OIS και EIS στις κάμερες smartphone.

Με ένα σχεδόν πανομοιότυπο φύλλο προδιαγραφών μεταξύ των περισσότερων ναυαρχίδων, οι εταιρείες smartphone εξετάζουν λογισμικό και κάμερες για να διαφοροποιήσουν τις προσφορές τους από τους ανταγωνιστές. Αντί να ρίξετε μια ματιά στο πόσες κάμερες και megapixel έχει η συσκευή, ελέγξτε για σημαντικές λεπτομέρειες, όπως τον τύπο σταθεροποίησης στην κύρια συσκευή λήψης. Όροι όπως OIS, EIS, σταθεροποίηση μετατόπισης αισθητήρα και κάμερα gimble μπορεί να ακούγονται παρόμοιοι στο χαρτί, αλλά διαφέρουν ως προς το κόστος, τη λειτουργία και τη συνολική επίδραση στη φωτογραφία smartphone.

Είτε πρόκειται για OIS (οπτική σταθεροποίηση εικόνας), EIS (ηλεκτρονική σταθεροποίηση εικόνας) ή οποιοδήποτε άλλο σύστημα, η κύρια δουλειά τους είναι να σταθεροποιούν την εικόνα και το βίντεο. Χωρίς σταθεροποίηση, οι εικόνες μπορεί να είναι θολές (ειδικά σε χαμηλό φωτισμό) και τα βίντεο μπορεί να φαίνονται λίγο ασταθή.

Γιατί χρειάζεστε OIS ή EIS στο τηλέφωνό σας;

Όταν η κάμερα του τηλεφώνου σας ανοίγει το κλείστρο για να τραβήξει φως, μια ελαφριά χειραψία μπορεί να θολώσει την τελική εικόνα. Είναι πιο ορατό όταν φωτογραφίζετε στο σκοτάδι, καθώς το κλείστρο της κάμερας παραμένει ανοιχτό για μεγάλο χρονικό διάστημα για να τραβήξει περισσότερο φως. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα τρίποδο ή μονόποδο για να σταθεροποιήσετε τη φωτογραφική μηχανή σας, αλλά δεν είναι βολικό και δεν είναι μια βιώσιμη επιλογή για όλους. Εδώ ξεκινάει ένα σύστημα σταθεροποίησης για να αναπληρώσει το κενό.

Δεν χρησιμοποιούνται εξίσου όλα τα συστήματα σταθεροποίησης. Το OIS είναι μια λύση υλικού, ενώ το EIS βασίζεται σε λογισμικό και ισχύ CPU για να προσφέρει σταθερά αποτελέσματα. OEM όπως η Huawei προσφέρουν AIS (τεχνητή σταθεροποίηση εικόνας), το οποίο είναι μέρος του EIS που χρησιμοποιεί τεχνητή νοημοσύνη για την παραγωγή φωτογραφιών και βίντεο με καλύτερη εμφάνιση.

Οπτική σταθεροποίηση εικόνας (OIS)

Μια λύση κάμερας που βασίζεται σε OIS βασίζεται στο γυροσκόπιο και στους μικροσκοπικούς κινητήρες του τηλεφώνου για να μετακινήσει τον φακό ή τον αισθητήρα της κάμερας. Ο κύριος φακός της κάμερας είναι τοποθετημένος με τρόπο ώστε να κινείται κατά μήκος ενός άξονα. Μπορεί να είναι μια κίνηση δύο αξόνων για μετατόπιση αριστερά και δεξιά ή πάνω και κάτω. Ένα σύστημα κάμερας υψηλής τεχνολογίας διαθέτει OIS τεσσάρων αξόνων για τη μετακίνηση του φακού της κάμερας και στις τέσσερις κατευθύνσεις.

Για παράδειγμα, αν κρατήσετε το τηλέφωνό σας και μετακινηθείτε προς τα δεξιά, το σύστημα OIS αντισταθμίζει το κούνημα μετακινώντας τον φακό της κάμερας στην αντίθετη πλευρά. Ανιχνεύει την κίνηση χρησιμοποιώντας γυροσκόπιο και μετατοπίζει τον φακό χρησιμοποιώντας ηλεκτρομαγνήτες και αισθητήρες.

Το OIS είναι μια λύση υλικού και δεν απαιτεί κανένα κόλπο λογισμικού για τη σταθεροποίηση εικόνων ή βίντεο. Στο EIS, μπορεί να παρατηρήσετε ένα αφύσικο εφέ σταθεροποίησης σε βίντεο που δημιουργούν ένα εφέ ζελέ. Αυτό δεν συμβαίνει με μια κάμερα εξοπλισμένη με OIS.

Οι περισσότεροι OEM αναπτύσσουν ένα σύστημα OIS για να μετακινούνται ή να επιπλέουν τη μονάδα φακού. Η Apple έχει χρησιμοποιήσει σταθεροποίηση μετατόπισης αισθητήρα στις σειρές iPhone 12 Pro Max και iPhone 13 που μετακινεί τον αισθητήρα της κάμερας για βελτιωμένα αποτελέσματα. Το OIS μπορεί να μετακινήσει τον φακό έως και 1.000 φορές το δευτερόλεπτο, ενώ η σταθεροποίηση μετατόπισης αισθητήρα κινείται γύρω από τον αισθητήρα έως και 5.000 φορές το δευτερόλεπτο. Τεχνικά, η σταθεροποίηση μετατόπισης αισθητήρα είναι καλύτερη από ένα τυπικό OIS, αλλά μην περιμένετε πρωτοποριακά αποτελέσματα. Η Samsung έπαιξε επίσης με την ιδέα, αλλά την παρέλειψε στη σειρά Galaxy S22.

Ηλεκτρονική σταθεροποίηση εικόνας (EIS)

Το EIS παρακάμπτει το φυσικό υλικό και προσπαθεί να κάνει το ίδιο με το OIS χρησιμοποιώντας κόλπα λογισμικού. Η διαδικασία χρησιμοποιεί το επιταχυνσιόμετρο του τηλεφώνου σας για να ανιχνεύσει τις κινήσεις των χεριών και να ευθυγραμμίσει κάθε καρέ μαζί. Δεδομένου ότι ο φακός ή ο αισθητήρας της κάμερας δεν κινείται με το EIS, η λήψη κάθε καρέ είναι πολύ πιο γρήγορη.

Το EIS λαμβάνει την εικόνα και μεγεθύνει για να την κάνει μεγαλύτερη από τον αισθητήρα. Το λογισμικό σαρώνει την εικόνα για να αναζητήσει βελτιώσεις. Εάν ανιχνεύσει κούνημα της κάμερας, το EIS μετακινεί την εικόνα προς την αντίθετη κατεύθυνση για να εξαλείψει τις θολές λήψεις. 

Εφόσον το EIS περιλαμβάνει επανατοποθέτηση, ζουμ ή περικοπή των πλαισίων, τα αποτελέσματα ενδέχεται να έχουν υποβαθμισμένη ποιότητα. Το σύστημα βασίζεται στη ρύθμιση λογισμικού και μπορεί να βελτιωθεί με μελλοντικές ενημερώσεις λογισμικού.

Το EIS είναι χρήσιμο κατά τη λήψη βίντεο. Προβλέπει την κατεύθυνση που κινείστε κατά τη λήψη ενός βίντεο και προσαρμόζει ανάλογα την επόμενη βάρδια. Η πρακτική έχει ως αποτέλεσμα ένα πολύ πιο ομαλό βίντεο. Το EIS χρησιμοποιεί τεχνητή νοημοσύνη για να ανιχνεύσει το κύριο θέμα σε βίντεο και να κλειδώσει την εστίαση. Μερικές φορές οδηγεί σε αφύσικη παραμόρφωση, συχνά γνωστή ως φαινόμενο ζελέ.

OIS έναντι EIS: Κόστος και τρέχουσες προσφορές

Το EIS δεν απαιτεί επιπλέον υλικό και η μονάδα κάμερας παραμένει ελαφριά και προσιτή. Το σύστημα βρίσκεται κυρίως σε smartphones χαμηλού μπάτζετ. Η υλοποίηση εξαρτάται από τη ρύθμιση του λογισμικού και τα τελικά αποτελέσματα μπορεί να διαφέρουν από τον έναν κατασκευαστή στον άλλο. Για παράδειγμα, η Google χρησιμοποίησε το EIS μόνο στο Pixel πρώτης γενιάς και όλοι γνωρίζουμε πόσο καλό αποδείχθηκε στο μέτωπο της φωτογραφίας.

Το OIS είναι απαραίτητο στοιχείο στα σύγχρονα smartphone. Οι περισσότερες προσφορές μεσαίας κατηγορίας από τη Samsung, την OnePlus και την Google διαθέτουν OIS στην κύρια κάμερα. Το OIS προσθέτει περισσότερο βάρος στην κάμερα και είναι και πιο ακριβό.

Τα smartphone υψηλής τεχνολογίας όπως το S22 Ultra, Pixel 6 Pro, διαθέτουν υλικό OIS στο κύριο μέρος καθώς και κάμερα τηλεφακού για σταθερά αποτελέσματα σε λήψεις με ζουμ. Το Vivo, ένας από τους κορυφαίους κατασκευαστές OEM στην Κίνα, χρησιμοποιεί ένα σύστημα σταθεροποίησης κάμερας τζιμμπέλ που είναι περίπλοκο, βαρύ, ακριβό και πιο αποτελεσματικό από τα παραδοσιακά συστήματα OIS.

Αυτές τις μέρες, οι περισσότερες ναυαρχίδες έχουν υβριδική σταθεροποίηση εικόνας (HIS) , η οποία συνδυάζει τόσο το OIS όσο και το EIS για να προσφέρει μια ολοκληρωμένη λύση.