Vous ne pouvez tout simplement pas battre la physique, et comme l'a souligné Isaac Newton, la résistance à le mouvement est proportionnel à la masse. Il est donc difficile de retenir les miracles de la vidéo poids plume d'aujourd'hui. Et les incroyables téléobjectifs qu'ils mettent sur les caméscopes aujourd'hui sont vraiment géniaux, mais ils amplifient chaque petit tremblement en un tremblement de terre virtuel à l'écran.
Un problème comme celui-ci est un paradis pour les inventeurs et plusieurs solutions sont apparues. Ils appellent leurs nouveaux appareils des stabilisateurs d'image. S'inspirant de la nature, beaucoup d'entre eux fonctionnent en détectant le mouvement de la caméra, puis en le compensant.
Cet article explore certaines des différentes techniques utilisées pour stabiliser les images et vous donne quelques idées pour mettre cette technologie miraculeuse au travail.
Stabilisation optique
La stabilisation optique d'image (ou OIS) utilise des optiques intelligentes pour corriger les secousses. La stabilisation optique dépend des capteurs de mouvement pour indiquer si le caméscope bouge. Sur la base d'informations sur le tangage, qui est comme l'inclinaison, et le lacet, qui est un mot fantaisiste pour le panoramique, le système optique compense le vacillement.
Quel type d'optique est utilisé pour cette magie ? Des prismes très intéressants en effet, comme les prismes spongieux – également connus sous le nom de prismes à courbure variable ou prismes actifs. Les prismes spongieux sont les gadgets les plus soignés depuis les circuits imprimés flexibles (un pilier des caméras modernes). Un prisme spongieux se compose de deux plaques de verre avec du silicium de qualité optique entre elles. Pour empêcher le silicium de jaillir, les plaques sont reliées par un soufflet plissé en accordéon.
Lorsque les deux plaques sont parallèles, l'image passe tout droit. Mais si vous pressez l'un des quatre côtés du mécanisme, il devient un prisme. Une petite pression sur le bas envoie la lumière vers le haut, corrigeant ainsi un tremblement vertical de l'appareil photo.
L'objectif est doté d'une paire de minuscules gyroscopes intégrés pour détecter les secousses. Lorsque la caméra tremble, ces gyroscopes envoient des signaux à une puce informatique qui détermine comment compenser. L'ordinateur envoie à son tour un signal au stabilisateur optique lui disant de pincer les côtés du prisme pour orienter l'image.
Canon a été le pionnier de la stabilisation optique dans les années 80, mais l'a maintenant concédée sous licence à d'autres fournisseurs, comme Sony.
Stabilisation électronique
La stabilisation d'image électronique (ou EIS) fonctionne sur des principes complètement différents. Les caméscopes d'aujourd'hui utilisent un CCD (Charge-Coupled Device), qui est une grille de capteurs de lumière situés au niveau du plan focal de l'objectif. C'est une petite merveille de haute technologie, plus petite qu'un timbre-poste, qui convertit la lumière en impulsions électriques qui constituent un signal vidéo. C'est l'une des raisons pour lesquelles les caméscopes sont devenus plus petits et plus légers :de minuscules capteurs CCD ont remplacé l'encombrant tube vidicon.
Vous pouvez traiter le signal d'un CCD avec un ordinateur. Cela transforme la stabilisation d'image en un problème de programmation.
Tout d'abord, vous devez stocker une image à des fins de comparaison. Cela nécessite de la RAM, un terme informatique pour la mémoire. Maintenant, divisez l'image en morceaux, disons une grille deux par deux. Comparez un morceau de l'image actuelle à un morceau de l'image précédente. L'ordinateur fait glisser l'ancienne image et vérifie l'ajustement. Lorsqu'il trouve un bon ajustement, il enregistre la distance de glissement horizontale et verticale pour ce morceau d'écran.
Après chaque analyse de chaque morceau, l'ordinateur rassemble les données. Si tous les ajustements sont bons et dans la même direction, il y a de fortes chances que vous ayez déplacé la caméra. D'autre part, si l'ajustement est mauvais ou si les morceaux se déplacent dans des directions différentes, un objet en mouvement est la cause probable.
Si c'est juste un objet en mouvement, vous ne voulez pas compenser. Mais si c'est tout l'écran, vous pouvez compenser en faisant glisser l'image actuelle dans la direction opposée au mouvement.
Cette technique fait un assez bon travail, mais elle peut avoir quelques bizarreries. Par exemple, si vous effectuez un zoom avant sur un ballon de plage qui rebondit, certains stabilisateurs suivront en fait le ballon - puisqu'il prend tellement d'espace sur l'écran, cela ressemble à un mouvement de caméra. Lorsque vous lisez la vidéo, on dirait qu'il y a une balle immobile avec le monde qui rebondit de haut en bas en arrière-plan.
Les nouveaux stabilisateurs d'image électroniques utilisent le mouvement de la caméra, plutôt que le mouvement de l'image, pour corriger le tremblement. Ces appareils fonctionnent mieux dans des situations comme le ballon de plage qui rebondit. Comme les systèmes optiques, ils utilisent des gyroscopes miniatures dans l'objectif pour détecter les mouvements.
C'est génial ; nous savons maintenant comment détecter et corriger les mouvements de caméra. Mais lorsque vous faites glisser l'image vers le haut, n'aurez-vous pas un espace noir en bas de l'écran ? Pas si vous utilisez une partie hors écran de l'image, et c'est là que la stabilisation électronique devient délicate.
Afin d'avoir une zone hors écran, vous devez avoir un CCD plus grand ou bien utiliser une fenêtre plus petite dans un CCD normal.
Certains caméscopes plus anciens ont des CCD à faible résolution pour commencer et la stabilisation électronique prend encore plus de place dans cette image. Pour décaler l'image, ces systèmes devaient prendre le plus petit rectangle, puis le gonfler pour s'adapter à la totalité de l'écran. Cela dégrade la qualité de l'image. C'est le même problème que pose le zoom numérique. Les éléments de l'image eux-mêmes s'agrandissent et la qualité de l'image diminue.
De nombreuses puces modernes offrent une résolution qui dépasse les normes NTSC. Vous pouvez obtenir une excellente qualité vidéo avec moins de 400 000 pixels sur le CCD. Si votre caméscope a plus de pixels que cela, il y a de fortes chances qu'il puisse gérer la stabilisation électronique sans dégrader l'image. Il fait simplement glisser un rectangle autour du CCD pour suivre l'action. Le rectangle représente une image vidéo complète, il n'est donc pas nécessaire de l'agrandir.
Stabilisation informatique (post-traitement)
Récemment, un nouveau concurrent pour la stabilisation d'image s'est présenté. Les ordinateurs sont devenus assez bons pour analyser les images. Ils peuvent scanner une scène et sélectionner des objets. Une fois qu'un objet a été reconnu, il peut être suivi. En suivant les objets dans le champ de vision, l'ordinateur peut compenser toutes sortes de secousses qu'aucune des autres méthodes ne peut gérer.
Cette technologie est encore au stade de la recherche. Il faut plus d'un trentième de seconde à un ordinateur de bureau rapide pour calculer et suivre des objets, donc cela ne peut pas encore être fait à la volée. Mais vous pouvez mettre votre vidéo dans l'ordinateur et la post-traiter pour supprimer les secousses.
Il semble que les ordinateurs doublent de puissance tous les dix-huit mois. Dans quelques années, vous pourriez avoir l'équivalent du superordinateur d'aujourd'hui dans votre caméscope de la taille d'un pouce. Vous pourrez le coller sur votre oreille comme un crayon et courir, tandis que l'ordinateur gardera votre image stable et claire.
Juste un problème
Un problème est partagé, dans une plus ou moins grande mesure, par tous les stabilisateurs d'image. Étant donné que les mécanismes fonctionnent en remarquant le mouvement de la caméra et en le corrigeant, comment déplacez-vous délibérément la caméra ? Si vous commencez à faire un panoramique, le stabilisateur n'essaiera-t-il pas de compenser ? La réponse courte est :oui.
Dès que vous commencez une inclinaison ou un panoramique, vous remarquerez que le viseur retarde l'action. Le stabilisateur tente d'arrêter ce qu'il considère comme une grosse secousse.
Un stabilisateur électronique essaiera d'arrêter le mouvement, mais il manquera rapidement de zone hors écran. À ce stade, il essaiera gracieusement de rattraper son retard, mais certains systèmes fonctionnent mieux que d'autres. Sur les premiers systèmes, vous pouvez voir un saut lorsque le stabilisateur renonce à suivre le mouvement de la caméra et recommence.
Les stabilisateurs optiques fonctionnent un peu mieux, puisque le prisme ne peut fonctionner que sur une plage étroite d'angles (pour éviter les arcs-en-ciel). Ainsi, lorsque vous déplacez la caméra, elle fixe le prisme au maximum. À ce stade, le panoramique continue comme si de rien n'était.
Habituellement, cet effet est plus déconcertant pour le vidéaste que pour le spectateur. L'opérateur de la caméra sait que l'écran de visualisation est en retard sur le mouvement réel, mais le spectateur n'a pas le monde réel pour le confondre - la vidéo résultante semble bien.
Les nouveaux systèmes utilisent des logiciels plus sophistiqués pour minimiser cet effet. Ils tentent de faire la distinction entre un panoramique et un bougé de caméra en mesurant l'ampleur du mouvement. Si le mouvement est important, il supposera qu'un panoramique est prévu. La stabilisation est réservée aux petits mouvements. Néanmoins, avec certains caméscopes, vous souhaiterez peut-être désactiver la stabilisation lorsque vous avez besoin d'effectuer un panoramique.
Shooting Out
La stabilisation optique et électronique sont des merveilles de technologie. Ils sont capables de détecter les vibrations et de les compenser soixante fois par seconde.
Quelle est donc la meilleure solution pour vous ? Electronique ou optique ? Eh bien, cela dépend de ce que vous voulez faire et de combien d'argent vous avez.
La stabilisation optique ne souffre pas d'un problème de résolution. L'image a été orientée vers le CCD, la pleine résolution est donc disponible. Mais, cela pèse et coûte généralement plus cher. Et comme il y a des pièces mobiles dans la solution optique, elle peut aspirer plus de jus de batterie que la stabilisation électronique.
La stabilisation électronique est relativement simple, bon marché et légère. Et les modèles modernes ne sacrifient pas la résolution lorsqu'ils entrent en jeu. Pour les stabilisateurs électroniques, le programme informatique qui supervise l'ensemble du processus peut être le critère le plus important.
Comme pour tout algorithme informatique, il y a autant de façons d'aborder le problème qu'il y a de programmeurs. Vous devriez expérimenter avec votre stabilisateur pour voir comment le vôtre gère différentes situations. Vous devriez en fait enregistrer une vidéo pour le test, car il n'est pas toujours facile de voir la différence en regardant dans le viseur - votre cerveau compense toujours le mouvement et masque l'effet.
Conclusion :tout type de stabilisation d'image peut améliorer considérablement vos vidéos. Le dernier lot de caméscopes dispose d'un logiciel de troisième ou quatrième génération et représente une grande amélioration par rapport aux générations précédentes. Alors que les systèmes optiques étaient clairement gagnants il y a un an, les systèmes électroniques ont maintenant atteint la parité avec eux. Si vous êtes à la recherche d'un nouveau caméscope, vous pouvez compter sur des stabilisateurs d'image pour obtenir des résultats incroyables, que la magie soit optique ou électronique.
Et vous pouvez conserver la Dramamine™ pour votre prochaine promenade en bateau.