Quelle est la différence entre la stabilisation d’image optique et numérique?


Si vous avez déjà essayé de filmer une vidéo sur votre téléphone en marchant, vous savez qu’il est difficile de garder l’image immobile. Il existe une technologie soignée conçue pour réduire cet effet de shaky-cam, et il existe deux approches différentes pour l’implémenter.

La stabilisation optique de l’image provient du monde de la photographie fixe, 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 plus une astuce logicielle, comme un «zoom numérique», mais en sens inverse, en sélectionnant activement la bonne partie d’une 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 de photographie.

Stabilisation optique de l’image: un stabilisateur pour votre objectif

How-To Geek a déjà un article expliquant le fonctionnement de la stabilisation optique de l’image. Mais par souci d’exhaustivité, nous résumerons: la stabilisation optique de l’image, appelée OIS en abrégé et également appelée «IS» ou «réduction de vibration» (VR, sans rapport avec la réalité virtuelle) selon la marque de la caméra, est tout sur le matériel.

Un objectif de caméra avec stabilisation optique de l’image a un moteur interne qui déplace physiquement un ou plusieurs éléments en verre à l’intérieur de l’objectif pendant que la caméra fait la mise au point et enregistre la photo. Il en résulte un effet de stabilisation, contrant le mouvement de l’objectif et de la caméra (du tremblement des mains de l’opérateur, par exemple) et permettant l’enregistrement d’une image plus nette et moins floue. Ceci, à son tour, permet de prendre des photos sous un éclairage plus faible ou avec une valeur F-stop inférieure tout en restant bien définies.

L’ingénierie qui entre dans ce domaine est incroyable. C’est une version ultra-minuscule du matériel externe comme les cardans multi-axes utilisés sur des systèmes tels que le Steadicam—Les gros appareils orthopédiques montés sur l’épaule que vous avez peut-être vus lors d’événements sportifs ou de décors de cinéma. Les résultats d’un système de stabilisation intégré à l’objectif ou à l’appareil photo ne sont pas aussi spectaculaires que ceux que vous obtenez des stabilisateurs gyroscopiques extérieurs, mais ils sont toujours assez impressionnants. Un appareil photo doté d’un objectif doté d’une stabilisation optique de l’image peut capturer des images fixes plus claires à des niveaux de lumière plus faibles que l’autre, et la même technologie peut être utilisée pour créer une légère amélioration de l’effet flou et tremblant de l’enregistrement vidéo sur une caméra portable. Le gros inconvénient est que la stabilisation optique de l’image nécessite beaucoup de composants supplémentaires dans un objectif, et les caméras et objectifs équipés d’OIS sont beaucoup plus chers que les conceptions moins complexes.

La stabilisation optique de l’image était auparavant limitée aux caméras fixes et vidéo haut de gamme. Mais la technologie a été suffisamment réitérée pour que vous puissiez maintenant l’obtenir dans les appareils photo reflex numériques et sans miroir grand public. Il a même été rétréci pour qu’un objectif OIS puisse s’intégrer dans un module de caméra pour smartphone. Oui, cela signifie qu’il y a un minuscule élément en verre mobile dans certains smartphones de moins d’un demi-pouce d’épaisseur. Si votre téléphone est équipé d’un objectif OIS, vous pouvez tenir l’extrémité supérieure contre votre oreille, la secouer un peu et même entendre l’élément de stabilisation vibrer dans le module de caméra arrière. (Euh, ne fais pas ça trop dur, cependant.)

En relation :  Comment votre Apple Watch peut vous aider en cas d'urgence

Voici un exemple du petit élément OIS d’un module de caméra de téléphone. Notez comment la partie supérieure de l’ensemble d’objectif peut se déplacer indépendamment du capteur d’image en dessous.

Avec des objectifs et des capteurs beaucoup plus petits, la fonction 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. Certains modèles de téléphones remarquables dotés de la stabilisation optique de l’image incluent l’iPhone 6+ et versions ultérieures, le Samsung Galaxy S7 et versions ultérieures, la série LG G et le Pixel 2 de Google.

Stabilisation manuelle de l’image: recadrage de la vidéo pour la stabiliser

La stabilisation d’image numérique est entièrement réalisée dans un logiciel. Si vous connaissez la différence entre le zoom optique et le zoom numérique (c’est-à-dire faire exploser les pixels d’une image sans les améliorer), c’est similaire. Mais la stabilisation numérique a un effet beaucoup plus immédiat et mesurable sur la vidéo.

Pour stabiliser une vidéo préenregistrée tremblante, vous pouvez rogner les sections sur les bordures qui «se déplacent» autour de chaque image, ce qui donne une vidéo qui semble plus stable. C’est une illusion d’optique: pendant que la vidéo tremble, le recadrage de chaque image de l’image est ajusté pour compenser le tremblement, et vous «voyez» une piste vidéo fluide. Cela nécessite un zoom avant sur le cadre de l’image (et sacrifier la qualité de l’image) ou un zoom arrière sur le cadre lui-même (résultant en une image plus petite avec des bordures noires qui se déplacent).

Les éditeurs vidéo des patients peuvent le faire manuellement avec un enregistrement terminé, image par image. Voici un exemple dramatique sur un court plan de Star Wars Episode VII.

Ceci est un exemple exagéré de recadrage pour un effet de stabilisation, mais il montre comment le déplacement de l’image autour de l’image vidéo par rapport au sujet (le navire) ou à l’arrière-plan peut entraîner une vidéo plus fluide. Voici une collection d’exemples plus typiques avec des sujets du monde réel.

Stabilisation d’image numérique: un logiciel de recadrage vidéo pour vous

Avec l’ajout de logiciels avancés, les ordinateurs peuvent appliquer automatiquement cette technique de recadrage et de déplacement à la vidéo. Logiciel de montage vidéo comme Adobe première, Final Cut Pro et Sony Vegas peuvent le faire, obtenant généralement l’effet en recadrant ou en zoomant sur une vidéo pleine taille d’une petite quantité et en la stabilisant dynamiquement image par image. Voici un exemple d’effet de stabilisation automatique sur une vidéo, exécuté dans Final Cut Pro (passez à 3:34 s’il n’est pas déjà défini).

Tout comme la stabilisation optique de l’image, ce logiciel de post-traitement devient moins cher et de plus en plus distribué. Il est même possible d’utiliser la stabilisation basique du zoom et des cultures intégrée à certains services vidéo gratuits, comme YouTube et Instagram. Il y a une limite à la mesure dans laquelle cet effet peut être appliqué, car il doit zoomer pour compenser le tremblement de la caméra sans afficher de zones noires sur le bord de l’image vidéo. Plus vous zoomez, plus la qualité de la vidéo finale sera faible. Notez que dans la vidéo suivante, l’image de la séquence stabilisée (en haut) est plus petite que l’image complète de la vidéo originale non stabilisée (en bas) en raison du recadrage nécessaire à l’effet de stabilisation.

En relation :  Guide rapide Apple CarPlay: de quoi il s'agit, comment cela fonctionne et pourquoi il est utile

C’est ainsi que la stabilisation d’image peut être appliquée à une vidéo existante. Maintenant, combinez cette technique de stabilisation par déplacement et recadrage, un peu d’espace 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 effectuer la stabilisation automatiquement, juste au moment où la vidéo est enregistrée! Ce logiciel enregistre l’image entière sur le capteur de l’appareil photo pour chaque image, détecte automatiquement comment l’appareil photo tremble par rapport au sujet principal et à l’arrière-plan et recadre la vidéo à la taille 4K ou 1080p tout en déplaçant l’image pour compenser le mouvement de la caméra elle-même.

C’est ce que signifie «stabilisation d’image numérique»: appliquer des outils de recadrage à la vidéo, automatiquement et immédiatement dans l’appareil photo, sans avoir besoin 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 la rend moins chère à fabriquer. Ce n’est pas aussi efficace techniquement qu’un objectif à stabilisation optique, car vous avez besoin d’un traitement informatisé 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 dans la nouvelle série GoPro 7.

Notez que la GoPro 7, comme ses prédécesseurs, n’a pas de pièces de stabilisation mobiles dans la caméra elle-même, et la vidéo ci-dessus n’a pas été stabilisée avec des logiciels supplémentaires tels que 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 ne suffit pas de supprimer complètement le tremblement d’un vélo qui descend un escalier, par exemple, et cela crée un recadrage d’environ 10% sur l’image vidéo. Mais c’est une amélioration impressionnante par rapport à un appareil photo non stabilisé, sans les dépenses ni le temps nécessaires pour l’OIS ou la stabilisation logicielle uniquement. GoPro dispose d’une stabilisation d’image numérique intégrée à l’appareil photo depuis la série Hero 5 et 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 a utilisé un système exclusivement logiciel sur le Pixel d’origine (appelé «EIS» pour «stabilisation d’image électronique»), et maintenant, la plupart des téléphones haut de gamme ont au moins un certain niveau de stabilisation numérique appliqué, explicitement ou non. Samsung note que sur le Galaxy Note 8, le Galaxy S9 et le Galaxy S9 +, tous deux optiques et la stabilisation d’image numérique est utilisée en même temps. Mais il y a un gros inconvénient à la stabilisation d’image numérique: contrairement à un système de stabilisation optique, elle ne peut pas être appliquée aux images fixes. Étant donné que la stabilisation d’image numérique repose sur le recadrage d’une série d’images vidéo fixes, elle ne fonctionne tout simplement pas sur une seule à la fois.

Crédit d’image: Canon, Go Pro

Moyens Staff
Moyens I/O Staff vous a motivé, donner des conseils sur la technologie, le développement personnel, le style de vie et des stratégies qui vous aider.