lo Stabilizzatore di Immagini

by / mercoledì, 01 maggio 2019 / Published in Alta Fotografia, Fotografia, Il blog

 

STABILIZZATORE di IMMAGINI

Lo strumento che ci permette di migliorare la qualità delle nostre immagini in modo significativo

 

L’obiettivo è un dispositivo ottico che permette alla scena di raggiungere in modo corretto il sensore di immagine, in analogia con l’occhio umano possiamo paragonarlo al cristallino ed all’iride che gestiscono la luce che deve giungere sulla retina.

Per poter visualizzare l’immagine in modo nitido si utilizza il meccanismo della messa a fuoco, viene posizionato l’obiettivo alla giusta distanza tra il piano focale è l’oggetto fotografato. Questa operazione può essere fatta agendo su una ghiera (messa a fuoco manuale) o utilizzando un motore posto all’interno della fotocamera (messa a fuoco automatica). Le fotocamere dotate del sistema di messa a fuoco automatica sono dette con autofocus.

Nel 1987 la Canon propose una soluzione innovativa per le fotocamere dotate di autofocus di quel periodo; sposto il motore che azionava il sistema dal corpo della macchinetta all’interno dell’obiettivo. Questo ha permesso alle ottiche progettate per la messa a fuoco automatica di abolire i contatti meccanici tra corpo macchina e l’obiettivo. Al loro posto sono stati inseriti dei contatti elettrici per il controllo del meccanismo; con questa scelta montare le ottiche è diventato più semplice e durevole. I motori, come conseguenza, sono stati progettati appositamente per essere installati all’interno degli obiettivi. I vantaggi, in caso di rottura del motore, sono il malfunzionamento di un solo obiettivo e non di tutto il corredo ottico. Inoltre è stato possibile inserire un servomotore interno anche per azionare il diaframma; avere il meccanismo di controllo all’interno all’obiettivo permette l’uso facilitato, ad esempio, dei tubi di prolunga. Il primo obiettivo costruito con queste caratteristiche è stato lo zoom EF 75-300 di Canon nell’anno 1995.

il primo obiettivo dotato di stabilizzatore costruito da Canon nel 1995

Lo sviluppo di questo tipo di ottiche ha permesso lo studio e la realizzazione di ulteriori miglioramenti:

  • l’uso di motori ultrasonici USM (Ultrasonic Motor);

  • l’introduzione di elementi ottici diffrattivi DO (Diffractive Optics):

  • lo stabilizzatore ottico d’immagine IS(Image Stabilizer).

In questo articolo vogliamo analizzare le caratteristiche degli stabilizzatori di immagine.

Premettiamo che per avere una immagine stabile una regola pratica dice di usare un tempo minore dell’inverso dell’ottica in uso, ad esempio con un obiettivo di focale 200 millimetri non si dovrebbe usare un tempo inferiore ad 1/200 di secondo. Inoltre per i sensori di formato ridotto bisogna tener conto anche del “crop factor” che riduce ancora di più i tempi utilizzabili.

Lo stabilizzatore di immagine serve al fotografo a mantenere la fotocamera perfettamente immobile quando lo scatto è fatto a mano libera. Per aumentare la stabilità il fotografo esperto ricorre in modo automatico a dei semplici accorgimenti: trattenere il respiro, appoggiare i gomiti sul torace, assumere una posizione con una buona base di appoggio (divaricare leggermente le gambe) o se possibile sfruttare al meglio gli eventuali piani di appoggio di pareti o muretti. Tutti questi metodi permettono pero di attenuare il problema del mosso solo in modo marginale.

principali movimenti involontari del fotografo quando si scatta una fotografia a mano libera

Ovviamente le cose sono ancora più complicate se si deve scattare in condizioni di scarsa illuminazione (magari non è permesso l’uso del flash come in un museo) o se si stanno usando dei super-teleobiettivi (ancora peggio se la focale dell’ottica non è sufficientemente luminosa – tipo 5.6 o valori maggiori). In questi casi fare le foto diventa molto complicato.

I costruttori di fotocamere digitali hanno così realizzato lo stabilizzatore d’immagine, uno strumento utile anzi indispensabile in certe situazioni. Lo stabilizzatore d’immagine è un sistema che permette di acquisire la scena senza i tremolii involontari dovuti alle più svariate cause, soprattutto in condizioni di riprese difficili. La stabilizzazione è un sofisticato sistema basato su giroscopi e microprocessori elettronici con cui si compensano le vibrazioni delle fotocamera durante l’esposizione della scena. Il suo funzionamento è basato sul movimento di un elemento interno o all’obiettivo o alla fotocamera in opposizione ai movimenti involontari. Questo sistema permette, entro un certo limite, di ottenere delle immagini con una nitidezza maggiore rispetto alla stessa ripresa che non lo utilizza.

confronto tra i due principali sistemi “meccanici” di stabilizzazione. Una differenza è che nelle stabilizzazione sul sensore non viene stabilizzata la visione nel mirino

Inizialmente questo sistema era montato solo su dispositivi professionali, successivamente e stato esteso su apparecchi semi professionali ed infine anche su dispositivi compatti ed economici (ad esempio la serie FZ delle Lumix di Panasonic o la Canon G9). Le fotocamere e le videocamere di ultima generazione hanno quasi tutte lo stabilizzatore di immagine che può essere ottico o digitale. Ovviamente questa tecnica è stata estesa anche alle riprese video, anzi in questo campo sono state sviluppate delle speciali videocamere per poter eseguire le riprese in condizioni estreme di movimento (come ad esempio il sistema steadicam).

I primi stabilizzatori prodotti riuscivano a stabilizzare le immagini fino a due stop ma non erano adatti all’uso abbinato con un treppiede ed alla tecnica fotografica del panning (fotografare un soggetto in movimento facendolo vedere fermo mentre lo sfondo è mosso. Tecnica che rende l’effetto velocità del soggetto fotografato). I successivi sviluppi hanno aggiunto un secondo modo di stabilizzare, viene rilevato il tipo di variazione, orizzontale o verticale, per permette di utilizzare lo stabilizzatore anche con la tecnica del panning. Le ultime versioni di stabilizzatore hanno portato la stabilità almeno fino a quattro stop in più. In internet è possibili trovare degli ottimi video esplicativi del funzionamento degli stabilizzatori.

Ci sono vari tipi di stabilizzazione per l’immagine:

  • Stabilizzatore digitale – La fotocamera possiede al suo interno un giroscopio che permette di memorizzare i suoi movimenti. Un apposito software interviene in post-produzione per correggere i pixel dell’immagine in modo proporzionale allo spostamento registrato, tutti questi processi avvengono all’interno della fotocamera. Questo sistema non necessita di parti meccaniche aggiuntive, e quindi il suo costo è meno caro degli altri sistemi citati, ma la sua efficacia è decisamente minore. Viene utilizzato su fotocamere di fascia consumer e quindi di costo e prestazioni inferiori.

  • Stabilizzatore nel corpo macchina – Il sistema di stabilizzazione è montato sul sensore, che può essere sia di tipo CCD che CMOS. Dei micro motori controllano e compensano i movimenti rilevati dagli appositi sensori con lo spostamento controllato del sensore. Questo sistema è molto efficiente e permette di compensare fino a due/tre stop dell’esposizione. Ha il vantaggio di compensare automaticamente tutte le ottiche, che non devono essere necessariamente stabilizzate e quindi saranno più economiche e leggere, ovviamente a parità di prestazione.

stabilizzazione del sensore: vista frontale del sensore con i quattro magneti di correzione della stabilità e visione del sistema montato sulle staffe di supporto

 

gruppo di stabilizzazione del sensore inserito nel corpo macchina. In questo modo viene garantita la stabilità a prescindere dall’ottica utilizzata 

  • Stabilizzatore Ottico – il sistema di stabilizzazione è incorporato nel singolo obiettivo. Si basa su un sistema meccanico dotato di un giroscopio che muove le lenti secondo i movimenti involontari del fotografo in modo da compensarne lo spostamento. Questo sistema spesso è costituito da una sola lente che spostandosi corregge l’asse ottico dell’immagine. Lo spostamento riduce il tremolio legato alla fotocamera. Questo sistema è molto sofisticato e complesso e di conseguenza fa lievitare il prezzo delle ottiche, viene utilizzato per ottiche di buona qualità. Si possono trovare anche delle soluzioni montate su un sistema ottico all’interno di un obiettivo supplementare che si può abbinare ad una fotocamera di tipo reflex tradizionale. Il sistema è molto efficiente e fornisce un’immagine ben definita anche con un tempo di scatto più lento di tre o quattro stop.

sistema adottato dalla Nikon per la stabilizzazione nell’obiettivo: la stabilizzazione dipende dall’ottica utilizzata. Il primo schema mostra le componenti all’interno della fotocamera, il secondo è una fotografia della lente stabilizzata e della sua circuiteria

sistema adottato dalla Canon per la stabilizzazione nell’obiettivo: esploso delle singole parti che vengono utilizzate

  • Altri sistemi di stabilizzazione – non sono dei veri sistemi, anzi si potrebbe quasi parlare di artifici o trucchi, per rendere “stabili” le immagini e quindi ridurre il problema del mosso. Alcuni produttori di fotocamere digitali compatte adoperano soluzione diverse ma il meccanismo utilizzato è simile. Impostando la fotocamera in modalità completamente automatica, quando dovrebbe essere utilizzato per lo scatto un tempo lungo, che potrebbe generare un’immagine mossa viene automaticamente aumentata la sensibilità ISO. Fino al valore estremo possibile per la fotocamera. L’impostazione di un valore alto di sensibilità comporta la riduzione del tempo di scatto ma aumenta il disturbo digitale e di conseguenza avremo una sensibile riduzione della qualità dell’immagine. Questo sistema è molto economico ma porta scarsi miglioramenti.

Sia per i sistemi ottici che per quelli nel corpo macchina il principio di funzionamento è lo stesso:

l’elemento fondamentale del sistema è sempre un giroscopio, ne esistono di svariati tipi e costruzione, che permette di rilevare anche le più piccole variazioni in determinate direzioni (servono per un sistema efficiente almeno la rilevazione verticale e quella orizzontale). Queste informazioni vengono inviate ad un elaboratore dedicato che calcola la giusta quantità di correzione necessaria. Una serie di attuatori (dei micromotori o degli accoppiatori elettromagnetici) spostano la posizione del sistema scelto fino alla posizione corretta. La compensazione in ogni caso comporta un maggior consumo delle batterie in uso.

Le varie case costruttrici di fotocamere hanno chiamato il proprio stabilizzatore con nomi e sigle diverse. Le principali che troviamo sul mercato sono:

  • Image Stabilizer di Canon

  • Mega OIS e Advanced OIS di Panasonic
  • Shake Reduction di Pentax
  • Super SteadyShot di Sony Alpha
  • Vibration Reduction di Nikon

In particolare: La Olympus SP-550UZ, ad esempio, offre un sistema di stabilizzazione duale che è sia digitale che meccanico.

Canon e Nikon offrono le loro reflex con stabilizzatore ottico. Questi marchi commercializzano le proprie ottiche sia nella versione normale che in quella stabilizzata. Gli obiettivi stabilizzati di Canon sono quelli individuati dalla sigla IS (Image Stabilizer) mentre quelli di Nikon sono gli obiettivi Nikkor individuati dalla sigla VR (Vibration Reduction).

Esempio di fotocamere digitali che adottano il sistema sul corpo macchina sono la Sony Alpha A700 o la Pentax K5 II S. Per i costruttori di ottiche troviamo i sistemi di Sigma OS (Optical Stabilizer) e di Tamron VC (Vibration Compensation).

La stabilizzazione ovviamente non può ridurre il movimento degli oggetti ma solo quello della macchina fotografica. Si può usare in molti casi e situazioni in cui ci serve un’immagine nitida e stabile. Di certo uno stabilizzatore non può sostituire l’uso di un treppiedi in quanto non consente tempi di esposizione lunghissimi con la ripresa perfettamente immobile. Ma in alcune situazioni ci permette di scattare delle foto o riprese ottimali in cui non possiamo utilizzare, a prescindere dal motivo, il treppiedi. Possiamo sintetizzare che i sistemi di stabilizzazione funzionano per piccoli movimenti del dispositivo e non riescono a correggere dei movimenti troppo accentuati.

Per valutare personalmente il sistema in maniera pratica ho utilizzato una fotocamera Canon EOS 6D con obiettivo zoom 24-105 stabilizzato. Tutte le foto sono state scattate prima senza utilizzare lo stabilizzatore, sull’obiettivo è presente un selettore per abilitarlo, e successivamente con lo stabilizzatore. Ho scelto ovviamente delle scene dove le situazioni di scatto risultassero difficili senza l’uso dello stabilizzatore. Per tutti gli scatti ho curato le regole già dette per minimizzare il mosso; ho anche fatto scattare le foto del robot da un’altra persona per vedere se l’effetto era legato troppo al fotografo. I risultati sono talmente evidenti che si commentano da soli. Il risultato più eclatante è sicuramente la fotografia stabilizzata nitida scattata ad un secondo senza treppiede ma solo ben curando lo scatto. Ho provato anche a scattare a due secondi poggiandomi alla ringhiera ma il risultato è di scarsissima qualità anche per la foto stabilizzata. Ho raggiunto il mio limite con la fotocamera.

per ogni coppia di fotografie, entrambe scattate nelle stesse condizioni, la prima è con lo stabilizzatore spento e la seconda con lo stabilizzatore acceso

In conclusione, in condizioni di scarsa illuminazione, la soluzione migliore è l’utilizzo del treppiede (o un mono piede o una solida base di appoggio). Anche nell’utilizzo di teleobiettivi molto potenti il treppiede resta la migliore soluzione al problema. I sistemi di stabilizzazione sono indispensabili per aumentare il range delle fotografie che si possono scattare senza problemi di mosso. Quale è il sistema migliore? Quello montato sul corpo macchina è quello più economico. Quello montato nell’obiettivo è più efficace per i teleobiettivi molto lunghi e per poter controllare direttamente nel mirino i risultati della stabilizzazione. Entrambi i sistemi sono molto efficienti e forse la differenza la può fare solo le preferenze che il fotografo ha acquisito in passato.

FRANCESCO

 

questo articolo è stato pubblicato sulla rivista FOTOGRAFARE 2 (Febbraio) del 2015 nella rubrica di ALTA FOTOGRAFIA.

P.S. Visto il tempo trascorso dalla pubblicazione va precisato che l’impianto tecnico dell’articolo è sempre valido ma risulteranno poco attendibili le eventuali ricerche di mercato o le scansioni temporali dei prodotti fotografici citati nel medesimo.

 

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