Qué es el estabilizador óptico de imagen y cómo funciona

Los sistemas de estabilización de imagen de las cámaras pueden corregir los pequeños movimientos y vibraciones de la cámara, por ejemplo cuando se dispara a mano alzada.

Foto: Prachanart Viriyaraks (CC BY 2.0)

Cuando hacemos una foto la situación ideal sería aquella en la que tanto la escena como la cámara están completamente inmóviles durante el tiempo que está abierto el obturador.

Si los objetos de la escena se mueven durante el proceso, la foto saldrá movida. Aunque si la velocidad de obturación es lo suficientemente alta (tiempo que está abierto el obturador suficientemente pequeño) el efecto será prácticamente imperceptible.

Si la cámara se mueve durante el tiempo que está abierto el obturador, la foto saldrá trepidada.

En una foto movida, el sujeto en movimiento aparece con una especie de estela fantasmal, mientras que el fondo estático sale nítido. En algunos casos este efecto es buscado, para dar sensación de velocidad y de escenas dinámicas.

En una foto trepidada toda la escena sale movida, ya que es la cámara la causante del problema.

La velocidad de obturación es un factor muy importante. Como hemos comentado para las escenas con movimiento, si la velocidad de obturación es lo suficientemente alta también el efecto de la trepidación llega a ser imperceptible.

 

Causas de la trepidación y regla empírica

La causa más frecuente es disparar a pulso con una velocidad de obturación insuficiente.

La regla empírica dice que hay que disparar (a mano alzada) con una velocidad de obturación mínima que corresponde con 1 dividido por la distancia focal que se está usando.

Por ejemplo, si tenemos un objetivo de 100mm, la velocidad mínima (tiempo máximo de exposición) sería 1/100,  y a partir de ahí cuanta más alta sea la velocidad que pongamos mejor.

En el caso de cámaras con factor de recorte (sensor no full frame) se suele usar la distancia focal equivalente para el cálculo mental. Por ejemplo, ese mismo objetivo de 100mm en una cámara APS-C con factor 1.6 daría una focal ‘equivalente’ de 160mm y una velocidad mínima de 1/160. Con cámaras APS-C y factores de recorte pequeños da un poco igual porque hay poca diferencia, pero con cámaras compactas con factor de recorte grande sí hay que tener en cuenta que hay que usar mentalmente la focal equivalente (de hecho, la mayoría de estas cámaras nos dan información sobre la focal equivalente y no sobre la focal real de su objetivo).

La trepidación debida al pulso del fotógrafo depende de muchos factores (pulso, postura al disparar, forma de apretar el disparador, condiciones externas, etc.). Siempre que podamos tenemos que elegir una velocidad superior a ese mínimo para tener un margen de seguridad razonable. Y si no podemos usar una velocidad suficientemente alta es necesario usar trípode (o monopie, o colocar la cámara en una superficie estable, etc..)

Otras causas comunes de trepidación:

  • Incluso disparando con trípode, el viento puede hacer vibrar ligeramente la cámara. Por eso interesa tener un buen trípode que aporte rigidez. Muchos trípodes incluyen un gancho en la parte inferior para colgar la mochila o algún tipo de peso para conseguir más estabilidad.
  • El hecho de apretar el botón del disparador puede generar un movimiento indeseado en la cámara. Para fotografía de media y larga exposición es recomendable usar un disparador externo (muchas cámaras actuales incluyen la posibilidad de controlar el disparo desde un dispositivo móvil) o podemos usar el temporizador de disparo que incluyen todas las cámaras.
  • En las réflex el movimiento del espejo al levantarse genera una pequeña vibración que también puede afectar, sobre todo en fotografía de larga exposición. Todas las cámaras réflex tienen la opción de bloquear el espejo manualmente (en la posición abierto) justo antes de hacer el disparo.
 

Estabilizadores ópticos de imagen

Los sistemas de estabilización intentan compensar los pequeños movimientos y vibraciones de la cámara para que la imagen que llega al sensor permanezca estable mientras el obturador está abierto.

Los fabricantes le dan diferentes nombres en función de la tecnología utilizada o simplemente por razones comerciales:  IS (image stabilization), O.I.S. (optical imagen stabilization), VR (vibration reduction), OS (optical stabilization), SteadyShot…

En fotografía se utilizan básicamente dos tipos de sistemas:

  • Estabilizador óptico integrado en el objetivo
  • Estabilización mecánica en el sensor de la cámara

El estabilizador integrado en el objetivo funciona normalmente mediante una lente flotante. El movimiento de la lente está controlado electrónicamente y responde rápidamente a los pequeños movimientos (trepidación) de la cámara para compensarlos. Los rayos de luz son desviados por esa lente intermedia lo suficiente para que incidan sobre el punto que les correspondería en el plano del sensor si la cámara hubiese estado totalmente inmóvil.

 

 

 

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El estabilizador integrado en el sensor funciona de forma similar pero en este caso es el sensor el que se desplaza ligeramente para compensar los movimientos de la cámara.

 

¿Estabilizador en el cuerpo o en el objetivo?

Cada sistema tiene sus ventajas y sus inconvenientes. Tienes que valorar qué sistema se adapta mejor a tus circunstancias o a tu tipo de fotografía. En última instancia piensa que es un sistema de ayuda, no es una características sin la cual no puedas hacer fotos.

Estabilización en el objetivo – Ventajas:

  • El estabilizador integrado en el objetivo está optimizado para ese objetivo en concreto, para la focal o focales en las que trabaja.
  • Aunque es muy difícil de evaluar porque intervienen muchísimos factores, la estabilización en el objetivo se ha considerado tradicionalmente mejor que la estabilización integrada en el cuerpo de la cámara. Esto geométricamente tiene sentido, sobre todo en teleobjetivos, porque la lente del sistema de estabilización se puede colocar en el centro óptico y sólo necesitará desplazamientos muy pequeños para corregir la trepidación, mientras que en el plano del sensor se necesitarían desplazamientos más grandes.

 

Estabilización en el objetivo – Inconvenientes:

  • El hecho de añadir más elementos ópticos (a los ya complejos grupos ópticos de los objetivos) hace que la calidad óptica del conjunto baje un poco. Los objetivos sin estabilizador suelen ofrecer más calidad óptica: nitidez / contraste. Cada fotógrafo tiene que evaluar si el beneficio del estabilizador compensa la posible pérdida de calidad óptica. Para un usuario aficionado normalmente tiene más valor lo que le aporta un buen estabilizador.
  • Los objetivos con estabilizador suelen ser más caros que sus equivalentes sin estabilizador.

 

Estabilización en el sensor – Ventajas

  • Funciona con cualquier objetivo. No es necesario comprar objetivos estabilizados (más caros y con menos calidad óptica)
  • Funciona incluso con objetivos antiguos de cámaras analógicas. Por ejemplo muchas cámaras mirrorless con estabilizador integrado pueden usar perfectamente este tipo de objetivos antiguos sin renunciar a la estabilización de imagen.
  • Pueden estabilizar en más ejes. Como lo que se mueve es el plano del sensor (plano de imagen) se pueden aprovechar todos los movimientos posibles: izquierda-derecha,  arriba-abajo, cabeceo hacia adelante y atrás, giro sobre el eje de simetría del objetivo, giro sobre la vertical. Algunas cámaras incluyen estabilización en 3 ejes, otras incluyen estabilización en esos 5 ejes.
  • Pueden combinar los dos sistemas. Por ejemplo algunas cámaras sin espejo de Panasonic y de Olympus permiten combinar la estabilización en el sensor con la del objetivo, muy útil sobre todo con teleobjetivos.

 

Estabilización en el sensor – Inconvenientes

  • La estabilización pierde efectividad a medida que aumenta la distancia focal del objetivo. Para las mismas condiciones, corregir la trepidación de un teleobjetivo exige más desplazamiento en el plano del sensor. Este desplazamiento tiene un límite, tanto de espacio máximo que se puede mover, como de velocidad de respuesta (inercias, etc.). No quiere decir que no funcione en teleobjetivos, sino que su efectividad es menor.
  • En el caso de réflex, puede afectar al sistema de enfoque de la cámara en determinadas situaciones de poca luz, y condiciones un poco adversas, etc. ya que la imagen que llega a los sensores de enfoque por detección de fase no está estabilizada. En las cámaras con sistema de auto enfoque híbrido (detección de fase integrada en el sensor de imagen + contraste) o con enfoque por contraste puro no existiría este problema.
  • En el caso de grabación de vídeo, la estabilización en el sensor puede provocar pequeñas distorsiones y algo de efecto rolling shutter (efecto gelatina de las líneas verticales)

IMPORTANTE: El estabilizador sólo corrige o ayuda a corregir la trepidación de la cámara, no los objetos en movimiento de la escena. Por mucho que corrija la trepidación, si la escena tiene objetos en movimiento y disparamos a una velocidad lenta, lógicamente esos objetos aparecerán movidos. El estabilizador no tiene nada que hacer en ese caso.

 

Estabilización digital de la imagen

La estabilización digital se utiliza en vídeo. En el caso de la grabación de vídeo (a pulso, sin trípode) los pequeños movimientos de la cámara hacen que la secuencia vibre y genera un efecto desagradable y poco natural (la visión humana tiene su propio sistema de estabilización)

Aunque las causas son similares, el efecto en vídeo es un poco diferente al que se produce en fotografía. En fotografía una foto trepidada es prácticamente inservible. En vídeo las pequeñas trepidaciones dentro de un fotograma no afectan tanto y pueden pasar desapercibidas, lo que molesta es la vibración en la secuencia de fotogramas.

Hay muchas técnicas para corregir este efecto en vídeo. Algunas se aplican directamente durante la grabación, otras se aplican en la fase de edición.

La técnica más intuitiva es la de recorte. En lugar de utilizar toda la resolución del sensor, la cámara deja un margen o zona de seguridad de unas cuantas líneas (líneas de píxeles) a modo de marco flotante. Los giroscopios y acelerómetros de la cámara detectan los movimientos y vibraciones, y deciden en cada momento qué líneas de píxeles tienen que descartar (a derecha, izquierda, arriba o abajo según el movimiento detectado). Es similar a como funciona el estabilizador en el sensor, pero sin movimiento mecánico, sólo se ‘desplaza’ esa porción útil de la imagen y se descarta la información del borde.

Otros sistemas se basan en el contenido de la imagen. Son sistemas de reconocimiento de imagen que detectan por ejemplo caras o sujetos destacados del fondo, y los toman como referencia para estabilizar el resto de la escena.

En vídeo también se utilizan mucho los estabilizadores externos (steadycam) basados en la inercia de un contrapeso o mediante control electrónico.

 

Efectividad de los estabilizadores de imagen

La efectividad del estabilizador se suele medir en pasos de luz (o simplemente pasos).

¿Pasos de luz? Sí, la apertura y la velocidad de obturación están relacionadas para una determinada exposición. Desde el punto de vista de la exposición de la imagen en el sensor, da igual dejar pasar el doble de luz en la mitad de tiempo, que la mitad de luz durante el doble de tiempo. Cada paso que subimos al abrir el diafragma equivale a dejar pasar el doble de luz. Y para conseguir la misma exposición tendremos que bajar a la mitad el tiempo de exposición (bajamos 1 paso)

En el caso de los estabilizadores, lo que nos indican es lo siguiente:

Supongamos que tenemos un objetivo de 200mm y queremos hacer una foto a pulso, sin trípode ni apoyo. La regla práctica nos dice que deberíamos disparar, como mínimo, a 1/200

Con un estabilizador de 2 pasos podríamos disparar 2 pasos más lentos:  1/200 -> 1/100 -> 1/50

Con un estabilizador de 3 pasos:  1/200 -> 1/100 -> 1/50 -> 1/25

Claro, en la práctica, a la hora de fotografiar una escena a pulso intervienen muchísimos factores, es muy difícil determinar hasta dónde va a llegar la capacidad del estabilizador para corregir la trepidación en esas circunstancias concretas, y la regla de la inversa de la focal es sólo una aproximación. El estabilizador lo que nos da es un margen de seguridad más amplio, que puede venir muy bien para esas situaciones en las que no tenemos tiempo o no podemos usar trípode y necesitamos una velocidad un poco crítica para disparar a mano alzada.

 

Cuándo usar y cuándo no usar estabilizador

En principio el estabilizador sólo debería usarse cuando las circunstancias lo requieran. Es decir, en un mundo ideal lo llevaríamos siempre desconectado y sólo lo activaríamos para las situaciones más críticas. Ejemplos típicos: interior de un museo, fotos de familia en interior sin flash…

En el mundo real, cuando llega el momento de hacer una foto, sobre todo si es algo no preparado, a veces no tenemos tiempo de pensar en todas las opciones de configuración de la cámara (o el objetivo). Por eso hay usuarios que llevan siempre activado el estabilizador (no perjudica en la mayoría de los casos). Otros lo activan para determinadas actividades, por ejemplo cuando van a entrar a un museo. Y otros lo activan y desactivan justo para cada situación concreta. Cada uno tiene que valorar y encontrar un equilibrio entre comodidad y control total.

Hay sistemas de estabilización ‘inteligentes’ que se activan o desactivan de forma automática. Por ejemplo algunas cámaras con estabilización en el cuerpo tienen modo ON, modo OFF y modo ‘Auto’

Si estamos trabajando con trípode deberíamos desactivarlo. Esto depende del sistema de estabilización de la cámara o del objetivo, pero en algunos casos el sistema está constantemente buscando esas vibraciones o trepidaciones para compensarlas, y al no encontrar ninguna es el propio sistema el que puede generar trepidación con esa búsqueda incesante.

También trabajando con trípode pero con el cabezal libre para hacer seguimientos en horizontal (barrido, panning), por ejemplo siguiendo el vuelo de un ave para hacer la foto, o un coche de carreras… el sistema estará constantemente luchando contra ese movimiento y puede afectar justo en el momento de hacer la foto. En vídeo se nota mucho más porque la secuencia va como a saltos.

Algunos objetivos tienen varios modos de estabilización y en estos casos se podría utilizar el modo de estabilización de micro vibraciones, para que no actúe durante los movimientos voluntarios de la cámara. O directamente desactivar el sistema.

En los sistemas de estabilización en el sensor algunas cámaras tienen la opción de activar o desactivar la estabilización en diferentes ejes.

 

Objetivos con estabilizador vs objetivos luminosos

Partimos de que el estabilizador de imagen permite bajar la velocidad de obturación (aumentar tiempo de exposición) para disparar a pulso. Lo mismo podríamos conseguir abriendo más el diafragma (lo que nos permita el objetivo) o subiendo sensibilidad/ISO (dependiendo de los criterios de calidad que tengamos con respecto al ruido)

La cuestión es la siguiente: si un objetivo con estabilizador óptico de imagen aporta 2-3 (y hasta 4) pasos de luz extra, ¿quiere decir que no vale la pena comprar objetivos luminosos? ¿un objetivo con poca apertura máxima pero con un buen estabilizador es equivalente a un objetivo con más apertura sin estabilizador?

No

En primer lugar, la estabilización de imagen sólo corrige la trepidación de la cámara, no afecta a las fotos movidas debidas a escenas en movimiento.

Un objetivo luminoso nos dará más margen en ese tipo de escenas con sujetos en movimiento y condiciones de luz menos favorables.

Un objetivo luminoso también es más flexible a la hora de jugar con la profundidad de campo, por ejemplo para conseguir fondos desenfocados para destacar al protagonista de la foto.

Lo ideal sería tener un objetivo luminoso con estabilizador de imagen para tener mucha más flexibilidad de uso. Por ejemplo cuando sólo influya la trepidación de la cámara (escenas estáticas) podríamos cerrar un poco el diafragma hacia el punto dulce del objetivo y tirar de estabilizador si fuera necesario. En otras situaciones podemos usar el objetivo en su máxima apertura por temas artísticos o para maximizar la entrada de luz.

Ten en cuenta que la trepidación se hace más crítica a medida que aumenta la focal, y también es más difícil fabricar objetivos con gran apertura a medida que la focal es mayor.

Por lo tanto, como puedes imaginar, un objetivo con gran apertura, gran calidad óptica, buen estabilizador y que cubra focales medias-altas… tendrá todo bueno menos el precio.  Un objetivo de gama alta con estabilizador óptico puede doblar tranquilamente en precio a su equivalente sin estabilizador óptico.

Como siempre, tendremos que ver qué herramienta necesitamos para el tipo de fotografía que hacemos. Ver el equilibrio entre prestaciones y precio. Y lo más importante: saber hasta dónde te permite llegar tu equipo, y aprovecharlo al máximo.

Por ejemplo, desde el punto de vista de un usuario aficionado que tiene que valorar la compra de un objetivo:

  • Si podemos comprar un objetivo muy luminoso, perfecto. Nos va a dar mucho juego con las condiciones de luz (trepidación + escenas en movimiento) y para temas artísticos (desenfocados, etc.)
  • Si podemos comprar un objetivo con estabilizador óptico (o tenemos una cámara con estabilizador integrado), perfecto. El estabilizador nos va a salvar la trepidación en algunas ocasiones en que tenemos que disparar a pulso en condiciones de luz crítica. Pero teniendo en cuenta las limitaciones que hemos comentado con respecto a escenas en movimiento.
  • Si no podemos permitirnos un objetivo luminoso, ni estabilizado. No es una tragedia. En algunos casos tendremos que disparar forzosamente con trípode, apoyando la cámara en algún sitio, etc. Vamos a tener las mismas limitaciones en cuanto a escenas en movimiento. Pero ten en cuenta que las cámaras cada vez ofrecen más margen con el ISO, no tiene nada que ver con las limitaciones que había con respecto al ruido generado por cámaras de hace sólo unos años.

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Referencias

 

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