéo ci-dessus n’a pas été stabilisée avec un logiciel supplémentaire comme Premiere ou Final Cut. Toute cette vidéo est prise directement à partir de la caméra, avec un recadrage appliqué automatiquement pour compenser les tremblements et les vibrations. Ce n’est pas parfait - il n’est pas suffisant de supprimer complètement le tremblement d’un vélo qui descend un escalier, par exemple, et cela génère un rognage d’environ 10% sur l’image vidéo. Mais c’est une amélioration impressionnante par rapport à une caméra non stabilisée, sans les dépenses ni le temps nécessaires à la stabilisation OIS ou logicielle. GoPro propose une stabilisation numérique de l’image depuis l’appareil depuis la série Hero 5, qui est également disponible sur d’autres caméras d’action.
La stabilisation d'image numérique peut également être appliquée à la vidéo sur les téléphones. Google utilisait un système uniquement logiciel sur le Pixel d'origine (appelé «EIS» pour «stabilisation électronique de l'image»), et la plupart des téléphones haut de gamme appliquent maintenant au moins un certain niveau de stabilisation numérique, explicitement ou non. Samsung note que sur le Galaxy Note 8, le Galaxy S9 et le Galaxy S9 +, les deux optiques etLa stabilisation numérique de l’image est utilisée simultanément. La stabilisation numérique des images présente toutefois un inconvénient majeur: contrairement à un système de stabilisation optique, elle ne peut pas être appliquée aux images fixes. La stabilisation numérique de l’image reposant sur le recadrage d’une série d’images vidéo fixes, elle ne fonctionne tout simplement pas sur une seule image à la fois.
