Dlaczego stabilizacja obrazu ma limit?

Teraz, gdy istnieje standard CIPA do pomiaru stabilizacji obrazu, coraz więcej producentów podaje efektywność ich stabilizacji w stopach lub półstopniach. Wczoraj na przykład Olympus wprowadził na rynek M.Zuiko 12-100 mm F / 4 IS PRO, który ma wbudowaną stabilizację obrazu i, w połączeniu z 5-osiową stabilizacją wewnątrz ciała, obecny w wysokiej klasy bezlusterkowcach Olympus, takich jak OM-D E-M5 Mark II daje 6,5 stopni stabilizacji zgodnie ze standardem CIPA.

To wydaje się niesamowitą stabilizacją. Zrozumienie znaczenia Stop oznacza, że ​​można strzelać z odległości 12 mm przy czasach otwarcia migawki do 2,6 s, a przy 100 mm przy prędkości 1/3 s! Jest to obliczane przy użyciu reguły kciuka efektywnej ogniskowej 1 /. Mimo to, nawet jeśli jest to wyłączone przez cały przystanek, pozostanie to niezwykle imponujące.

Pytanie jednak brzmi: skoro stabilizacja może ustabilizować się tak długo, dlaczego się na tym kończy? Dlaczego nie może po prostu robić tego, co robi i stabilizować się przez 5 lub 10 sekund lub dłużej? Co sprawia, że ​​po pewnym czasie przestaje działać?

Co sprawia, że ​​po pewnym czasie przestaje działać?

Wykształcone zgadywanie: błąd .

System stabilizacji obrazu przypomina nawigację na podstawie martwego rachunku , w którym określasz, gdzie jesteś, na podstawie tego, co wiesz o swoim miejscu pobytu, prędkości i zmianach kierunku.

Jeśli jesteś w samochodzie jadącym z prędkością 60 mil na godzinę przez 5 minut, wiesz, że będziesz około 5 mil od miejsca, w którym zacząłeś. Możesz być trochę nieobecny, jeśli samochód porusza się z prędkością 59 lub 61 mil na godzinę, ale skończysz w odległości krótkiego spaceru od przewidywanej lokalizacji, tak blisko. Ale jeśli spróbujesz przewidzieć, gdzie będzie samochód po godzinie zamiast zaledwie 5 minut, ten sam mały błąd 1 mph będzie się kumulował w tym dłuższym okresie czasu, a skończysz na pełnej mili od oczekiwanej lokalizacji. To może być większy błąd, niż chcesz zaakceptować.

To samo z systemem stabilizacji obrazu. Kamera nie ma absolutnego punktu odniesienia w przestrzeni - jej akcelerometry i żyroskopy mogą mierzyć jedynie względne przemieszczenie i obrót, i chociaż są bardzo dokładne, nie są idealne . Co więcej, sprzęt, który porusza czujnik lub element dzierżawy, który utrzymuje stabilny obraz, będzie miał swój własny błąd. Niektóre błędy są nieodłącznie związane z aktywnymi systemami IS ze względu na fakt, że system musi wyczuć ruch, zanim będzie mógł zareagować, więc może wystąpić opóźnienie, które spowoduje, że system nie będzie idealnie śledził ruchu kamery. Wreszcie jest prawdopodobne, że żaden system IS nie zapewni idealnej rejestracji obrazu od rogu do rogu, podczas gdy kompensuje ruch kamery.

Wszystkie te błędy będą się kumulować w miarę upływu czasu. Dobry system IS może być w stanie wykonać 10-sekundowe ujęcie z ręki lepiej niż to, co można uzyskać bez IS, ale nie tyle lepiej, że producenci chętnie twierdzą, że jest przydatny przy tak długim czasie ekspozycji.

Innymi słowy: nie przestaje działać; osiąga punkt, w którym nie jest wystarczająco pomocny.

Podejrzewam, że jednym głównym problemem jest nagromadzony błąd.

Żaden pomiar nie jest idealny. Zawsze występuje błąd. Stabilizacja obrazu musi mierzyć względny ruch aparatu i przeciwdziałać mu.

Podczas ekspozycji występuje wiele pomiarów. Każdy opiera się na wyniku poprzedniego. Oznacza to, że błąd również się powiększa. W pewnym momencie całkowity błąd jest uważany za zbyt duży. Domyślam się, że standard określa to z pewnym progiem dla całkowitego błędu i prawdopodobieństwa, że ​​zostanie osiągnięty po pewnym czasie.

Masz rację, że jeśli ruch był cykliczny i nigdy nie przekraczał granic maksymalnego skoku systemu stabilizacji, powinien on być w stanie trwać w nieskończoność. Ale jeśli ruch jest w tym samym kierunku wzdłuż osi, ostatecznie system osiąga granicę swojego ruchu.

Głównym ograniczeniem jest zakres zakresu ruchu, który może zostać uwzględniony, zanim system stabilizacji osiągnie krawędź skoku. Jeśli system kompensacyjny może nadążyć za ruchem w tym samym kierunku tylko o 3 °, zanim osiągnie koniec swojej podróży, wówczas każdy ruch przekraczający 1 ° na sekundę oznacza, że ​​system może utrzymać kompensację maksymalnie przez 3 sekundy.

W przypadku stabilizacji opartej na czujnikach problem komplikuje się w przypadku używania dłuższych obiektywów, ponieważ wymaga mniejszego ruchu kątowego obiektywu o dłuższej ogniskowej, aby uzyskać takie samo rozmycie jak obiektyw o krótszej ogniskowej. Obiektyw 600 mm z systemem pełnej klatki ma przekątną FoV wynoszącą tylko około 4 °. Ruch kątowy 1 ° odpowiada 1/4 (25%) całej ramy! Natomiast obiektyw 35 mm ma przekątną FoV wynoszącą 63 °. Ruch 1 ° odpowiada tylko 1/63 lub mniej niż 1,6% całej klatki.

Jest to główny powód, dla którego zaczęli oferować obiektywy o dłuższej ogniskowej, a producenci, którzy używają stabilizacji opartej na aparatach, również zaczęli ją wspierać z kompensacją opartą na obiektywach. Systemy stabilizacji oparte na soczewkach znajdują się zwykle bardzo blisko środka soczewki, gdzie bardzo mały ruch może wpłynąć na znacznie większe przesunięcie w miejscu, w którym rzutowany stożek światła porusza się w miejscu, w którym uderza w czujnik.

Według samych Olympusów obrót ziemi powstrzymuje ich przed przekroczeniem 6,5 przystanku (a następnie ma to coś wspólnego z żyroskopem).

Przeczytałem to dzisiaj w artykule na temat PetaPixel , który sam podniósł go z Amateur Photographic, gdzie przeprowadził wywiad z zastępcą kierownika Olympusa Setsuyą Kataoką:

Sama stabilizacja wewnątrz ciała daje 5,5 stopnia, a Sync IS daje 6,5 stopnia w przypadku obiektywów OIS. 6,5 przystanków jest obecnie teoretycznym ograniczeniem ze względu na obrót ziemi zakłócający czujniki żyroskopowe.

Liczby tak naprawdę nie odzwierciedlają żadnego rodzaju twardego limitu, odzwierciedlają prawdopodobieństwo . Potraktujemy drgania aparatu skutecznie losowo, więc każde zdjęcie ma szansęrozmycia przez drgania aparatu. Im dłuższa ekspozycja, tym większa szansa, że ​​shake zsumuje się wystarczająco, aby zepsuć obraz. Stabilizacja obrazu może anulować większość wstrząsów w rozsądnych warunkach, ale nie wszystko, z powodów, które wyjaśnili inni - czujniki przyspieszenia nie są idealne, silniki nie reagują natychmiast, istnieją fizyczne ograniczenia ruchu, itp. Pozostały fragment drgań aparatu nadal przyczynia się do prawdopodobieństwa rozmycia obrazu, robi to tylko wolniej, ponieważ jest go mniej. Jeśli twierdzą, że 6 stopni poprawy, oznacza to, że rozmycie wywołane wstrząsami akumuluje średnio 1/64 szybkoz włączonym IS, podobnie jak przy wyłączonym IS, ale każdy strzał jest inny. Możesz mieć szczęście bez IS i pech z tym. Rzeczywiste testowanie dla IS wymaga wykonania dużej liczby zdjęć przy różnych czasach otwarcia migawki z włączoną i wyłączoną stabilizacją obrazu oraz porównania ułamka dopuszczalnych zdjęć lub średniej wielkości rozmycia między dwiema populacjami. Jeśli określona kombinacja kamery / obiektywu uzyska akceptowalny obraz w 90% przypadków w 1 / 30s przy wyłączonym IS, ale nadal może uzyskać akceptowalny obraz w 90% w 1s przy włączonym IS, to jest to punkt danych pokazujący 5 przystanków poprawy. Mając wiele takich punktów danych, możemy podsumować wydajność (lub, jeśli jesteśmy działem marketingu, wybrać najlepsze).

Fotograf i aparat są zasadniczo systemem otwartej pętli. Fotograf przekazuje dane, kierując aparat na obiekt, a aparat nie ma możliwości wpłynięcia na to wejście. Z tego powodu skumulowany błąd wkrótce przytłacza użyteczne dane obrazu, jeśli podjęta zostanie próba stabilizacji w dłuższym okresie.

Należy zauważyć, że w innych zastosowaniach, takich jak astronomia, systemy pozycjonowania są bezpośrednio kontrolowane przez proces obrazowania, co powoduje, że system jest zamknięty: teleskop podąża za strzelanym obiektem. W rezultacie okresy stabilizacji trwające kilka sekund, a nawet minut nie są niespotykane. Oto przykład teleskopu przeznaczonego do robienia zdjęć obiektów słabych jak jasność 24, który stabilizuje obraz do 1 minuty:

W końcu w odpowiedzi Paula jest ziarno prawdy, ale jest mało prawdopodobne, aby techniki te znalazły zastosowanie w fotografii w najbliższym czasie. Być może pewnego dnia aparaty będą miały neuro-interfejsy do przejęcia kontroli nad rękami fotografa, ale obiektywy z czasem stabilizacji trwającym wiele sekund będą musiały poczekać.

Pytanie jednak brzmi: skoro stabilizacja może ustabilizować się tak długo, dlaczego się na tym kończy? Dlaczego nie może po prostu robić tego, co robi i stabilizować się przez 5 lub 10 sekund lub dłużej? Co sprawia, że ​​po pewnym czasie przestaje działać?

Różne stabilizowane obrazem obiektywy Canon, które miałem, nie zatrzymały całkowicie ruchu. Spowolnili to tylko. Obserwując efekt w wizjerze, stało się jasne, że ekspozycje nie mogą być nieskończone. Wszystkie moje obiektywy IS były w zakresie 70–300 mm, efekt może nie jest tak oczywisty w przypadku krótkich obiektywów, które pozwalają na naprawdę niskie ekspozycje, ale podejrzewam, że wynik jest podobny.

Prawdopodobnie dość wątpliwe jest, aby ekspozycja trwająca ponad 2 sekundy (nawet z krótkim obiektywem) bardzo często wychodziła bardzo dobrze.

Gdy dana osoba trzyma aparat, masz do czynienia z szeregiem zasadniczo różnych ruchów. Różnią się zarówno częstotliwością, jak i wielkością. Stabilizatory obrazu działają dobrze przy ruchach spowodowanych drżeniem mięśni, które (względnie mówiąc) mają wysoką częstotliwość i niewielką wielkość. Działa to dobrze w przypadku ekspozycji trwających do, powiedzmy, jednej dziesiątej sekundy.

Dzięki ekspozycji trwającej wiele sekund masz do czynienia z całkowicie różnymi rodzajami ruchów. Na przykład większość górnej części ciała porusza się nieco podczas oddychania. Ten ruch jest znacznie wolniejszy, ale także (w wielu przypadkach) znacznie większy. Prowadzi to do dwóch problemów. Przede wszystkim jest na tyle powolny, że większość akcelerometrów nie jest skalibrowana do ich dokładnego pomiaru. Drugi (i trudniejszy w obsłudze) typowy system stabilizacji może poruszać się tylko o kilka milimetrów. Ruch z oddychania może być znacznie większy.

Nawet zwykłe stanie w bezruchu przez kilka sekund jednocześnie staje się trudne. Staje się to szczególnie oczywiste, jeśli spróbujesz wykonać ręczne zdjęcia makro. Jeśli jesteś bardzo blisko (z minimalną głębią ostrości), często trudno jest stać w bezruchu, aby utrzymać ostrość obiektu. Ponownie, ruchy tutaj są często rzędu (na przykład) centymetrów zamiast milimetrów, dla których układy stabilizacyjne zazwyczaj mogą dobrze kompensować.

W praktyce, gdy wymagana jest ekstremalna precyzja, uciekamy się do systemów zagnieżdżonych, w których w ramach dość dokładnego stabilizowanego systemu, który jest zoptymalizowany do tłumienia dużych ruchów, umieszczasz bardziej wyrafinowany system, który może kompensować niewielkie wahania ruchów, które są resztkami pierwszy system. I w tym systemie możesz umieścić inny itd. Systemy stabilizacji kamer wykorzystują jedną warstwę, więc jest wiele miejsca na ulepszenia (ale koszty prawdopodobnie byłyby wygórowane).

Takie systemy zwykle wykorzystują zarówno pasywne, jak i aktywne mechanizmy tłumiące. Chcesz, aby druga warstwa była izolowana od pierwszej warstwy, więc istnieje pasywny system tłumienia, który łączy warstwy. Istnieje również aktywny system kompensujący ruchy. W systemie warstwowym najlepiej to zrobić, mierząc ruch poprzedniej warstwy, a następnie obliczając propagację przez mechanizm tłumiący, aby uzyskać wymaganą kompensację.

FAM eksperyment jest dobry przykład, gdzie stosuje się takie metody, aby dostać się do bardzo dokładnej kompensacji drgań.

Ciekawe pytanie, ale myślę, że niektóre przesłanki są błędne.

możliwe jest fotografowanie z odległości 12 mm przy czasach otwarcia migawki do 2,6 s

Naprawdę? Czy fotograf będzie stać nieruchomo przez 2,6 sekundy?

Fizyczny system stabilizacji obrazu opiera się na jednej fizycznej właściwości materii: bezwładności.

To jest jak chwytanie tkaniny za stół i pozostawianie naczyń w spokoju.

Jeśli jest w jakiś sposób luźny jeden od drugiego, możesz przesunąć jeden kawałek w pewnym stopniu bez przenoszenia drugiego.

Są one również przystosowane do pewnego rodzaju częstotliwości.

Wahadło ma częstotliwość rezonansową. Jeśli stworzysz równowagę z miotłą do góry nogami, zastosujesz tę samą zasadę. Ale musisz zrekompensować przy odpowiedniej prędkości.

Wyobraź sobie teraz, że chcesz zmienić ramkę obrazu, a system stabilizacji obrazu temu uniemożliwia. „Och nie, to jest shake, pozostanę na miejscu!”.

Tak. Duży teleskop ma większą masę i jestem pewien, że zmiana kadru zajmuje więcej czasu niż aparat ręczny. Ale w aparacie ręcznym masz pewne ograniczenia dotyczące stabilizacji.

Nawiasem mówiąc, drugie urządzenie, które zapewnia dłuższą stabilizację, nazywa się statywem. I polegaj na masie Ziemi.

Prawdopodobnie dostanę jeszcze sporo ocen negatywnych ... ale wszystkie powyższe odpowiedzi są błędne od początku do końca. Odpowiedź jest już na twoje pytanie:

istnieje standard CIPA do pomiaru stabilizacji obrazu

To wszystko. Ta koncepcja to „układ odniesienia”: ponieważ istnieje standard, musi istnieć sposób na przetestowanie wszystkich kamer w ten sam sposób i wygenerowanie liczby, która jest prawidłowym wskaźnikiem, tj. Jest „porównywalna” dla wszystkich kamer.

Test CIPA: jak to działa

(i prawdopodobnie również testy wewnętrzne przed standaryzacją CIPA)

Ponieważ „istnieje standard CIPA do pomiaru stabilizacji obrazu”, 5-stopniowa (np.) Stabilizacja jest wynikiem standardowego testu, który mierzy w określonych warunkach, ile można wypchnąć aparatu, zanim nastąpi określony zestaw rzeczy (mianowicie bokeh degradacja i rozmycie ruchu).

_{Uwaga: w podręczniku procedur testowania stabilizacji obrazu CIPA znajduje się co najmniej 50 stron. I nie pamiętam ich wszystkich, ani też nie mam rozumu do zrozumienia każdego z nich (nawet jeśli tworzę oprogramowanie dla platform testujących wibracje :-D); wyjaśnienie jest dużym uproszczeniem, jeśli ktoś chce wniknąć w szczegóły, może po prostu sam przeczytać procedurę, jest ona dostępna publicznie}

Standard CIPA wykorzystuje platformę wibracyjną do testowania kamery. To jest magia.

Kamera jest umieszczona na platformie wytwarzającej wibracje i skierowana na „standardowy obraz”; platforma jest wyłączona i wykonuje się zdjęcie referencyjne. Następnie platforma zostaje włączona, generowany jest zestaw wibracji, wiele zdjęć jest robionych przy różnych czasach otwarcia migawki, a moment, w którym aparat zaczyna produkować złe zdjęcia, jest momentem, w którym IS nie jest w stanie skorygować ekspozycji. Wyobraź sobie więc różnicę między początkowym czasem otwarcia migawki a ostatnim dobrym, wyrażonym w stopie, to ilość zatrzymań, jakie może wykonać system stabilizacji aparatu.

Ponadto istnieje problem z postawionym pytaniem:

możliwe jest strzelanie z odległości 12 mm z czasem otwarcia migawki do 2,6 s oraz z odległości 100 mm przy prędkości 1/3 s! Jest to obliczane przy użyciu reguły kciuka efektywnej ogniskowej 1 /

Dlaczego nie można strzelać z odległości 100 mm przy czasie otwarcia migawki dłuższym niż 1/3? Proste, ponieważ sam narzuciłeś to na przykładzie! :-)

Jeśli ustalisz ten układ ręczny, możesz strzelać 100 mm z maksymalnym 1/100 s, a następnie zastosujesz 5 przystanków, co daje 1/3 s z maksimum ... to dlatego, że zrobiłeś matematykę, a nie dlatego, że system stabilizacji obrazu wyłączy się po 1/3 sekundy, ani dlatego, że po tym czasie zacznie źle działać! Rzeczywiście, systemy stabilizacji obrazu są testowane (o ile dobrze pamiętam) z ekspozycjami do 32 sekund :-D

Ci ustawić punkt odniesienia tutaj, mówiąc: „Biorę / mm reguły 1 i zastosować współczynnik zatrzymania”, więc zmuszeni się w kącie. Co się stanie, jeśli ktoś o naprawdę stabilnej ręce będzie w stanie wykonać strzał 100 mm @ 1 s? Czy system przestaje działać po 1/3 s, nawet dla niego, ponieważ nie możesz przejść więcej niż 100 mm przy 1/100 sekundy?

Stabilizacja obrazu jest kontrolowana przez żyroskopy MEMS. Chociaż nie mam pełnych informacji na temat użytkowania w aparatach, mogę pracować wstecz. Począwszy od faktu, że żyroskopy MEMS są używane do pomiaru obrotu Ziemi na wielu uniwersytetach i ośrodkach badawczych. Te żyroskopy są używane w czujnikach. Kiedy żyroskop zostanie wypchnięty ze swojej osi, wywiera siłę, aby utrzymać swoją pozycję. Siła ta może być następnie zmierzona. Przetwarzanie tego pomiaru można następnie wykorzystać do określenia siły ruchu wywieranej na to. W systemie stabilizacji prowadziłoby to wówczas do powstania siły przeciwnej, która utrzymywałaby pozycję za pomocą pomiarów z żyroskopu kontrolujących kontrolę siły przeciwnej. Gdy ziemia się obraca, jej siła nacisku na żyroskop umożliwia pomiar. Zauważam, że powiedział teoretyczne ograniczenie 6,5 przystanków. Teoretyczne ograniczenie oznacza maksimum, które można osiągnąć bez błędów i wszystko idealnie. Kwestionuję jego stwierdzenie, że ich kamera ma teoretyczny limit, ponieważ nigdy tego nie osiągnięto. Zawsze istnieją fizyczne ograniczenia. Nie mam jego matematyki do tego stwierdzenia. Musi obejmować minimalną siłę, na którą reaguje jego system kamer. Po 6,5 przystankach siła obrotu Ziemi jest większa niż ten minimalny ruch, w którym to momencie system, nie wiedząc o obiekcie, na który skierowana była kamera, również się poruszał, następnie próbowałby skierować kamerę tam, gdzie uważał obiekt za nieruchomy było. Wtedy matematyka, kiedy to się stanie, będzie obejmować rozmiar w pikselach, minimalne i maksymalne limity, które może poprawić i znacznie więcej związane z optyką i tłumieniem wbudowanym w system. Który obejmuje człowieka trzymającego go. Gdy kamera spadła z samolotu i została zdalnie uruchomiona, nie dawałby wyraźnego obrazu o 1 s znacznie mniej w dłuższym czasie. W przypadku kamer sugerowałbym, aby rozwiązaniem tego był zbyt duży czujnik w kamerze, który przesuwałby część czujnika, z którego pochodzi obraz, a także optykę i ruch fizyczny czujnika. Aby to zrobić, potrzebują obszaru pamięci i stale odczytują czujnik przechowujący obraz w obszarze przechowywania i dodający do tego, co już tam jest. Wydaje mi się, że jest to możliwe dzięki dedykowanemu procesorowi i dłuższemu czasowi stabilizacji obrazu. Jednak nadal istnieje limit. BTW, ten typ systemu jest używany w niektórych miejscach, w których koszty nie mają znaczenia. Wracając do pierwotnego pytania, nie stwierdza, gdzie na ziemi jest to limit. Limit może być mniejszy na równiku, a więcej na biegunach. Również większość aparatów dzisiaj zapewnia większą stabilizację przy dłuższym obiektywie i mniej przestojów przy krótszych. Co ponownie powraca do jego komentarza o sile 6,5, bez odniesienia do ogniskowej ani faktycznego czasu. Mógłbym myśleć, że jest to bardziej ograniczenie wielu żyroskopów działających na różnych płaszczyznach i interakcji między nimi, ponieważ łatwo jest mieć żyroskop do określenia orientacji kamery względem obrotu Ziemi, a następnie zaprogramować to do procesora stabilizacji. W Internecie jest dużo matematyki w artykułach na temat pomiaru obrotu Ziemi. Mam nadzieję, że jest to proste angielskie wyjaśnienie, dlaczego istnieją ograniczenia, poza którymi system żyroskopowy nie może wyjść. 5-stopniowy komentarz bez odniesienia do ogniskowej ani rzeczywistego czasu. Mógłbym myśleć, że jest to bardziej ograniczenie wielu żyroskopów działających na różnych płaszczyznach i interakcji między nimi, ponieważ łatwo jest mieć żyroskop do określenia orientacji kamery względem obrotu Ziemi, a następnie zaprogramować to do procesora stabilizacji. W Internecie jest dużo matematyki w artykułach na temat pomiaru obrotu Ziemi. Mam nadzieję, że jest to proste angielskie wyjaśnienie, dlaczego istnieją ograniczenia, poza którymi system żyroskopowy nie może wyjść. 5-stopniowy komentarz bez odniesienia do ogniskowej ani rzeczywistego czasu. Mógłbym myśleć, że jest to bardziej ograniczenie wielu żyroskopów działających na różnych płaszczyznach i interakcji między nimi, ponieważ łatwo jest mieć żyroskop do określenia orientacji kamery względem obrotu Ziemi, a następnie zaprogramować to do procesora stabilizacji. W Internecie jest dużo matematyki w artykułach na temat pomiaru obrotu Ziemi. Mam nadzieję, że jest to proste angielskie wyjaśnienie, dlaczego istnieją ograniczenia, poza którymi system żyroskopowy nie może wyjść. Mógłbym myśleć, że jest to bardziej ograniczenie wielu żyroskopów działających na różnych płaszczyznach i interakcji między nimi, ponieważ łatwo jest mieć żyroskop do określenia orientacji kamery względem obrotu Ziemi, a następnie zaprogramować to do procesora stabilizacji. W Internecie jest dużo matematyki w artykułach na temat pomiaru obrotu Ziemi. Mam nadzieję, że jest to proste angielskie wyjaśnienie, dlaczego istnieją ograniczenia, poza którymi system żyroskopowy nie może wyjść. Mógłbym myśleć, że jest to bardziej ograniczenie wielu żyroskopów działających na różnych płaszczyznach i interakcji między nimi, ponieważ łatwo jest mieć żyroskop do określenia orientacji kamery względem obrotu Ziemi, a następnie zaprogramować to do procesora stabilizacji. W Internecie jest dużo matematyki w artykułach na temat pomiaru obrotu Ziemi. Mam nadzieję, że jest to proste angielskie wyjaśnienie, dlaczego istnieją ograniczenia, poza którymi system żyroskopowy nie może wyjść.

Sugerowałbym, że masz rację i że nie ma absolutnego limitu. Powinieneś być w stanie ustabilizować się przez 10 minut lub dwie godziny.

Wspomniano o skumulowanym błędzie w układzie sterowania w otwartej pętli, który jest mechanizmem stabilizującym. Otwarte układy sterowania mogą wykraczać poza to, co można zrekompensować. To są systemy sterowania dla dzieci 101, a problem został rozwiązany przed wiekami w inżynierii mechanicznej. Wystarczy zamknąć pętlę za pomocą sprzężenia zwrotnego.

Jeśli myślisz o dwóch częściach aparatu, masz obiektyw i czujnik. Soczewka (ustabilizowana) przesuwa się, aby zmienić to, co widzi czujnik, a czujnik widzi, na co wskazuje obiektyw. Połącz dwa za pomocą pętli sprzężenia zwrotnego. Cyfrowy procesor sygnału powinien być w stanie zablokować cel obrazu (w końcu mamy podstawowe śledzenie twarzy) i wykryć, czy obraz się przesunął. Przesunięcie jest następnie przesyłane z powrotem do sterowania ruchem obiektywu i soczewka jest przesuwana w przeciwnym kierunku. Sztuką byłoby wykrycie przesunięć poziomu pikseli. Dlatego jeszcze ich nie mamy, ale nic, co nakreśliłem, nie wydaje się fizycznie niemożliwe. Tak długo, jak soczewka wskazuje cel z wystarczającą dokładnością, będziesz mógł eksponować cały dzień.

Jestem pewien, że to zadziała, ponieważ już to zrobiono. Teleskopy mają obecnie aktywne / elastyczne zwierciadła, które stale dostosowują swoją geometrię, aby ustabilizować turbulencje atmosferyczne i zniekształcenia ciężaru własnego. Blokują także cel i go śledzą.

Nie mogę się doczekać, aby kupić obiektyw, który może ustabilizować się przez cały dzień.