Beeldstabilisatie

Camerabewegingen zijn funest voor de scherpte van je foto's. Je handen beven licht of de camera zakt iets wanneer je de ontspanknop indrukt — zelfs de kleinste beweging tijdens de belichting kan een onscherp beeld opleveren.

Vaak zie je het effect van een bewegende camera niet. Als je met een snelle sluitertijd of een groothoeklens fotografeert, is de bewegingsonscherpte waarschijnlijk te klein om op te vallen, maar hij is er wel en kan zichtbaar worden als je een dramatische crop of grote print maakt.

De voor de hand liggende manier om te voorkomen dat de camera beweegt, is deze te fixeren op iets wat niet kan bewegen, zoals een statief, en door schokken te vermijden, bijvoorbeeld door het gebruik van sluiteractivering op afstand. Maar een statief werkt alleen als het stevig, en dus zwaar, is, waardoor je het niet altijd kunt meenemen. Bovendien zijn er situaties waarin een statief gewoon onpraktisch of verboden is.

Gelukkig biedt Canon een andere manier om de effecten van camerabewegingen te verminderen, zo niet uit te sluiten: beeldstabilisatie (IS).

Er zijn verschillende soorten beeldstabilisatie. Laten we beginnen met beeldstabilisatie in objectieven, ook wel optische beeldstabilisatie genoemd. Het eerste objectief met beeldstabilisatie kwam op de markt in 1995. Dit pakte het probleem van zijwaartse camerabewegingen aan. Een gestabiliseerd objectief voorkomt niet dat de camera beweegt, maar compenseert de bewegingen om het beeld op de sensor van de camera stabiel te houden.

Lang voordat beeldstabilisatie in EF-objectieven werd geïntroduceerd, bestond deze functie al in videocamera's. Maar ook al waren er zowel elektronische als optische systemen beschikbaar, die waren door hun grootte en gewicht niet geschikt voor EOS-camera's. Dus ging Canon terug naar de ontwerptafel om het probleem met een frisse blik te benaderen.

Canon's oplossing bestond uit elementen binnen in het objectief, die haaks op de richting van de as bewegen om camerabewegingen te neutraliseren. De bewegingen van deze speciale lensgroep worden gestuurd door een ingebouwde processor en, het allerbelangrijkste, de optische prestaties van het objectief verslechteren niet.

Met een gestabiliseerd objectief worden camerabewegingen gedetecteerd door twee gyrosensoren in de tubus: een voor horizontale bewegingen (yaw) en een voor verticale bewegingen (pitch). De sensoren meten zowel de hoek als de snelheid van de bewegingen.

Wanneer je de ontspanknop gedeeltelijk indrukt, gebeurt het volgende:

• De groep met speciale stabilisatielenselementen, die bij inactiviteit in een centrale stand vergrendeld staat, wordt ontgrendeld.
• Twee gyrosensoren starten en detecteren de snelheid en de hoek van de camera-/objectiefbewegingen.
• De gyrogegevens worden doorgegeven aan een microprocessor in het objectief, die ze analyseert en een instructie formuleert voor de groep met speciale stabilisatielenselementen.
• Deze instructie wordt doorgegeven aan de groep stabilisatielenselementen, die dan met de juiste snelheid precies tegen de camerabeweging in gaat.
• Dit proces wordt continu herhaald: elke camerabeweging, hoe klein en in welke richting dan ook, wordt zo onmiddellijk ondervangen.

Optische beeldstabilisatie werkt bij bewegingen in een groot frequentiebereik, en gaat niet alleen gewone camerabewegingen (0,5–3 Hz) tegen, maar ook motortrillingen tijdens het fotograferen vanuit een bewegend voertuig of helikopter (10–20 Hz).

Toen het eerste EF-objectief met beeldstabilisatie werd geïntroduceerd, was het een primeur dat een snelle 16-bits microprocessor in een objectief was opgenomen. De processor regelde tegelijkertijd de Image Stabilizer, de ultrasone motor (voor het scherpstellen van het objectief) en het elektromagnetische diafragma (voor het instellen van het diafragma).

De voeding die nodig is voor het beeldstabilisatiesysteem in een objectief wordt geleverd door de camera-accu. Dit betekent dat de levensduur van de accu iets korter is wanneer een IS-objectief op een camera is bevestigd en beeldstabilisatie is ingeschakeld.

Een probleem met de eerste EF-objectieven met IS was dat het systeem panningbewegingen als ongewenst zag en die probeerde te corrigeren. Hierdoor sprong het beeld in de zoeker heen en weer, en was het lastig om het onderwerp goed te zien en te kadreren.

Bij nieuwere IS-objectieven kun je kiezen tussen de volgende twee of drie IS-modi:

Modus 1 (standaard): met deze IS-modus op een gestabiliseerd objectief werkt het IS-systeem op dezelfde manier als het originele systeem en corrigeert zowel horizontale (yaw) als verticale (pitch) bewegingen. Het is de beste modus voor het fotograferen van statische onderwerpen.

Modus 2 (panning): dit is de beste instelling voor panning, dus wanneer je met de camera een bewegend onderwerp volgt. In deze modus negeert het objectief de panningbeweging en compenseert alleen voor bewegingen die haaks staan op de panningrichting. Het zorgt ook voor een vloeiender beeld in de zoeker.

Het IS-systeem detecteert automatisch de richting van de panning, dus het maakt niet uit of je liggende of staande foto's maakt en in welke richting je de camera beweegt.

Modus 3 (alleen tijdens belichting): deze Image Stabilizer-modus werd in 2010 geïntroduceerd in de objectieven EF 300mm f/2.8L IS II USM en EF 400mm f/2.8L IS II USM (inmiddels opgevolgd door EF 400mm f/2.8L IS III USM). De modus is ook ingebouwd in een aantal tele- en zoomobjectieven in de series EF- en RF-objectieven van Canon, waaronder de RF 70-200mm F2.8L IS USM en RF 100-500mm F4.5-7.1L IS USM.

Deze handige modus biedt de voordelen van de standaard beeldstabilisatie (die werkt voor zowel horizontale als verticale camerabewegingen), maar is niet constant actief. De modus wordt alleen ingeschakeld wanneer je de ontspanknop helemaal indrukt om een foto te maken.

Modus 3 is vooral waardevol voor sportfotografie, waarin de kans groot is dat je snel tussen onderwerpen moet bewegen. In IS-modus 1 kan dit een schok of sprong in de zoeker veroorzaken doordat de Image Stabilizer naarstig probeert de bewegingen van het objectief bij te houden. Maar in modus 3 wordt de Image Stabilizer pas geactiveerd wanneer je de ontspanknop helemaal indrukt. Het systeem probeert willekeurige, snelle objectiefbewegingen niet te compenseren, maar compenseert alleen op het moment dat je een foto maakt.

Bovendien, omdat de activering is beperkt tot het moment van de opname, blijft de stabilisatiegroep gecentreerd in de objectieftubus en is de stabilisatie maximaal.

Een aantal EF-, EF-S-, RF- en RF-S-objectieven met IS hebben automatische panningdetectie in plaats van een modusschakelaar. Als de IS bijvoorbeeld is geactiveerd op de RF 24-105mm F4-7.1 IS STM of RF 100-400mm F5.6-8 IS USM, kan de technologie opzettelijke panningbewegingen herkennen en automatisch schakelen van de Standaard IS-modus naar de Panning IS-modus.

De EOS R7 en EOS R10 hebben allebei een nieuwe scènemodus die je kunt kiezen, genaamd de panningmodus. In IS-modus 2 wordt horizontale stabilisatie uitgeschakeld bij horizontale panning (zoals je normaal zou doen), maar de scènemodus Panning kan het onderwerp dat je volgt detecteren en waar nodig horizontale correcties toepassen naast de verticale. Zo houd je het onderwerp netjes binnen het frame.

Hybride beeldstabilisatie, geïntroduceerd in 2009 met het EF 100mm f/2.8L Macro IS USM-objectief, past het concept van beeldstabilisatie toe op macrofotografie. Voor fotografie in het algemeen of bij het gebruik van langere objectieven lijkt de camera roterende bewegingen te maken, dat wil zeggen verticale (pitch) en horizontale (yaw) bewegingen rond een vast punt (de camera zelf). Deze bewegingen worden goed gecorrigeerd door de IS-motoren in de objectieven. Maar als je een onderwerp van dichtbij nadert voor macrofotografie, zijn de camerabewegingen niet zozeer roterend als wel schuivend, alsof het hele kader ten opzichte van het onderwerp op en neer of heen en weer schuift. Dit kan worden gecorrigeerd door Shift IS, een functie die is ingebouwd in het hybride IS-systeem.

De hybride IS-technologie van Canon bevat ook een hoeksnelheidssensor, aanwezig in alle IS-objectieven, die de mate van hoekige bewegingen detecteert. Daarnaast is er ook een acceleratiesensor die de verschuiving van de camerabeweging meet. De processor combineert de output van de twee sensoren en zet de objectiefelementen in beweging om beide soorten beweging te compenseren. Hybride IS verbetert de effecten van IS aanzienlijk, vooral tijdens macro-opnamen. Conventionele technologie voor beeldstabilisatie heeft daar vaak moeite mee.

De effectiviteit van IS verschilt en is mede afhankelijk van individuele vaardigheden. Met de eerste IS-objectieven kon je scherpe foto's maken bij sluitertijden die ongeveer twee stops korter dan normaal waren. Dit is een goede algemene richtlijn. Dit betekent bijvoorbeeld dat als je zonder beeldstabilisatie bij een sluitertijd van 1/60 sec een scherp beeld krijgt wanneer je uit de hand fotografeert, je met beeldstabilisatie dezelfde scherpte bereikt bij een sluitertijd van 1/15 sec, mits alle andere factoren gelijk blijven.

Een van deze factoren, en bovendien een van de belangrijkste, is de brandpuntsafstand van het objectief. Een grotere brandpuntsafstand vergroot niet alleen het onderwerp, maar ook het effect van camerabewegingen. Een handige vuistregel is dat je zonder IS een sluitertijd moet gebruiken die minstens gelijk is aan het omgekeerde van de brandpuntsafstand wanneer je de camera en het objectief met de hand vasthoudt. Als je zonder IS vanuit de hand fotografeert en de brandpuntsafstand van het objectief 500 mm is, moet de sluitertijd minstens 1/500 sec zijn. Als de gebruikte lens 2 stops-beeldstabilisatie biedt, dan mag je verwachten dat je met een sluitertijd van 1/125 sec (dus 2 stops korter dan 1/500 sec) nog steeds een scherp beeld krijgt. Nieuwere IS-objectieven zijn effectiever en bieden een verbetering van 4 of 5 stops. Een verbetering van 4 stops betekent dat je in plaats van 1/500 sec, 1/30 sec kunt gebruiken en bij 5 stops zelfs 1/15 sec. En omgekeerd geldt ook dat een verbetering van 5 stops betekent dat een sluitertijd van 1/15 sec met beeldstabilisatie dezelfde beeldscherpte oplevert als fotograferen met 1/500 sec zonder beeldstabilisatie.

Houd er rekening mee dat beeldstabilisatie alleen het effect van camerabewegingen vermindert. Onscherpte door een bewegend onderwerp wordt niet voorkomen.

Het optische beeldstabilisatiesysteem dat hiervoor is besproken — gyro's, microprocessor en een groep speciale lenselementen — maakt deel uit van het objectief, niet van de camera. Dit houdt in dat de IS voor elke specifieke lens geoptimaliseerd kan worden en onafhankelijk is van de camera waarmee je het objectief gebruikt. In sommige omstandigheden zie je dat na de opname het beeld in de zoeker beweegt, maar dit heeft geen effect op de scherpte van de gemaakte foto.

In 2018 introduceerde de Canon EOS R een Dual Sensing IS-systeem, dat voortbouwde op het Combination IS-systeem dat werd gebruikt in Canon's EOS M-systeemcamera's. Het Dual Sensing IS-systeem gebruikt informatie van zowel de camera als het objectief om de effectiviteit van de optische IS te verbeteren. Het systeem verzamelt zowel de gegevens over camerabeweging van een gyrosensor in het objectief als de bewegingsvectorgegevens van de CMOS-beeldsensor van de camera. Hiermee kan het heel nauwkeurig laagfrequente onscherpte detecteren en dit compenseren. Met de gyrosensoren alleen was dit voorheen heel moeilijk om te detecteren.

In de meeste EOS-camera's werkt beeldstabilisatie niet als je de bulbmodus voor lange sluitertijden gebruikt. Voor lange sluitertijden werkt beeldstabilisatie hoe dan ook waarschijnlijk niet. In die gevallen is het beter om IS uit te schakelen en te voorkomen dat de camera beweegt.

In dit artikel is tot nu toe alleen de optische beeldstabilisatie in objectieven behandeld, maar de in 2020 uitgebrachte Canon EOS R5 en EOS R6 hebben als eerste Canon-camera's een 5-assige in-body beeldstabilisatie (IBIS). Deze is later ook geïntroduceerd in enkele andere modellen uit de serie. IBIS beweegt de beeldsensor om te compenseren voor de camerabeweging en zo het beeld scherp te houden.

IBIS werkt tegelijk met de beeldstabilisatie in objectieven en is vooral effectief bij trillingen met een lage frequentie (veroorzaakt door bijvoorbeeld je ademhaling of hartslag) en bij grotere brandpuntsafstanden, terwijl de optische beeldstabilisatie in de objectieven vooral effectief is bij korte brandpuntsafstanden. De IS-systemen in de body en het objectief kunnen samen een baanbrekende 8-stops gecombineerde IS bieden, afhankelijk van het objectief.¹ Met sommige objectieven met een grote beeldcirkel, zoals de RF 28-70mm F2L USM en RF 85mm F1.2L USM, kan de IBIS van de camera tot 8-stops IS bieden, ondanks dat de objectieven geen geïntegreerde optische stabilisatie hebben.

De EOS R7 biedt tot 7-stops IS in combinatie met RF-S-objectieven zoals de RF-S 18-150mm F3.5-6.3 IS STM², dat een kleinere beeldcirkel heeft. Die is zo ontworpen om goed aan te sluiten op de APS-C-sensor van de camera. De EOS R7 heeft echter hetzelfde IBIS-systeem als zijn soortgenoten en biedt ook 8-stops IBIS in combinatie met bepaalde full-frameobjectieven, zoals de RF 28-70mm F2L USM of de RF 24-70mm F2.8L IS USM. Dankzij de grote beeldcirkel van deze objectieven heeft de sensor meer ruimte om te bewegen en kan deze zo meer onscherpte compenseren.

In de hiervoor gebruikte voorbeelden betekent 8-stops beeldstabilisatie concreet dat je vanuit de hand kunt fotograferen met een 500mm-objectief en een sluitertijd van 1/2 sec. En met een groothoekobjectief kun je met een sluitertijd van 4 seconden mogelijk nog steeds vanuit de hand fotograferen. Dat is lang genoeg om stromend water te doen vervagen, maar het landschap eromheen scherp te houden zonder dat je een statief nodig hebt.

Als je een objectief met een IS-schakelaar op een camera met IBIS gebruikt, bedien je hiermee zowel de optische IS als de IBIS. Oftewel, ze staan of beide aan of beide uit. Als je een objectief zonder IS of zonder een IS-schakelaar gebruikt (zoals de RF-S-objectieven), dan kun je via de camera-instellingen instellen dat IBIS altijd actief is (vergelijkbaar met modus 1 hierboven) of alleen actief is wanneer je een foto maakt (vergelijkbaar met modus 3).

Op de EOS R7 kun je met de IBIS ook een nieuwe functie gebruiken: automatische waterpas. Deze functie gebruikt de rotatiemogelijkheden (rolcorrectie) van de sensor om de horizon waterpas te houden in je opnamen. De sensor heeft een beperkt bereik om de correctie toe te passen, dus deze functie werkt niet als de horizon heel erg scheef is. De functie werkt zowel bij horizontale als verticale opnamen en het resultaat kun je zien in de zoeker en op het scherm.

Lees meer over in-body beeldstabilisatie in EOS R System-camera's.

Alle IS-systemen die zijn genoemd, werken zowel met foto's als video's, in verschillende combinaties op basis van het gebruikte objectief en de beschikbare IS-technologieën. De tabel hieronder vat samen hoe verschillende soorten beeldstabilisatie samenwerken in camera's met IBIS. Ook andere technologieën voor het stabiliseren van videobeelden maken ontwikkelingen door. Veel van de Cinema professionele EOS-videocamera's van Canon gebruiken bijvoorbeeld een geavanceerd 5-assig EIS-systeem (elektronische IS). EOS R System-camera's voor foto's en video's hebben Movie Digital IS, dat in modellen met IBIS alle drie de technologieën (objectief, IBIS en digitaal) gebruikt om de stabiliteit te verbeteren.

Recente firmware-updates hebben de prestaties van Movie Digital IS in de EOS R3, EOS R5 en EOS R6 verbeterd. Zo is het probleem opgelost met de subtiele beweging in de hoeken van het frame, die soms zichtbaar was in beelden die waren gemaakt met ultragroothoekobjectieven.

IS-objectieven werken goed in combinatie met accessoires. Ze zijn bijvoorbeeld heel handig wanneer je een objectiefextender gebruikt om de effectieve brandpuntsafstand 1.4x of 2x te vergroten. Zoals eerder vermeld, betekent het vergroten van de brandpuntsafstand dat het effect van camerabewegingen wordt vergroot, dus de IS is bijzonder nuttig.

Canon EF-extenders zijn compatibel met objectieven uit de L-serie en DO-objectieven met een brandpuntsafstand van 135 mm of meer, en een klein aantal teleobjectieven met een groot diafragma. Canon RF-extenders zijn compatibel met RF-lenzen met een brandpuntsafstand boven de 300 mm. Bovendien zijn beide extenders compatibel met veel IS-objectieven.

De Image Stabilizer blijft ook werken bij het gebruik van tussenringen en close-upobjectieven.

Hoewel een IS-objectief meer mogelijkheden biedt dan fotograferen vanuit de hand, zijn er nog steeds momenten waarop je de steun van een statief nodig hebt. Bijvoorbeeld wanneer de sluitertijd meerdere seconden bedraagt of als je met zware objectieven werkt.

In sommige van de eerste objectieven moest je de IS uitschakelen wanneer je een statief gebruikte. Door het gebrek aan beweging raakte het systeem in de war en sprong het beeld in de zoeker heen en weer. Maar zelfs wanneer je een statief gebruikt, kan de camera iets bewegen door bijvoorbeeld wind of een superteleobjectief, dus dan is het IS-systeem heel waardevol. Nieuwere IS-objectieven kunnen het gebruik van een statief detecteren en zo nodig de IS automatisch uitschakelen.

Ook bij het gebruik van een eenpotig statief moet je de beeldstabilisatie ingeschakeld laten, want het is lastig om dit type statief perfect stil te houden.

¹ 8-stops IS gebaseerd op de CIPA-norm, met het RF 24-105mm F4L IS USM-objectief op een brandpuntsafstand van 105 mm.

² 7-stops IS gebaseerd op de CIPA-norm met de RF-S 18-150mm F3.5-6.3 IS STM bij een brandpuntsafstand van 150 mm.

3 Met ingang van mei 2022. Behalve RF 600mm F11 IS STM en RF 800mm F11 IS STM.