Андрей Смирнов
Время чтения: ~9 мин.
Просмотров: 3

» Стабилизация движения камеры: гимбалы против стедикамов

fit_960_530_false_crop_1200_869_0_0_q90_76082_11a806243b.jpeg

В данной статье мы расскажем вам, что такое Gimbal и что вы можете с ним сделать. Gimbal – это английский термин для обозначения карданного подвеса. Он описывает конструкцию, являющуюся видом внешнего стабилизатора изображения для вашей камеры.

favicon-180x180.png

Многие устройства такого рода, особенно экшен-камеры, из-за своей области применения стабилизации изображения не имеют. В этом случае вы можете установить карданный подвес дополнительно, чтобы стабилизировать процесс съемки.

  • Помимо применения в качестве опоры для экшен-камеры, Gimbal может стабилизировать, например, и цифровую зеркальную камеру. Для этого очень часто используются так называемые плавающие штативы, которые в принципе функционируют так же, как и карданные подвесы.
  • Физическое объяснение процесса заключается в том, что карданный подвес представляет собой конструкцию, в которой закрепленное тело может вращаться во все стороны без того, чтобы передавать это вращение всей системе.

Области применения Gimbal

  • Зачастую многие посетители различных выставок хотят сделать как можно более профессиональные снимки и видеозаписи. Для этого можно воспользоваться отдельными наборами, которые включают в себя Gimbal вместе со специальным жилетом. К этому жилету прикрепляется некоторый вид плавающего штатива, на конце которого есть еще и небольшая «рука», к вершине которой можно прикрепить камеру и вести панорамную съемку. За счет карданного подвеса к жилету даже при ходьбе вибрации существенно уменьшаются, позволяя получить «спокойное» видео.
  • Тем временем все более популярным становится стремление записать видео для родных и друзей при катании на велосипеде или вообще во время занятий спортом. Но, поскольку многие экшен-камеры не обладают интегрированным стабилизатором изображения, для стабилизации видео рекомендуется использовать Gimbal. Конечно, соответствующее крепление получается чуть больше по размерам, зато так можно снять «стабильное» видео даже при скоростном спуске на велосипеде.
  • Много карданных подвесов производится специально для закрепления на дронах. И хотя некоторые дроны имеют бортовые камеры, в большинстве случаев они оказываются не очень хорошими. Поэтому многие люди идут другим путем и покупают себе экшен-камеру с соответствующим штативом. Так как дрон не всегда летает по прямой и постоянно подергивается в воздухе, Gimbal будет очень полезен, поскольку он сглаживает еще и инерционные колебания, вызываемые самой камерой.

Поделиться ссылкойec309fb74e342b35166a4be332670df6.png Выставите любой палец левой руки вперед. Давайте, не стесняйтесь, никто не будет над вами смеяться. Это нужно для важного эксперимента. Выставили? Теперь представьте что вы — это ваш палец (ну и бред). Повернитесь под прямым углом направо, затем наверх, и наконец налево. Где вы оказались? Правильно, в том же месте, но уже на спине. С некоторой натяжкой именно так работает вращение с помощью углов Эйлера. Немного непредсказуемо и неудобно, не правда ли? Углы Эйлера имеют несколько недостатков, но есть одно особенно нехорошее свойство из-за которого вы не захотите с ними связываться. Его имя — Gimbal lock. В русском языке gimbal lock называют по-разному: шарнирный замок, блокировка осей, складывание рамок. К сожалению, по запросам в поисковике с такими ключевыми словами выдаётся много мусора, а статья в Википедии оставляет желать лучшего, поэтому я сам расскажу вам об этом феномене и предложу как с ним бороться.Внимание! Заходя под кат вы подвергаетесь риску поломать голову. Для начала напомню что такое углы Эйлера. Вы наверное помните, что это что-то вроде набора из трёх углов вращения вокруг осей X, Y и Z? Не совсем так. Предположим, вы хотите повернуть некий объект, и у вас есть набор конечных углов (X: 45°, Y: 45°, Z: 45°). Один из подвохов эйлеровых углов — необходимость выбора какого-то одного порядка поворотов. Если сначала повернуть на 45° вокруг оси X, затем вокруг Y и в конце вокруг Z, то получится результат как на левой половине картинки снизу. Если порядок будет Z-X-Y, то результат будет другой, как на правой половинке.На самом деле…На самом деле выше описаны не просто углы Эйлера, а углы Тэйта — Брайана. Эйлеровы углы имеют много сбивающих с толку вариаций, в одних из которых нужно вращать вокруг глобальных осей, в других оси поворачиваются после каждого шага, в третьих оси всегда закреплены на самом объекте и двигаются вместе с ним. Ко всему прочему добавляется разный порядок поворотов. Если есть возможность — не пользуйтесь углами Эйлера. От выбора порядка поворотов зависит место появления шарнирного замка. Что же это такое? Возьмём к примеру такой порядок поворотов: Z-X-Y. Если вращение вокруг оси X будет равно 90° или -90°, то вращения вокруг Z и Y будут «есть» друг друга и останется только огрызок от большего из вращений. Например (X: 90°, Y: 90°, Z: 90°) превратится в просто (X: 90°, Y: 0°, Z: 0°). Внимание на иллюстрацию. Так же можно подставить (X: 90°, Y: 130°, Z: 140°) или (X: 90°, Y: 30°, Z: 40°), но в результате всё равно будет получаться (X: 90°, Y: 0°, Z: 10°). Немного не интуитивно, вам не кажется? Это всё из-за шарнирного замка. Когда вращение вокруг оси X становится равным 90° или -90°, ещё не использованная локальная ось вращения Y становится параллельной оси Z, но с обратным направлением, поэтому вращение вокруг неё вступает в конфликт с предыдущим вращением вокруг Z. *Бдыщ!* Это взорвались головы особо впечатлительных читателей. Поясню то же самое со стрелочками. Когда оси совпадают, теряется одна степень свободы. Это и есть шарнирный замок. Вы хотите сделать поворот, но у вас не хватает осей, чтобы его осуществить. Шарнирный замок появляется в середине иерархии поворотов. Если использовать порядок X-Y-Z или Z-Y-X, то поворот направо или налево будет заклинивать анимацию. Поскольку такой поворот встречается гораздо чаще чем, например, поворот в сторону зенита или надира, то во многих программах используют последовательность Z-X-Y. Такая иерархия поворотов используется в Unity3d, правда внутри все вращения всё равно хранятся в кватернионах. Что такое кватернионы? Об этом лучше рассказать отдельно. Кватернионы и матрицы вращения это один из способов избежать шарнирного замка. Также существуют хитрые алгоритмы, которые плавно обходят замок стороной, но это отражается на качестве анимации. Лучше всего использовать углы Эйлера только для простых случаев: пропеллеры, колёса, маятники. Иногда можно поменять иерархию поворотов, но тогда всё равно придётся помнить о замке. По ссылкам ниже можете посмотреть интерактивную демонстрацию шарнирного замка на примере гироскопа. С ним понять иерархию поворотов и ситуации с замком намного проще.WebGL | Windows | Linux | Mac | Исходники на GitHubСкриншоты для всех остальныхhabrastorage.org/storage2/800/f9b/549/800f9b54918bfb0c563abafeed43f741.pnghabrastorage.org/storage2/43a/0d2/39c/43a0d239c61201b09edc739f7a0f9e92.pnghabrastorage.org/storage2/f97/fae/c76/f97faec763796d67e0bfd94df9e18644.pnghabrastorage.org/storage2/0db/c9f/6b4/0dbc9f6b4da28516ef1ee1e3382f5bcb.png Мышкой вращать сцену, Esc — выход, остальные кнопки указаны на экране. Для пользователей Linux: Сделайте файл GimbalLock исполняемым с помощью «chmod +x GimbalLock» и запускайте.

Свежие комментарии

Архивы

<label>Архивы</label>

Стабилизация движения камеры: гимбалы против стедикамов

16.05.2019 от Cinemadslr

Каждый кинематографист стремиться к тому, чтобы при съемке движение камеры было плавным. Давайте рассмотрим два основных варианта стабилизации отснятого материала во время кинопроизводства.

И Steadicam, и Gimbal (например, Movi или Ronin) устранят дрожание вашего изображения с камеры, но они делают это по-разному. Давайте посмотрим на различия между ними и как лучше использовать каждый тип стабилизатора.

Steadicam был изобретен в 1975 году, чтобы освободить 35-мм пленочную камеру от тележки или штатива. Он быстро получил Оскар за технические инновации, и он все еще появляется на съемочных площадках 45 лет спустя. Это механическое решение, и, поскольку оно опирается на инерцию, для плавного движения ему необходима большая полезная нагрузка. Часть, которая держит камеру — салазки — также держит монитор и батареи.

Оператор носит жилет, чтобы распределить вес по плечам и бедрам, и соединяет салазки камеры с изоэластичной рукой (с рядом пружин), которая изолирует его движения от камеры.

Электронный стабилизатор

Гимбал, впервые популяризированный компанией Movi в 2013 году, представляет собой электронное устройство. Технология появилась много лет назад в вертолетных опорах и крановых манипуляторах. Тем не менее, только когда появились цифровые кинокамеры весом менее 4.5 кг., подобные стабилизаторы стали популярными. Гимбал измеряет положение камеры сотни раз в секунду, и когда он обнаруживает движение, он задействует двигатели для перемещения в равной степени в противоположном направлении, тем самым сводя на нет дрожание.

Гимбалы становятся легче, сильнее и способнее с каждым годом, в то время как Steadicam остается в основном тем же самым четыре десятилетия спустя. Итак, каковы относительные сильные и слабые стороны каждого?

Гимбалы дешевле, быстрее настраиваются и проще в использовании. Заметьте, быстрее и проще, а не быстро и легко.  Требуется время и практика, чтобы стать опытным пользователем, особенно с более тяжелыми камерами. Movi Pro или Ronin 2 обойдутся вам примерно в 6 500 долларов. Вам также могут понадобиться несколько других аксессуаров, таких как батареи и крепления, но вы, вероятно, потратите менее 8000 долларов. Полная установка Steadicam обойдется вам в 45 000 долларов, но вы можете нанять оператора с собственной установкой за меньшие деньги.

Одна вещь, которую стедикам компенсирует, а гимбал нет — это тряска при движении оператора. При ходьбе с электронным устройством вам нужно согнуть колени и сделать то, что обычно называют «утиной прогулкой» — шаффл, снимающий вертикальную качку. Это ограничивает, насколько быстро вы можете двигаться, сохраняя при этом движение плавным.

Steadicam

Steadicam — несмотря на то, что он более дорогой, требует больше времени на настройку и требует больше навыков — имеет преимущества перед электронным стабилизатором. Поскольку Steadicam не поддерживается полностью руками оператора, движение камеры может быть длиннее, и оператор может сделать больше дублей подряд.

Steadicam, будучи механическим, не нуждается в батареях и не имеет электронных проблем, таких как обновление прошивки. Многие съемки с электронного стабилизатора заканчивались слезами, когда программное обеспечение выходило из строя и не могло быть перезапущено.

Гибридное будущее

Можно отметить, что в последние годы появились гибридные системы, которые пытаются комбинировать элементы обоих стабилизаторов — гимбал на стедикаме, похожий на руку. Это дает вам как лучшее из обоих систем, так и худшее. Они дороже и требуют гораздо больше времени для установки, чем любая другая система. Но, когда они работают, они могут делать снимки, которые раньше считались невозможными. У ARRI есть система под названием Trinity, которая может делать удивительные вещи. Цена: 65 000 долларов.

Обе системы имеют разные сильные и слабые стороны. Таким образом, если вы заранее планируете свою съемку, будете знать, какое движение вам нужно сделать. Если вы хотите снимать на тяжелую камеру в течении продолжительного времени, вам нужен Steadicam. Если камера компактная и легкая, и вы планируете снимать в течении нескольких минут, лучше использовать электронный стабилизатор.

Рубрики: Видео, Стабилизаторы, Стедикам|Комментариев нет »

incinemadslr.ru Copyright 2010-2014. Cinema DSLR. All rights reserved.

Используемые источники:

  • https://ichip.ru/sovety/chto-takoe-stabilizator-dlya-kamery-gimbal-obyasnyaem-po-prostomu-112415
  • https://habr.com/post/183116/
  • http://www.cinemadslr.ru/2019/05/16/stabilizacija-dvizhenija-kamery-gimbaly-protiv-stedikamov/

Рейтинг автора
5
Подборку подготовил
Максим Уваров
Наш эксперт
Написано статей
171
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации