Olympus E-5 и Canon 7D - тест стабилизаторов

Введение

На время новогодних каникул к нам на тестирование попал Olympus E-5. Этот аппарат интересен по многим причинам. Во-первых, он является вершиной развития зеркальной линейки Olympus. Во-вторых, эта модель знаменует собой переход Olympus на производство беззеркальных камер – компания заявила, что других зеркальных моделей, кроме флагманской, производиться больше не будет. А в-третьих, компания Olympus не скрывает, что E-5 разрабатывался как конкурент моделям Canon 7D и Nikon D300s, и более того, заявляет, что по детализации изображения E-5 не уступает 7D и D300s – несмотря на то, что в нем используется матрица формата 4/3 (а не APS-C, как у конкурентов), и даже несмотря на то, что матрица Canon 7D имеет более высокое разрешение – 18 Мп (против 12 Мп у Olympus E-5 и Nikon D300s).

alt
alt


Все это, конечно, весьма любопытно. Мы планируем сравнить работу Olympus E-5 и Canon 7D, в том числе и детализацию изображения – вероятно, в конце января. А пока займемся не менее интересным исследованием – попробуем оценить эффективность работы оптических стабилизаторов этих двух моделей.

Для начала поясним, о чем вообще пойдет речь. Если вы в курсе, чем различаются принципы стабилизации изображения у Olympus E-5 и Canon 7D – можете смело переходить на следующую страницу.

Одним из важнейших параметров, характеризующих процесс формирования фотографического изображения, является выдержка. Это время, в течение которого затвор камеры остается открытым, и свет попадает через объектив на светочувствительный элемент (на матрицу). В условиях недостаточной освещенности приходится использовать длинные выдержки (дольше оставлять затвор открытым), иначе получится слишком темное изображение.

По мере снижения освещенности, в какой-то момент выдержка становится «слишком длинной» – руки фотографа уже не могут удерживать камеру неподвижной в течение времени экспозиции, и положение камеры изменяется относительно первоначального, вследствие чего получаемое изображение размазывается. Существует популярная формула "выдержка (в секундах) должна быть численно равна единице, деленной на фокусное расстояние объектива (в эквивалентных миллиметрах)", или более короткой. То есть, при фокусном расстоянии объектива, равном 50 экв.мм, желательно использовать выдержку не длиннее, чем 1/50 секунды. Однако это еще ничего не гарантирует – в зависимости от крепости рук фотографа «безопасная выдержка» может варьироваться в весьма широких пределах.

Стабилизаторы изображения призваны минимизировать риск получения смазывания изображения. Эффективность работы стабилизатора оценивается удлинением «безопасной выдержки». Каждое удлинение выдержки в два раза соответствует «одной ступени» экспозиции. Например, если в вышеприведенном примере получаются резкие кадры не при 1/50, а при 1/6 секунды, то это соответствует удлинению выдержки в 8 раз, или эффективности работы стабилизатора в «три экспоступени» (8=2х2х2), или «три стопа».

Классический метод оптической стабилизации основан на сдвиге линз(ы) в объективе. Специальные датчики отслеживают с высокой частотой изменение положения камеры в пространстве. В случае обнаружения перемещения камеры линза сдвигается и ход лучей изменяется, их как бы принуждают попадать на первоначальное место матрицы, в результате смаз уменьшается. Такие системы в настоящее время применяют в своих зеркальных камерах компании Canon и Nikon. Началось это еще в пленочную эру, когда метод сдвига линз в объективе был единственно возможным. Было выпущено много миллионов стабилизированных объективов. Когда началась цифровая эра, компании Canon и Nikon продолжали использовать те же принципы.

Однако с появлением цифровых фотоаппаратов появилась возможность реализовать оптическую стабилизацию другого типа, на сдвиге матрицы. В этом случае объективы в фотосистеме могут быть и не стабилизированными, достаточно иметь стабилизатор в корпусе камеры. Любой установленный объектив автоматически превращается в стабилизированный. Зеркальные камеры с таким принципом стабилизации выпускают компании Olympus, Pentax, Samsung, Sony.

Cтабилизаторы изображения обоих описанных типов относятся к оптическим, поскольку используют общий принцип – изменение положения элементов оптической системы в пространстве, в результате которого изображение объекта на матрице остается неизменным. Просто элементы сдвигаются на разных участках следования лучей: в первом случае – посередине, а во втором случае – на финальном этапе.

Очевидный плюс стабилизаторов на сдвиге матрицы – меньшая стоимость фотосистемы в целом (ведь не нужно платить за стабилизатор в каждом объективе). Однако стабилизаторы на сдвиге линз более эффективны – или, по крайней мере, такое мнение широко распространено.

Мы решили сравнить работу оптических стабилизаторов двух типов. Стабилизацию на сдвиге линзы будет представлять Canon 7D с объективом EF-S 17-55/2.8 IS USM, а стабилизацию на сдвиге матрицы – Olympus E-5 с объективом ZD ED 12-60/2.8-4.0 SWD.

Методика тестирования

Исследование оптических стабилизаторов – дело достаточно нетривиальное. Прежде всего, сложно количественно описать вибрации, привносимые в реальном мире руками фотографа, когда он держит камеру в руках, нажимает на кнопку спуска и делает снимок. Насколько сдвигается камера, как быстро, в каком направлении?..

Очевидно, проводить тесты, попросту держа камеру в руках – это не вариант; слишком велик будет разброс тестового воздействия от снимка к снимку. Хотя, как ни странно, даже авторитетные сайты порой проводят исследования в духе «мы сделали двадцать снимков, держа камеру в руках; из них 15% получились резкими, 20% не совсем резкими, 25% так себе и 40% очень размытыми». Однако, на наш взгляд, для получения более-менее достоверного результата необходимо обеспечить стабильное, воспроизводимое от раза к разу воздействие. Еще лучше, если оно будет регулируемым.

В нашем распоряжении оказался вибростенд, который удовлетворяет если не всем мыслимым требованиям, то многим из них. Он обеспечивает синусоидальные колебания подвижной площадки, на которую закрепляется фотоаппарат, по одной оси (горизонтальной), с фиксированной частотой (6 Герц, или шесть колебаний в секунду). Амплитуда воздействия может регулироваться – от долей миллиметра до нескольких миллиметров.

Следует оговориться, что это не специализированное тестовое оборудование, сертифицированное соответствующими авторитетными органами для проведения испытаний электронной техники. Мы не можем гарантировать, что амплитуда колебаний на нашем стенде составляет, например, 1.2 мм (а не 1.1 или 1.3 мм). Кроме того, фотоаппарат фиксируется на стенде не абсолютно жестко, некоторая минимальная упругая подвижность сохраняется (на самом деле, это и неплохо с точки зрения сохранности тестируемой техники – мы же не хотим, чтобы аппараты развалились на куски, что вполне возможно при слишком жестком воздействии).

Однако вибростенд обеспечивает главное – воспроизводимое воздействие, одинаковое для каждой серии снимков, а также дает возможность изменять амплитуду этого воздействия для новой серии снимков. Поскольку мы будем сравнивать работу оптических стабилизаторов двух аппаратов между собой (а не сравнивать с некими референсными, выверенными данными) – такого стенда вполне достаточно. В конце концов, дрожащие руки фотографа также не обещают произвести на аппарат некое заранее оговоренное воздействие – дрожат, как могут, а уж дело стабилизатора это дрожание отработать.

Графически работу вибростенда можно обозначить следующим образом:

alt

По горизонтальной оси отложено время, по вертикальной – амплитуда колебаний. Период колебаний составляет 1/6 секунды, иначе говоря, за одну секунду вибростенд производит шесть полных колебаний.

Мы не можем синхронизировать начало экспозиции (момент открытия затвора) с конкретной фазой колебаний (например, чтобы экспозиция всегда начиналась в момент прохождения подвижной площадки через ноль). Фотоаппарат делает снимок по срабатыванию таймера автоспуска. Однако на первом этапе испытаний мы можем применить небольшую хитрость. Установим выдержку равной периоду колебания (1/6 секунды).

alt

В этом случае, в какой бы момент времени ни началась экспозиция (обозначенная на графике красным цветом), за 1/6 секунды вибростенд, а с ним и фотоаппарат, выполнит один полный период колебаний. Красный участок на графике может начаться в нулевой фазе колебаний, в момент максимальной амплитуды, или в любой другой фазе – все равно за 1/6 секунды пройдет полный цикл, от края до края.

В первой серии испытаний мы установим значение амплитуды колебаний, равное 0.4 миллиметра (см. выше). В численном выражении амплитуда в доли миллиметра кажется небольшой, однако поверьте, когда так дрожит аппарат весом почти полтора килограмма (с объективом) – это очень даже заметная вибрация. Тем не менее, интуитивно кажется, что стабилизаторы такую вибрацию должны отработать и полностью скомпенсировать. Что ж, проверим!

Далее (см. ниже) увеличим амплитуду колебаний в три раза, до 1.2 миллиметра. Это уже весьма внушительная вибрация, и не факт, что стабилизаторы ее отработают. Выдержку сохраняем равной 1/6 секунды – то есть, по прежнему длительность выдержки в точности соответствует одному полному периоду колебаний.

alt

Далее увеличим амплитуду колебаний еще втрое, до 4 миллиметров. Честно говоря, на камеры смотреть при этом уже немного страшно. Как говорится, колбасит их жутким образом. И почти наверняка стабилизаторы не скомпенсируют такие вибрации. Поэтому мы решаем слегка изменить условия съемки.

Период колебаний у нас, как вы помните, фиксирован и равен 1/6 секунды. Чтобы дать аппаратам шанс отработать сильные вибрации и получить минимально смазанные изображения, укоротим выдержку на порядок, до 1/50 секунды.

alt

Поскольку привязать начало экспозиции к определенной фазе колебания мы по-прежнему не можем, в исследованиях появляется фактор неопределенности. В случае А (см. иллюстрацию) будет произведено воздействие, обозначенное слева, на вертикальной выноске, красным цветом А. В случае В амплитуда воздействия окажется максимальной. В случае С – напротив, минимальной, однако со сменой направления движения. Очевидно, все это привносит в испытания элемент статистики. Мы поступим так: сделаем в каждой серии десять снимков, и отберем четыре лучших из них. Будет очень неплохо, если стабилизаторы смогут обеспечить приличные результаты примерно в половине случаев.

Наконец, четвертая серия будет выполнена в самых тяжелых условиях. Амплитуда также будет максимальна (4 мм), а кроме того, увеличим выдержку до 1/20 секунды. Это составляет почти треть периода колебаний, так что линейный сдвиг может составлять две трети от полной амплитуды (см. случай А внизу), и даже минимальный сдвиг составит около одной четверти (см. случай В).

alt

Каждое из четырех вышеописанных испытаний будем проводить при разных фокусных расстояниях объектива. Для первой пары испытаний используем значения, примерно равные 28, 50 и 88 экв.мм, для двух последних – 50 и 88 экв.мм. Диапазоны фокусных расстояний объективов, которые участвуют в тесте, различаются (у Canon зум 3.2х, а у Olympus 5x), но указанные значения перекрываются обоими объективами.

Расстояние от аппаратов до объекта съемки неизменно и составляет около 1.2 метра.

Сдвиг 0.4 мм, выдержка 1/6 сек

Итак, в первой серии испытаний устанавливаем амплитуду колебаний 0.4 миллиметра. Выдержку делаем равной периоду колебаний (1/6 секунды).

В этом случае, в какой бы момент времени ни началась экспозиция (обозначенная на графике красным цветом), за 1/6 секунды вибростенд выполняет один полный период колебаний.

alt

Проводим три серии испытаний – при фокусных расстояниях объективов, равных 27-28 эквивалентных миллиметров, 48-50 экв.мм и 88-90 экв.мм.

Фрагменты полученных снимков, в масштабе 1:1, группируем по четыре штуки, следующим образом. Сначала – снимок без вибрации и с отключенным стабилизатором. Это как бы идеал, который камера обеспечивает в данных условиях.

Далее (справа) включаем тестовую вибрацию, но стабилизатор по-прежнему отключен. Этот фрагмент позволяет оценить, насколько смазанным был бы снимок, если бы в нашем распоряжении не было никаких стабилизаторов. Мы делали несколько дублей для каждых условий испытания, и в данном случае различия в картинке от дубля к дублю были минимальны, то есть правильность нашей изначальной концепции подтвердилась – выдержка, равная периоду колебаний, обеспечивает высокую повторяемость результата от раза к разу.

Третий и четвертый кроп – это фрагменты снимков при включенном стабилизаторе. Делалось несколько дублей, и мы в каждом случае отобрали пару «типичных» кадров; в данном случае кадры почти не отличались друг от друга.

Начинаем с широкого угла (27-28 экв.мм). Сначала делаем снимки аппаратом Canon 7D (стабилизация в объективе)...

alt

Далее делаем снимки аппаратом Olympus E-5 (стабилизация на сдвиге матрицы). Масштаб изображения несколько меньше (хотя фокусные расстояния практически равны), потому что разрешение кадра у Olympus E-5 ниже.

Кстати говоря, о разрешении двух аппаратов мы сейчас ни в коем случае не говорим. Значения разрешения, которые вы видите на тестовой мишени, использоваться для каких-либо количественных оценок не могут, поскольку мы не проводили точное кадрирование по мишени. Это просто объект, в данном случае использованный для оценки работы стабилизаторов. К разрешению мы, надеюсь, еще вернемся – но уже не в рамках этого обзора.

alt

Что ж, обе камеры блестяще справились с первым испытанием. Стабилизаторы практически полностью отработали вибрацию, и на снимках со включенной стабилизацией смаза почти совсем не видно, как будто и не было никакой вибрации.

Далее сохраняем характер воздействия, но используем бОльшие значения фокусного расстояния (48-50 экв.мм).

alt

Выше был Canon 7D, теперь то же для Olympus E-5...

alt

Хотя за счет увеличения фокусного расстояния масштаб изображения крупнее, стабилизация по-прежнему позволяет получить практически несмазанную картинку! Отличный результат.

Далее ставим 88-90 экв.мм.

alt

На кадрах, сделанных с вибрацией, но без стабилизатора, видно, что хотя воздействие прикладывалось к вибростенду в горизонтальной плоскости, смазывание изображения происходит по диагонали – не только влево-вправо, но и одновременно вверх-вниз. Это происходит потому, что, как мы уже говорили в разделе Методика испытаний, аппараты закреплены не абсолютно жестко, а с сохранением минимальной упругой подвижности (из соображения их сохранности). Поскольку в данной серии воздействие в горизонтальной плоскости минимально (0.4 мм), на его фоне становится заметной и сопутствующая вертикальная составляющая подвижности. В последующих сериях, когда горизонтальное воздействие увеличится в несколько раз, вертикальное перемещение будет вносить гораздо меньший вклад в общую картину. Хотя, собственно говоря, пусть вносится, что вносится; главное для нас – это повторяемость воздействия от разу к разу и от камеры к камере, а это условие выполняется.

alt

Опять же обе камеры отработали очень хорошо, хотя в данном случае, при максимальном зуме, смазывание изображения уже компенсируется не полностью.

Главный вывод этой страницы – стабилизаторы обоих типов прекрасно справились с минимальными вибрационными воздействиями, амплитуда которых исчислялась долями миллиметра.

Сдвиг 1.2 мм, выдержка 1/6 сек

Во второй серии испытаний амплитуда колебаний увеличена в три раза, до 1.2 миллиметра. Это уже весьма внушительная вибрация. Выдержку сохраняем равной 1/6 секунды – то есть, по-прежнему длительность выдержки в точности соответствует одному полному периоду колебаний.
alt
Опять же, используем три значения фокусного расстояния. В данном случае амплитуда воздействия (1.2 мм) уже настолько велика, что совсем без использования стабилизатора получить хоть приемлемые снимки нереально, и стабилизатор становится совершенно необходим.

Сначала Canon 7D...

alt

...далее Olympus E-5.

alt

В данных условиях стабилизаторы уже не полностью компенсируют смаз. Есть ощущение, что Canon 7D справляется с задачей лучше.

Переходим к следующему значению фокусных расстояний (48-50 экв.мм).

alt

Теперь Olympus E-5...

alt

Опять же, есть ощущение, что Canon 7D справляется лучше. Однако следует отметить разный характер изображения. В случае Canon 7D видим общую размытость, как бы расфокусированность. А у Olympus E-5 изображение двоится (что соответствует, по-видимому, нахождению вибростенда в крайних фазах по амплитуде). Но если взглянуть на вертикальные линии в левом верхнем углу, то в случае Olympus-5, несмотря на это «двоение», достаточно четко видно, что линий пять. А у Canon 7D (особенно на фрагменте «Стабилизатор кадр 2») это не так очевидно.

Переходим к максимальному зуму (88-90 экв.мм).

alt

Выше был Canon 7D, далее Olympus E-5.

alt

Здесь уже без всяких оговорок Canon 7D справляется лучше. Изображение не абсолютно резкое, однако «двоение» у Olympus E-5 выглядит непривлекательно.

Делаем вывод, что стабилизатор в объективе эффективнее? Нет, не торопитесь. На следующей странице увидите, что все далеко не так однозначно.

Сдвиг 4 мм, выдержка 1/50 сек

Увеличиваем амплитуду колебаний еще втрое, до 4 миллиметров. При этом несколько изменяем условия съемки.

Период колебаний у нас, как вы помните, фиксирован и равен 1/6 секунды. Чтобы дать аппаратам шанс отработать сильнейшую вибрацию и получить минимально смазанные изображения, укорачиваем выдержку до 1/50 секунды.

alt

Поскольку привязать начало экспозиции к определенной фазе колебания мы по-прежнему не можем, в исследованиях появляется фактор неопределенности. В случае А (см. иллюстрацию) будет произведено воздействие, обозначенное слева, на вертикальной выноске, красным цветом А. В случае В амплитуда воздействия окажется максимальной. В случае С – напротив, минимальной, однако со сменой направления движения. Очевидно, все это привносит в испытания элемент статистики. Мы делаем в каждой серии десять снимков и для демонстрации отбираем четыре лучших из них (названные «Стабилизатор кадр 1, 2, 3, 4»). Остальные шесть снимков, соответственно, получились хуже. Однако если стабилизаторы смогут обеспечить приличные результаты в четырех случаях из десяти –  это будет очень неплохим результатом, ведь это почти половина случаев. На практике это будет означать, что если мы сделали бы два-три кадра, получили бы хороший шанс добиться несмазанного снимка. Однако справятся ли стабилизаторы?

alt

Что ж, результаты Canon 7D выглядят весьма неплохо. Если вам покажется, что соотношение «1/50 секунды при 50 экв.мм» как раз соответствует классической формуле «безопасной выдержки», и поэтому неудивительно, что картинка резкая (или почти резкая) – то позволим себе напомнить, что условия съемки очень и очень тяжелые. Вибрация с амплитудой в 4 миллиметра с частотой 6 Герц намного превышает то дрожание камеры, которое получается у нас в реальных условиях при съемке с рук. Так что даже удивительно, какой эффект дает использование стабилизатора.

alt

Olympus E-5 удивил еще сильнее. Некоторые снимки получились не то чтобы «неплохими», а просто великолепными. Вибрации практически полностью скомпенсированы, словно их и не было. Можно предположить, что сложившееся в данной серии снимков соотношение амплитуды колебаний, их частоты и фокусного расстояния объектива оказалось оптимальным для работы оптического стабилизатора, когда он смог продемонстрировать свои лучшие качества.

Далее устанавливаем фокусное расстояние 88-90 экв.мм. Масштаб изображения при этом максимален. Неудивительно, если стабилизаторы со смазыванием уже не справятся.

alt

Далее Olympus E-5...

alt

Оба типа стабилизаторов уже не смогли полностью избавиться от смаза. Которая из камер отработала лучше? Можете посмотреть и сделать выводы самостоятельно.

Наконец, на следующей странице вибрационное воздействие будет максимальным.

Сдвиг 4 мм, выдержка 1/20 сек

Четвертая серия наших испытаний выполняется в самых тяжелых условиях. Амплитуда вибраций максимальна и составляет 4 миллиметра (частота, как и во всех тестах, равна 6 Герцам). Кроме того, увеличиваем выдержку до 1/20 секунды, что составляет почти треть периода колебаний. Линейный сдвиг может достигать двух третей от полной амплитуды (см. вариант А на графике), и даже в лучшем случае минимальный сдвиг составит около одной четверти от полной амплитуды (см. вариант В на графике).

alt

Как и в прошлой серии (на предыдущей странице), сначала мы показываем смазывание изображения, которое получается без использования стабилизатора. Далее делаем десять снимков с включенным стабилизатором, каждой камерой при каждом значении фокусного расстояния, и отбираем для демонстрации четыре лучших кадра из этих десяти.

alt

Выше был Canon 7D, ниже Olympus E-5.

alt

Наконец, последняя серия – самые тяжелые условия. Амплитуда вибраций максимальна, выдержка длинная, фокусное расстояние также наибольшее из протестированных.

alt

Один кадр из десяти («Стабилизатор кадр 4») получился-таки у Canon 7D вполне приличным! Далее посмотрим Olympus E-5.

alt

Можно сказать, что в этой, последней, серии Canon 7D отработал лучше. Хотя по большому счету, обе системы стабилизации обработать столь сильные воздействия уже не в состоянии. Не стоит винить камеры за это. Взгляните еще раз на фрагменты «Сдвиг 4.0 мм, Без стабилизации» – слишком уж в тяжелые условия мы их поставили.

Выводы

Честно говоря, хотелось бы в этом сравнительном тесте вообще не делать никаких выводов. Слишком уж тонкую материю мы затрагиваем. Стабилизаторы можно подвергать самым разным воздействиям, создавать для аппаратов самые разные условия, а чтобы сделать всесторонне обоснованные выводы, по идее, нужно набрать огромную статистику. Наши же эксперименты носят достаточно узкий и ограниченный характер.

Тем не менее, уж что получилось, то мы вам и показали. Каждый может сделать собственные выводы. Мы позволим себе высказать лишь самые общие соображения.

Прежде всего, стабилизаторы изображения доказали свою полезность. Казалось бы, даже смешно говорить об этом, вроде бы, совершенно очевидный факт, однако нет – нередко приходится слышать мнение, что «мне стабилизатор не нужен, я и без него прекрасно обхожусь». Можно согласиться, что в большинстве случаев, при хорошем освещении, стабилизатор действительно не нужен. А в слишком суровых условиях он уже не поможет. Однако в пограничных ситуациях, при определенных сочетаниях освещенности, фокусного расстояния и допустимых значений ISO, стабилизаторы очень даже помогут получить более качественные снимки. И в целом отрицать их полезность, на наш взгляд, довольно странно.

Пожалуй, в нашем тесте стабилизация на сдвиге линз в объективе показала себя в целом чуть лучше, чем на сдвиге матрицы. Однако были и обратные ситуации. И уж во всяком случае, на основании проведенных испытаний мы не можем сделать вывода, что стабилизация в объективе эффективнее, причем намного (как это нередко формулируется). Чуть лучше – может быть. Однако мы помним, что и у стабилизации на сдвиге матрицы есть определенные плюсы.

Думаю, что жирную точку ставить пока рано, и мы еще вернемся к этой тебе. У нас есть предварительная договоренность с одним из научно-исследовательских институтов о проведении испытаний на сертифицированном вибростенде – где регулируется не только амплитуда, но и частота воздействия, причем все значения задаются с гарантированной точностью. Если удастся решить некоторые технические и организационные проблемы – испытания оптических стабилизаторов продолжатся!

Кроме того, вибростенд, который мы использовали для написания этого обзора, остается в нашем распоряжении. Так что в принципе, мы можем оценивать с его помощью эффективность оптических стабилизаторов и других моделей, которые будут у нас на тестировании – причем не только зеркальных, но и беззеркальных, и компактных – если ваши отклики покажут, что тема в принципе интересна.

А пока – всего наилучшего! С Новым Годом еще раз, и с Рождеством!

 


Разные мнения

Вас может также заинтересовать:

17 ноября 2018

17 ноября 2018

Высококачественный объектив типа «фишай» для работы в любых жанрах, требующих широкоугольной оптики (от широких панорам до интерьеров просторных залов). Угол поля зрения 180° (полнокадровый), 110° (APS-C), фокусное расстояние, с учетом кроп-фактора, 24 мм. Большая глубина резкости, многослойное просветление линз, четыре встроенных фильтра, минимальная дистанция фокусировки 20 см.

17 ноября 2018

Как и любой товар компании Canon, телезум-объектив серии L - Canon EF 70-200 mm f/4 L USM непревзойденно высокого качества и оснащен постоянной светосилой f/4. Приятным является и то, что вес и габариты удивительно малы, но технические характеристики завидно солидны. Так, объектив имеет систему внутренней фокусировки, ультразвуковой привод USM, который обеспечивает быстроту и бесшумность автоматического наведения резкости.