¿Cómo hacen las cámaras para estabilizar la imagen que captan?

Hoy en día, desde las webcam de PC hasta las cámaras integradas en los smartphones y pasando por las cámaras réflex o las cámaras de acción tienen estabilización de imagen, un aspecto fundamental para obtener grabaciones nítidas y que por supuesto dependen del hardware. En este artículo te vamos a contar en qué consiste la estabilización de imagen de las cámaras y cómo funciona para que puedas tener un entendimiento más profundo de lo que implica.

El desenfoque de movimiento causado por las vibraciones en la cámara puede llegar a ser muy frustrante para cualquiera, especialmente cuando se utiliza zoom para acercar la imagen. Si alguna vez has intentado tomar una foto sosteniendo la cámara a pulso con velocidades de obturación bajas, sabrás exactamente a lo que nos referimos, aunque incluso en una webcam de PC esto se nota por las pequeñas vibraciones que el PC o nuestros brazos apoyados sobre la mesa provocan. Entonces, ¿cómo aun así se logran obtener fotos o vídeos nítidos? Tienes tres opciones: usar un trípode sobre el suelo, aumentar la velocidad del obturador… o aprovecharte de la tecnología de estabilización de imagen.

¿Qué es la estabilización de imagen?

Logitech StreamCam

La estabilización de imagen es una tecnología especializada integrada en el hardware de las cámaras, y más concretamente en sus lentes, que ayuda a minimizar el desenfoque causado por el movimiento o las vibraciones. Los diferentes fabricantes llaman a esta tecnología de diferentes maneras, como por ejemplo en las cámaras:

  • Canon: Image Stabilization (IS).
  • Nikon: Vibration Reduction (VR).
  • Tamron: Vibration Control (VC).
  • Sigma: Optical Stabilization (OS).
  • Sony: Optical Steady Shot (OSS).
  • Pentax: Shake Reduction (SR).

Independientemente del nombre, la tecnología tiene el mismo efecto y es similar en todos los fabricantes. El beneficio es que permite capturar una fotografía o vídeo de manera mucho más nítida a una velocidad de obturación más lenta o sin trípode que mantenga la cámara fija. Habilitar una obturación más lenta significa obtener una mejor calidad de imagen porque podrás utilizar un valor ISO más bajo (menos ruido).

Estabilización en la lente de la cámara

Estabilización de imagen esquema

La estabilización de imagen basada en lentes funciona a través de un elemento que se llama lente flotante. La vibración (o movimiento de la cámara) se detecta mediante sensores giroscópicos, y la lente se mueve en consecuencia para paliar los efectos. Muchas lentes a menudo incorporan un modo panorámico que permite la estabilización solo en el efe vertical para permitir imágenes panorámicas estables, pero no tienen efecto en el eje horizontal.

Este tipo de estabilización de imagen tiene algunas ventajas con respecto a la integrada en el hardware, especialmente en distancias focales más largas y en cámaras DSLR más antiguas. Por ejemplo, el enfoque automático de una cámara es más preciso cuando la imagen ya está estabilizada, y además mientras tomas la imagen la verás también ya estabilizada, lo que permite captar mejor los detalles de la imagen o vídeo que vas a tomar de antemano; de lo contrario, verías una imagen más temblorosa y poco detallada a la hora de tomarla.

Esta tecnología también tiene algunas desventajas, como que solo se puede contrarrestar el efecto de movimiento en los ejes horizontal y vertical, lo que significa que no se puede detectar ni estabilizar ninguna forma de efecto de rotación. La segunda desventaja es el coste, ya que cada lente debe estar equipada con su propio sistema de estabilización de imagen en lugar de que esta tecnología esté integrada en el hardware de la propia cámara, y el coste de las lentes es mayor.

Estabilización en el hardware de la cámara

Estabilización de imagen por hardware

La estabilización de imagen por hardware generalmente funciona a través de la tecnología de cambio de sensor. Si bien la tecnología en sí es bastante sofisticada, el concepto es muy simple: el sensor se mueve para contrarrestar el movimiento de la cámara, similar al elemento flotante en la estabilización basada en la lente. Los sensores giroscópicos dentro de la cámara detectan el movimiento y envían la información a los actuadores que mueven el sensor de imagen de la cámara en la dirección opuesta.

La diferencia es que el cambio de sensor también puede contrarrestar el movimiento de rotación, y de hecho la mayoría de la tecnología de estabilización de imagen está basada en sensores y funciona en cinco ejes: horizontal, vertical, balanceo, cabeceo y guiñada. Los ejes horizontal y vertical son cuando la cámara se mueve hacia arriba y hacia abajo o hacia izquierda y derecha. El balanceo es cuando la cámara gira a lo largo del eje horizontal, mientras que el cabeceo es cuando lo hace en el vertical, hacia arriba o hacia abajo. El guiñado es cuando la cámara se inclina a izquierda o derecha.

La ventaja obvia de este tipo de estabilización son los tres ejes adicionales de compensación; poder tener en cuenta la rotación significa que la estabilización por hardware es generalmente más versátil y precisa que la estabilización basada en lentes. También significa que la cámara no tiene que incluir lentes con esta función, por lo que la fabricación es también más barata y, además, más ligera.

La estabilización basada en sensores también ha llevado al advenimiento de otras capacidades útiles de la cámara, como los modos de rastreo de rostros, algo muy útil en una webcam o en la cámara selfie de tu smartphone. Además, con la ayuda de un módulo GPS, también está el modo de rastreo de estrellas (como el Astrotracer de Pentax) que permite a la cámara usar el sensor para rastrear la rotación de la Tierra, lo que significa que se pueden usar tiempos de exposición mucho más altos durante la astrofotografía.

No obstante, este método tiene la desventaja de no estabilizar la vista a través del visor óptico, lo que significa que al tomar la imagen o vídeo podríamos verlo borroso aunque luego la imagen salga bien. Esto no es un problema en las cámaras modernas, ya que el visor electrónico toma la imagen directamente del sensor y por lo tanto la imagen ya estará estabilizada.

Estabilización de imagen digital

Digital image stabilization

La estabilización de imagen digital, también conocida como estabilización electrónica o por software, se utiliza en algunas cámaras, principalmente de vídeo. Esta técnica analiza cada cuadro del vídeo en busca de movimiento y los desplaza píxel a píxel para producir un vídeo estable, reduciendo la vibración de la cámara y haciendo que el vídeo salga más nítido. Esto mismo se puede hacer directamente por software, como por ejemplo con Adobe Premiere.

Una desventaja de esta técnica es que requiere recortar el tamaño de la imagen para lograrlo, ya que los píxeles fuera del marco deben usarse como búfer y deben recortarse para permitir la estabilización. Generalmente, cuanto mayor es la vibración o movimiento, mayor es el recorte y menor la resolución.

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