Что такое стабилизация

Какие перспективы у стабилизации камер мобильных устройств

У стабилизации изображения в камерах смартфонах есть три равнозначных пути развития. Во-первых, ее оптические механизмы становятся все более доступными, поэтому увеличивают ширину своего распространения не только по смартфонам, но и по камерам в них — так, глядишь, и все модули будущих iPhone будут с этим работать. Во-вторых, будут появляться более совершенные механизмы оптической стабилизации, которые уже появляются в концептофонах — том же VIVO APEX 2020 (в нем используется карданный механизм стабилизации, который увеличивает амплитуду движения камеры для компенсации даже самой агрессивной тряски). В-третьих, нельзя отбрасывать в сторону интеллектуальные программные механизмы, которые продолжают развиваться.

Как это работает

Курсовая стабилизация посредством ESP невозможна без ABS. Антиблокировочная система – это важный момент корректировки поведения автомобиля. Процесс стабилизации также обеспечивается за счет функциональности антипробуксовочной системы и блока, способного изменять режим работы двигателя.

Что такое стабилизация

ESP определяет развитие заноса по нескольким параметрам. Например, при малом угле поворота колес может фиксироваться превышение поперечного ускорения и значительное изменение угла поворота транспортного средства. Это выходит за рамки «правильной езды», поэтому система начинает действовать.

На практике происходит подтормаживание конкретных колес или ослабление тормозного усилия. Гидромодулятор изменяет состояние тормозной системы в части ее давления. Работа силового агрегата корректируется. Блок-контроллер сокращает подачу топлива, что уменьшает крутящий момент, передающийся на колеса. В результате машине придается прежняя траектория.

В структуре имеется главный блок, принимающий и обрабатывающий информацию, поступающую от датчиков. Под такой информацией понимается несколько моментов: с какой скоростью вращаются колеса, в каком положении руль и насколько давление в тормозной системе соответствует норме. На основе подобных данных ESP принимает решение, как ей действовать. При этом наиболее важны сигналы от двух датчиков, считывающих поперечное ускорение и угловую скорость.

Рассмотрим на примере упрощенную схему того, как происходит курсовая стабилизация.

Занос

На блок-контроллер поступают данные:

  • задняя ось начинает смещаться по тому направлению, куда заносит;
  • величина скорости скольжения выходит за рамки допустимых значений.

Если вы опытный водитель, то поддадите газу и постараетесь выйти из заноса. Ключевое слово здесь «опытный», но за рулем в большинстве своем оказываются те, кто не был в подобных ситуациях. Они могут растеряться. Также стоит учитывать невнимательность. Именно здесь и возникает необходимость в ESP.

Система возвращает автомобиль на прежний курс с помощью торможения переднего колеса с внешней стороны.

Снос

Что такое стабилизация

Датчики сигнализируют о нестандартном поведении транспортного средства:

  • фиксируется смещение передней оси по такому направлению, как внешняя сторона поворота;
  • скорость рысканья определяется как небольшая.

Система стабилизирует автомобиль, что достигается торможением заднего колеса с внутренней стороны.

Устройство

Что такое стабилизация

Сама по себе ESP не способна выполнять возложенные на нее задачи. В помощь требуются электронные датчики. Обработкой поступающих от них сигналов занимается специальный блок. Электроника вовремя информирует систему о неадекватном поведении автомобиля, что дает возможность вернуть контроль над транспортным средством.

Перечень составных элементов формируется за счет:

  • основного блока, предназначенного для обработки сигналов от датчиков и управления конкретными устройствами;
  • датчиков, фиксирующих, с какой скоростью вращается каждое колесо;
  • датчиков, измеряющих скорость и отклонение транспортного средства по оси. Датчики этого вида находятся внутри одного корпуса;
  • контроллера, способного определить, как рулевое колесо изменяет угол поворота;
  • гидравлического блока, инициирующего тормозные усилия.
  • ABS – исключение вероятности блокировки колес во время торможения;
  • EBD – распределение усилий при управлении тормозными дисками;
  • ASR – контроль того, насколько проскальзывают колеса, с последующим перераспределением крутящего момента. Исключается пробуксовка;
  • EDS – дополнение к ASR. Блокировка дифференциального механизма.

Что такое оптическая стабилизация и каков принцип её работы

Несмотря на то, что далеко не во всех камерах современных смартфонов используется оптическая стабилизация, это технология далеко не нова — если точнее, ей не меньше четверти века. Еще в 1995 году ее в своих камерах и объективах начала использовать компания Canon. В ее варианте она называется Image Stabilization (IS), поэтому другим компаниям пришлось придумываться собственные названия: Vibration Reduction (VR) у Nikon, Optical SteadyShot (OSS) у Sony, Optical Image Stabilizer (OIS) у Fujifilm. Первым смартфоном с системой оптической стабилизации принято считать Nokia Lumia 920 из 2012-го.

Для использования возможностей оптической стабилизации, в камере смартфона используется специальный подвижный механизм, который перемещает не изображение по матрице, а всю матрицу целиком. В итоге картинка остается резкой, несмотря на тряску. Тем не менее, полагаться на оптическую стабилизацию на 100% также нельзя. Следует отменить, что у каждого производителя камеры свои представления по поводу работы оптической стабилизации, поэтому и качество результата в виде фотографии может достаточно сильно отличаться. Более того, движение камеры также ограничено, поэтому стабилизация компенсирует лишь небольшую тряску.

Стабилизирующие составы для дерева

Для достижения нужного результата в домашних условиях используется несколько типов веществ для стабилизации древесины. Условно можно провести классификацию по нескольким признакам, например, по происхождению веществ или по способу их применения. Если за основу брать классификацию по типу происхождения веществ для стабилизации, то классификация будет иметь следующий вид:

  • Материалы натурального происхождения – соляной раствор, березовый сок, льняное, ореховое или конопляное масло, олифа на основе растительного сырья;
  • Материалы на основе нефтепродуктов – нефтяная олифа и масляные пропитки на ее основе;
  • Синтетические материалы – эпоксидная смола и другие полимерные составы.

Что такое стабилизация

По своему составу пропитки могут быть – однокомпонентные и многокомпонентные. Например, препарат «Буравид» представляет собой однокомпонентный раствор полимера, который не требует дополнительной подготовки перед применением. А эпоксидная смола представляет собой двухкомпонентный состав – саму смолу и отвердитель, без которого процесс полимеризации не происходит.

Полимерные составы

Современные полиэфирные масла чаще всего применяются для изготовления полимерных пропиток дерева. Эти составы на основе однокомпонентных масел позволяют обеспечить стабилизацию древесины с глубоким проникновением и надежной фиксацией. Большинство составов используют технологии вакуумной пропитки и обработки давлением с последующей термической полимеризацией при температуре 100-150 градусов.

Что такое стабилизация

В процессе пропитки применяются жидкие составы полимеров, а во время термической обработки полимер изменяет свое физическое состояние по всей глубине структуры дерева. Среди наиболее популярных сегодня составов для стабилизации древесины в домашних условиях можно рекомендовать «Анакрол-90», «100терм», «Буравид», «Пентакрил».

Что такое стабилизация изображения?

Стабилизация изображения — это технология, встроенная в объектив, которая помогает минимизировать размытость изображения, вызванную дрожанием камеры.

Разные производители объективов называют эту технологию разными вещами.

Стабилизация изображения (IS) является версией Canon.

Nikon называет их подавлением вибраций (VR).

Tamron называет это контролем вибрации (VC)

Sigma называет их версию оптической стабилизацией (OS).

Sony и Pentax имеют стабилизации изображения (OSS), но их технология встроена в корпус камеры, а не в объектив.

У этой технологии разные названия, но принципы ее работы и ее влияния на ваши изображения одинаковы. Далее мы будем называть ее — стабилизацией изображения или IS.

Что такое цифровая стабилизация и каков принцип её работы

Цифровую стабилизацию также часто называют электронной — ее используют лишь из-за простоты. Для нее не нужны какие-то дополнительные аппаратные компоненты, которые увеличивают как себестоимость, так и дальнейшую стоимость гаджета — используются только те, которые уже встроены в смартфон, и основой технологии становится программное обеспечение

Несмотря на это, даже цифровая стабилизация значительно повышает качество фотографий и видеозаписей, поэтому уже на нее нужно обратить повышенное внимание. Тем не менее, справедливости ради, сегодня она используется повсеместно

У цифровой стабилизации достаточно простой алгоритм работы. Представьте себе матрицу камеры смартфона, которая состоит из отдельных пикселей, — чтобы упростить, пусть это будет условный квадрат 10 на 10 точек. Когда стабилизация отключена, во время съемки используется вся площадь матрицы. После ее активации, происходит обрезка — вместо 10-ти начинает использоваться на пару точек меньше по каждой стороне. Основываясь на данных гироскопа и акселерометра, квадрат 8 на 8 перемещается по матрице камеры, чтобы компенсировать тряску гаджета. Вот и весь секрет.

Число точек, которые фактически обрезает каждое устройство, зависит от агрессивности работы цифровой стабилизации, используемой им. После обрезки числа пикселей качество изображения также падает — чем более агрессивно работает стабилизация, тем сильнее. Тем не менее, чаще всего это оправдано отсутствием смазанных участков. Ранее про цифровую стабилизацию было больше разговоров, но сегодня без помощи оптической ее оставляют только в недорогих смартфонах.

Применение стабилизированной древесины

Процесс стабилизации древесины позволяет существенно упростить создание многих предметов имеющих деревянные вставки и элементы. На практике использование стабилизации дает возможность применять мягкие сорта  древесины для изготовления рукоятей инструмента. Из такого материала получаются удобные ручки для напильников, рукояти резцов и стамесок они не боятся ударов, да и служат они намного дольше, чем ручки из мягких пород дерева. Стабилизированная древесина отлично подходит и для изготовления ножей. Деревянные накладки получаются прочными и удобными.

Приемы стабилизации используются и мастерами оружейниками – из стабилизированного дерева получаются отличные ложе и приклады для ружей. А еще, стабилизацию часто применяют мастера моделисты, именно из такого материала получаются модели парусников и исторических кораблей.

Что такое стабилизация

Незаменима технология стабилизации дерева и для мастеров мебельного дела, в такой пропитке нуждаются практически все детали мебели из натуральной древесины. Благодаря стабилизации изделия служат намного дольше, ведь дерево, пропитанное полимерной смолой не подвержено короблению и изменению формы.

Проблемы со стабилизацией изображения

Самая большая проблема со стабилизацией изображения — это стоимость. Canon EF 70-200mm f/4L USM без стабилизации изображения стоит 599 долларов, а Canon EF 70-200mm f/4 L IS USM, который её имеет, стоит 1099 долларов. За исключением одного, наличия стабилизации, два объектива практически идентичны. То же самое можно сказать и о многих других объективах: одна версия без стабилизации стоит на сотни долларов меньше, чем версия со стабилизацией.

Что такое стабилизация

Если вы можете позволить себе потратиться на стабилизацию изображения, это может быть отличной функцией, но если вы не уверены, что это то, что вы собираетесь использовать, дополнительные затраты могут не окупиться. Если вы много снимаете с длинными объективами или при слабом освещении, это может быть замечательно, но если вы этого не сделаете, это может быть пустой тратой денег.

Стабилизация изображения также может иметь некоторые странные эффекты, если вы используете её в неправильных ситуациях. Когда выдержка превышает 1/500 секунды, стабилизация изображения не улучшит качество ваших изображений. Ваши мышцы не подёргиваются 500 раз в секунду! Вместо этого это может отрицательно сказаться на резкости изображения из-за движущихся элементов в объективе. Хотя это в основном анекдотично, большинство профессиональных фотографов отключают стабилизацию изображения, если она им не нужна по этой причине.

Точно так же, если вы стабилизируете объектив другим способом, например штативом, стабилизацию изображения следует отключить. В лучшем случае это ничего не даст, а в худшем даже сделает ваши фотографии более размытыми.

Наконец, стабилизация изображения также требует немного энергии. Если вы пытаетесь продлить срок службы батареи, выключите её.

Помимо этих недостатков, стабилизация изображения действительно является отличной функцией, и она становится стандартом для все большего числа объективов. Просто убедитесь, что это стоит дополнительных затрат.

Для чего нужна стабилизация камеры

Стабилизация в камере смартфона нужна для того, чтобы компенсировать его движение, избежать смазанных фотографий, а также раздражающей тряски на видео. Стабилизация практически не имеет значения только в том случае, если съемка ведется со штатива, и спуск затвора производится с помощью пульта дистанционного управления. К примеру, удаленно контролировать приложение «Камера» на iPhone можно с помощью кнопок громкости на проводных и беспроводных наушниках, а также через одноименную программу на умных часах Apple Watch. Иначе без стабилизации не обойтись — картинка будет страдать.

Кстати, актуальные смартфоны Apple как раз отлично подходят для разговора про стабилизацию. К примеру, у самого популярного iPhone 11 две камеры: широкоугольная и ультраширокоугольная. Первая — венец инженерной мысли производителя. Она делает действительно качественные снимки не только за счет относительно большой диафрагмы f/1,8, сравнительно большого размера точек на 12-Мп матрице, а также продвинутых алгоритмов ИИ — за их четкость также отвечает оптическая стабилизация. А вот вторая здесь скорее для галочки — у нее и светосила посредственная, и стабилизация только цифровая.

Стабилизация может быть цифровой, оптической, а также гибридной — в последнем случае речь идет про одновременное использование двух предыдущих. Многие называют стабилизацию невидимым штативом, который избавляет фото и видео от последствий дрожащих рук. Но ее нельзя считать панацеей — да, она компенсирует тряску с относительно небольшой амплитудой. Тем не менее, если во время съемки вы будете достаточно активно двигаться (к примеру, пританцовывать), не спасет никакая из доступных на рынке стабилизаций. В данном случае можно будет сильно уменьшить выдержку, но сегодня точно не про нее.

Какая стабилизация лучше

Чтобы раскрыть данный вопрос, нужно ответить вот на что: в каких условиях обычно делается фотография или записывается видео на мобильное устройство? И еще: насколько сильно его владелец заморачивается, чтобы добиться качественной картинки? Ответ простой — пользователь хочет получать снимки и ролики максимального качества, не вкладывая в это никаких усилий. Отсюда и достаточно простой вывод — у гаджета должна быть максимально хорошая камера, которая будет использовать гибридную стабилизацию. Кстати, вот наглядный пример съемки на «бородатый» Google Pixel 2 с ней и без нее:

Результат налицо, без стабилизации ролик выглядит просто отвратительно, а вот с ней вполне пригодным для дальнейшего использования. Стоит отметить, что в данном случае условия как раз максимально экстремальные. С одной стороны, камере сложно из-за тряски. С другой стороны, она должна охватывать широкий динамический диапазон из-за достаточно сложной с точки зрения света композиции кадра. Конечно, сложно сказать, что Google Pixel 2 в этом плане справился идеально, но речь о глобальном качестве картинки, а именно о разнице при использовании гибридной стабилизации.

Что такое стабилизация древесины

В процессе механической обработки древесины используются разные приемы и методы – пиление, строгание, шлифовка, резьба. Во время всех этих работ происходит нарушение природного порядка расположения волокон. Часть волокон раскрывается по всей длине, часть нарушается в поперечном разрезе. В итоге после всех манипуляций получается изделие нужной формы. Но вместе с получением нужной формы, само дерево становится еще более не защищенным к внешнему воздействию. Обработанные волокна по-прежнему сохранят способность впитывать влагу, что чревато развитием грибковых инфекций и гнили.

Изменить такое положение дел можно, только прибегнув к применению технологии стабилизации или обработке дерева специальным составом способным проникнуть глубоко в поры и буквально закупорить поры. Процесс стабилизации древесины по своему характеру носит комплексный характер. В процессе стабилизации дерево приобретает не только качества, повышающие его прочность и твердость, но и более интересный внешний вид.

Что такое стабилизация

Основные цели стабилизации

Несмотря на трудоемкость процесса и довольно долгое время, которое будет потрачено на стабилизацию, результат позволит обеспечить легкость обработки заготовки. Так, в процессе обработки специальные составы позволяют добиться следующих свойств материала:

  • Повысить плотность и твердость дерева;
  • Обеспечить устойчивость к воздействию влаги, перепадам давления и температуры, уберечь от воздействия ультрафиолета;
  • Дерево приобретает устойчивость к высоким температурам и открытому пламени;
  • На пропитанный полимерами материал лучше ложатся лакокрасочные покрытия;
  • Древесина становится непроницаемой для биологических вредителей;
  • Волокна, пропитанные полимером, перестают быть подвержены деформации, дерево становится легче обрабатывать и клеить;
  • При обработке ручным и инструментальным способом можно получить более качественный результат – материал меняет свои свойства, его становится легче обрабатывать.

Пошаговая инструкция по стабилизации древесины

Наглядно представить процесс стабилизации древесины в домашних условиях поможет пошаговая инструкция метода вакуумной пропитки с последующей термической полимеризацией. Это один из самых сложных процессов, требующих наличия специального оборудования – вакуумной камеры. Но, несмотря на кажущуюся сложность, все работы можно проводить в условиях домашней мастерской, при этом получать довольно высокий результат обработки заготовок.

Для работы здесь используется доступный полимерный материал «Буравид», а вакуумная камера используется обычный компрессор от бытового холодильника, так что собрать такой агрегат можно самостоятельно.

Для работы отобраны два бруска березы, материал предварительно прошел небольшую обработку – выровнены грани и сделана фаска. Сушка осуществлялась при нормальной комнатной температуре.

Что такое стабилизация

Для работы используется пропитка «Буравид», полимерное средство готовое к применению.

Что такое стабилизация

Образцы помещаются в емкость и заливаются пропиткой.

Что такое стабилизация

Чтобы пропитка проходила равномерно бруски прижимаются грузом, в данном случае используется гайка от баллона.

Что такое стабилизация

Для получения приятного оттенка можно использовать специальный краситель пигмент, но в данном случае обработка будет осуществляться без красителя, чтобы ясно понимать, как изменится цвет дерева только под действием полимера.

Еще до помещения емкости в вакуумную камеру начинается процесс замещения воздуха полимером – на рисунке видно, как из березового сувеля начинают отходить пузырьки воздуха.

Что такое стабилизация

Емкость помещают в вакуумную камеру. После закрытия крышки включается компрессор и в камере создается разреженное пространство.

Что такое стабилизация

Через смотровое стекло камеры видно, воздух пузырьками покидает древесину.

Что такое стабилизация

Спустя 72 часа бруски извлекаются из камеры. Такой вид имеет березовый сувель.

Что такое стабилизация

А такой вид имеет доска из обычной березы.

Что такое стабилизация

Следующий этап – запекание полимера при температуре 100 градусов.

Чтобы не допустить реакции пропитки и горячего воздуха необходимо сделать защитное покрытие. Для этого берется пищевая пленка, поверх которой бруски оборачиваются алюминиевой фольгой.

Что такое стабилизация

Упаковка ставится в металлический лоток и ставится на 1 час в прогретую до 100 градусов газовую духовку.

Что такое стабилизация

Такой вид приобрел брусок березы.

Что такое стабилизация

А это березовый сувель. На поверхности появились видимые трещины в местах где волокна имели слабую плотность. Трещины в дальнейшем можно заделать эпоксидным составом. Но там, где волокна изначально имели высокую плотность, полимеризованный состав «Буровида» придал материалу высокую плотность и прочность.

Что такое стабилизация

До начала работ брусок березы весил 101 грамм, а после полимеризации его вес стал равняться 194,5 граммам. Березовый сувель до стабилизации весил 225 грамм, а после полимеризации смолы стал весить 335,1 грамм.

Как стабилизация изображения позволяет использовать более длинную выдержку

При включённой стабилизации изображения вы можете использовать выдержку на 2–4 стопа длиннее, чем вы могли бы в противном случае. Вернёмся к нашему примеру с объективом 100 мм. Вместо минимальной выдержки в 1/100 секунды стабилизация изображения позволит вам использовать выдержку примерно до 1/10 секунды и при этом получить чёткое изображение (по крайней мере, в идеальных условиях). Для объектива 50 мм вы сможете уменьшить значение примерно до 1/5 секунды.

На изображении ниже я сделал фотографии с помощью объектива, эквивалентного 200 мм, с выдержкой 1/40 секунды. В том, что слева, стабилизация изображения отключена; в том, что справа, она включена. Легко увидеть, насколько эффективной может быть стабилизация изображения в правильных условиях.

Что такое стабилизация

Связанная статья: Какие настройки камеры следует использовать для ночных фотографий?

Если вы снимаете ночью или в других условиях недостаточной освещённости, более длинная выдержка может иметь большое значение. Вам не нужно повышать ISO так высоко или использовать действительно широкую диафрагму, если вы не хотите.

Стабилизация изображения также может помочь с более длинными объективами даже при хорошем освещении. Если вы используете объектив 300 мм, самая длинная выдержка, которую вы можете обойтись без стабилизации изображения, составляет 1/300 секунды. Это по-прежнему довольно короткая выдержка, если вы используете узкую диафрагму и низкое значение ISO. Однако со стабилизацией изображения вы можете перейти на 1/50 секунды, если вам нужно, но вы также можете просто перейти на немного более длинную выдержку, например, на 1/200 секунды

Это пропускает немного дополнительного света, но, что более важно, повышает вероятность получения чётких изображений. То, что вы можете использовать очень длинную выдержку, не означает, что вы должны это делать.

Опять же, важно отметить, что стабилизация изображения помогает только при движении камеры. Это никак не влияет на движение объекта

Даже человек, стоящий неподвижно для портрета, немного шевелится; если вы используете слишком длинную выдержку, их движение будет отображаться на изображении.

Взаимное правило: насколько медленно вы можете двигаться?

С обычным объективом самая длинная выдержка, с которой вы все ещё можете получать резкие снимки, обычно считается обратной величине фокусного расстояния объектива (или фокусному расстоянию, эквивалентному полнокадровому, если вы используете камеру с датчиком кадрирования). Это означает, что если вы используете 100-миллиметровый объектив на полнокадровой камере, такой как Canon 5D MKIV, самая длинная выдержка, которую вы можете использовать, составляет 1/100 секунды. Для объектива 50 мм это будет 1/50 секунды.

Если вы используете тот же 100-миллиметровый объектив на камере с кроп-фактором 1,6, такой как Canon EOS Rebel T6, то он эквивалентен 160-миллиметровому объективу на полнокадровой камере, поэтому самая длинная выдержка, которую вы можете безопасно использовать, составляет 1/160-я секунда; объектив 50 мм эквивалентен 80 мм для выдержки 1/80 секунды.

Важно отметить, что правило взаимности применяется только к движению камеры. Если вы фотографируете быстро движущийся объект, вам, возможно, придётся использовать выдержку, намного превышающую ту, которая предписывается правилом взаимности.