Stabilizzazione dell'immagine

Le vibrazioni della fotocamera compromettono la nitidezza. Il tremolio della mano che sorregge la fotocamera, la lieve scossa prodotta dallo scatto dell'otturatore e anche un minimo movimento durante l'esposizione possono produrre un'immagine sfocata.

In genere gli effetti delle vibrazioni della fotocamera non si notano. Se utilizzi una velocità dell'otturatore elevata o un obiettivo grandangolare, la sfocatura è talmente minima da passare inosservata, ma è comunque presente, e diventa più evidente in caso di taglio drastico o stampa ingrandita dell'immagine.

La soluzione più ovvia per evitare il movimento della fotocamera durante l'esposizione consiste nel fissarla a un oggetto stabile, come un treppiede, e adottare precauzioni per evitare le scosse, come la funzione di scatto remoto. Ma un treppiede è efficace solo se è molto robusto, e quindi pesante, pertanto non è sempre possibile portarne uno con sé. In alcune situazioni il treppiede risulta semplicemente scomodo, in altre è addirittura vietato.

Per fortuna Canon offre un altro metodo per limitare, o addirittura eliminare, gli effetti delle vibrazioni della fotocamera: la stabilizzazione dell'immagine (IS, Image Stabilisation).

Esistono diversi tipi di stabilizzazione dell'immagine. Partiamo dalla stabilizzazione "ottica" dell'obiettivo. Il primo obiettivo dotato di stabilizzazione dell'immagine è stato introdotto nel 1995. e risolveva il problema delle vibrazioni laterali della fotocamera. Anziché cercare di impedire lo spostamento della fotocamera, l'obiettivo stabilizzato introduce un movimento di compensazione interno con lo scopo di mantenere ferma l'immagine sul sensore della fotocamera.

Nelle videocamere, la stabilizzazione dell'immagine era disponibile già molto prima della sua applicazione agli obiettivi EF. Anche dopo l'introduzione dei sistemi ottici ed elettronici, non era comunque appropriata alle fotocamere EOS a causa dei suoi vincoli di peso e dimensioni. Canon ha così deciso di tornare alla fase di progettazione per affrontare il problema da una prospettiva completamente nuova.

La soluzione Canon consiste nell'utilizzare un gruppo di elementi all'interno dell'obiettivo che si spostano perpendicolarmente al suo asse, per controbilanciare le vibrazioni della fotocamera. Il movimento di questo speciale gruppo di elementi ottici è controllato da un processore integrato e non riduce le prestazioni ottiche dell'obiettivo.

In un obiettivo stabilizzato, le vibrazioni della fotocamera vengono rilevate dai sensori giroscopici situati all'interno del corpo, uno per l'imbardata (movimento laterale) e uno per il beccheggio (movimento verticale). I sensori rilevano sia l'angolo che la velocità del movimento.

Quando si preme parzialmente il pulsante di scatto della fotocamera, si verifica questa sequenza di eventi:

• Lo speciale gruppo di elementi ottici di stabilizzazione, che è bloccato in posizione centrale quando non è attivo, viene rilasciato.
• Due sensori giroscopici si avviano per rilevare la velocità e l'angolo di ogni movimento del gruppo fotocamera/obiettivo.
• I dati del giroscopio vengono trasmessi a un microprocessore nell'obiettivo, che li analizza e prepara un'istruzione per lo speciale gruppo di elementi ottici di stabilizzazione.
• Tale istruzione viene trasmessa al gruppo di elementi ottici di stabilizzazione, che si muove quindi con la velocità e nella direzione appropriate per controbilanciare il movimento della fotocamera.
• Questa sequenza completa viene ripetuta continuamente, per garantire una reazione istantanea a qualsiasi variazione di intensità o direzione della vibrazione della fotocamera.

La stabilizzazione ottica dell'immagine è in grado di compensare movimenti in una vasta gamma di frequenze e, oltre che per le semplici vibrazioni della fotocamera (da 0,5 a 3 Hz), è efficace anche per le vibrazioni del motore rilevate quando si scatta da un veicolo in movimento o da un elicottero (da 10 a 20 Hz).

Il primo obiettivo EF dotato di IS era costituito da un obiettivo con un microprocessore a 16 bit ad alta velocità incorporato. Tale processore controllava simultaneamente lo stabilizzatore d'immagine, il motore a ultrasuoni (per la messa a fuoco dell'obiettivo) e il diaframma elettromagnetico (per l'impostazione dell'apertura dell'obiettivo).

L'energia utilizzata dal sistema di stabilizzazione dell'immagine dell'obiettivo viene fornita dalla batteria della fotocamera, pertanto la durata della batteria si riduce notevolmente quando sulla fotocamera è montato un obiettivo IS e la funzione IS è attivata.

I primi obiettivi EF dotati di IS confondevano il movimento di panning con le vibrazioni della fotocamera e tentavano di compensarlo. Di conseguenza, l'immagine nel mirino si spostava a scatti e questo impediva l'inquadratura precisa del soggetto.

Negli obiettivi IS più recenti è possibile scegliere fra due o tre modalità IS:

Modalità 1 (standard): quando si seleziona la Modalità IS 1 su un obiettivo stabilizzato, il sistema IS funziona come quello originale, correggendo i movimenti di beccheggio e imbardata. Questa è la modalità ottimale per fotografare i soggetti statici.

Modalità 2 (panning): la Modalità 2 è l'ideale quando la fotocamera deve effettuare un panning per seguire un soggetto in movimento. Imposta l'obiettivo in modo da ignorare il movimento di panning e compensare solo gli spostamenti in direzione perpendicolare a quella di panning. Garantisce inoltre un'immagine più uniforme nel mirino.

Il sistema IS rileva automaticamente la direzione di panning, indipendentemente dal fatto che la composizione sia orizzontale o verticale e dalla direzione di spostamento della fotocamera.

Modalità 3 (soltanto durante l'esposizione): la Modalità 3 dello stabilizzatore d'immagine è stata introdotta nel 2010 con gli obiettivi EF 300mm f/2.8 L IS II USM ed EF 400mm f/2.8 L IS II USM (ora sostituiti da EF 400mm f/2.8 L IS III USM). È integrata anche in diversi obiettivi zoom e teleobiettivi Canon EF e RF, inclusi i modelli RF 70-200mm F2.8 L IS USM e RF 100-500mm F4.5-7.1 L IS USM.

Questa utile modalità offre tutti i vantaggi della funzione IS standard (che compensa gli spostamenti orizzontali e verticali della fotocamera) ma, anziché essere sempre attiva, entra in gioco solo quando si preme fino in fondo il pulsante di scatto per catturare l'immagine.

La Modalità 3 è particolarmente utile per la fotografia sportiva, in cui ci si sposta rapidamente da un soggetto all'altro. Con la Modalità IS 1, questa situazione determina un brusco spostamento dell'immagine nel mirino, perché la funzione IS tenta di adeguarsi agli spostamenti dell'obiettivo. Ritardando l'attivazione fino alla pressione completa del pulsante di scatto, invece, il sistema evita di provare a contrastare i movimenti casuali rapidi dell'obiettivo e li compensa solo al momento dell'acquisizione dell'immagine.

Inoltre, limitando l'attivazione al punto di cattura, garantisce che il gruppo di stabilizzazione sia centrato all'interno del corpo, garantendo il massimo livello di stabilizzazione.

Alcuni obiettivi EF, EF-S, RF e RF-S con stabilizzazione dell'immagine dispongono di una funzione di rilevamento del panning automatica al posto di un selettore di modalità. Sugli obiettivi RF 24-105mm F4-7.1 IS STM e RF 100-400mm F5.6-8 IS USM,, ad esempio, quando la stabilizzazione dell'immagine è attiva, la tecnologia è progettata per rilevare un movimento di panning intenzionale, passando automaticamente dalla modalità IS Standard alla modalità IS Panning.

Le fotocamere EOS R7 ed EOS R10 dispongono entrambe di una nuova modalità scena chiamata Modalità Panning. Mentre la modalità IS 2 disattiva la stabilizzazione orizzontale durante il panning orizzontale (come avviene solitamente), la modalità scena Panning è in grado di rilevare il soggetto seguito e attivare la correzione orizzontale, quando necessaria, in aggiunta a quella verticale, per mantenere il soggetto inquadrato.

Lo stabilizzatore d'immagine ibrido, introdotto con l'obiettivo EF 100mm f/2.8L Macro IS USM nel 2009, applica il concetto di stabilizzazione dell'immagine alla macrofotografia. Con gli obiettivi più lunghi o negli scatti generici, le vibrazioni della fotocamera seguono un percorso circolare, ovvero sono costituiti da spostamenti in direzione verticale (beccheggio) o in direzione orizzontale (imbardata) attorno a un punto, costituito dalla posizione della fotocamera. Questo effetto viene efficacemente compensato dai motori IS contenuti negli obiettivi. Tuttavia, quando ci si avvicina al soggetto per scattare una macrofotografia, le vibrazioni della fotocamera diventano meno circolari e più lineari, come se l'intero fotogramma si spostasse orizzontalmente o verticalmente, in direzione parallela al soggetto. Questo tipo di movimento viene corretto dal sensore Shift-IS del sistema IS ibrido.

La tecnologia IS ibrida di Canon incorpora un sensore di velocità angolare, come quello usato in tutti i suoi obiettivi IS, che rileva la portata delle vibrazioni angolari della fotocamera, e un sensore di accelerazione che determina la quantità di vibrazioni della fotocamera basate sul movimento. Il processore combina il risultato ottenuto dai due sensori e muove gli elementi ottici per compensare entrambi i tipi di movimento. L'IS ibrida migliora notevolmente gli effetti della stabilizzazione dell'immagine, soprattutto durante gli scatti macro, offrendo risultati difficili da ottenere con le tecnologie di stabilizzazione dell'immagine tradizionali.

L'efficacia della stabilizzazione dell'immagine può variare a seconda delle abilità personali dell'utente, ma, per avere un riferimento, i primi obiettivi IS consentivano di ottenere immagini nitide con velocità dell'otturatore di 2 stop più lente del normale. Ad esempio, se riesci a ottenere un'immagine nitida scattando a mano libera senza stabilizzazione dell'immagine con una velocità otturatore di 1/60 sec, con lo stabilizzazione dell'immagine puoi ottenere una nitidezza simile a 1/15 sec, mantenendo invariati tutti gli altri fattori.

Tali fattori includono la lunghezza focale dell'obiettivo, che costituisce un elemento chiave. Oltre a ingrandire il soggetto, l'incremento della lunghezza focale amplifica anche gli effetti delle vibrazioni della fotocamera. Come regola generale, utilizzando fotocamera e obiettivo a mano libera senza IS, occorre utilizzare una velocità otturatore almeno pari al reciproco della lunghezza focale. Di conseguenza, per gli scatti a mano libera senza IS con una lunghezza focale di 500 mm, la velocità otturatore deve essere di almeno 1/500 sec. Se l'obiettivo offre 2 stop di IS, in genere è possibile ottenere uno scatto nitido con una velocità otturatore di 1/125 sec (ovvero, più lenta di 2 stop rispetto a 1/500 sec). Gli obiettivi IS più recenti offrono un'efficacia superiore, con un guadagno di 4 o 5 stop. Con un guadagno di 4 stop, anziché scattare a 1/500 sec è possibile scattare a 1/30 sec, mentre con un guadagno di 5 stop si arriva a 1/15 sec. In altre parole con un guadagno di 5 stop, a una velocità otturatore di 1/15 sec la stabilizzazione dell'immagine consente di ottenere la stessa nitidezza che si otterrebbe scattando a 1/500 sec senza stabilizzazione dell'immagine.

Ricorda tuttavia che la stabilizzazione dell'immagine riduce solo l'effetto delle vibrazioni della fotocamera, non la sfocatura dovuta allo spostamento del soggetto.

Il sistema ottico di stabilizzazione dell'immagine di cui abbiamo parlato prima, formato da giroscopi, microprocessore e uno speciale gruppo di elementi ottici, fa parte dell'obiettivo, non della fotocamera. Di conseguenza, la stabilizzazione dell'immagine può essere ottimizzata a livello di obiettivo specifico, indipendentemente dalla fotocamera utilizzata. In alcuni casi, l'immagine sembra muoversi nel mirino dopo l'esposizione, ma questo non influisce sulla nitidezza dell'immagine esposta.

Nel 2018, a partire dal sistema IS combinato utilizzato nelle fotocamere mirrorless EOS M, nei modelli Canon EOS R è stato introdotto un sistema IS a doppio rilevamento che sfrutta le informazioni ricevute sia dalla fotocamera che dall'obiettivo per migliorare l'efficacia della stabilizzazione ottica dell'immagine. Il sistema acquisisce dati relativi alla vibrazione della fotocamera dal giroscopio dell'obiettivo e dati relativi al vettore di movimento dal sensore di immagine CMOS della fotocamera, consentendogli di rilevare e compensare in modo preciso la sfocatura a bassa frequenza (lenta), prima difficile da rilevare in presenza del solo giroscopio.

Ricorda che, nella maggior parte delle fotocamere EOS, quando si utilizza la modalità Bulb per le esposizioni lunghe la stabilizzazione dell'immagine non funziona. In genere, per le esposizioni lunghe la stabilizzazione dell'immagine risulta comunque inefficace, pertanto è preferibile disattivare la funzione IS e fissare la fotocamera in modo da impedire qualunque movimento.

Finora abbiamo parlato solo della stabilizzazione ottica dell'immagine disponibile negli obiettivi, ma nei modelli EOS R5 ed EOS R6, lanciati nel 2020, è stato introdotto uno stabilizzatore d'immagine integrato (IBIS, In-Body Image Stabilisation) a 5 assi, per la prima volta nelle fotocamere Canon, e successivamente incluso anche in altri modelli della gamma. L'IBIS sposta il sensore di immagine per compensare il movimento della fotocamera e mantenere un'immagine stabile.

Questo sistema, che opera in parallelo con la funzione IS degli obiettivi, è particolarmente efficace per contrastare le vibrazioni a bassa frequenza (dovute al respiro e al battito cardiaco del fotografo) e quelle alle lunghezze focali inferiori, mentre la funzione IS ottica integrata è particolarmente utile per le lunghezze focali dei teleobiettivi. I sistemi IS integrati nella fotocamera e nell'obiettivo, lavorando in combinazione, possono offrire 8 stop di IS combinata del tutto rivoluzionari, a seconda dell'obiettivo.¹ Per alcuni obiettivi con un cerchio immagine ampio, come i modelli RF 28-70mm F2 L USM e RF 85mm F1.2 L USM, l'IBIS della fotocamera può offrire fino a 8 stop di IS anche se l'obiettivo non è dotato di stabilizzatore ottico integrato.

La fotocamera EOS R7 offre fino a 7 stop di IS quando viene combinata a obiettivi RF-S come il modello RF-S 18-150mm F3.5-6.3 IS STM,² che possiede un cerchio immagine minore progettato per corrispondere al sensore APS-C della fotocamera. Tuttavia, il modello EOS R7 dispone dello stesso sistema IBIS dei suoi compagni, offrendo anche lui 8 stop di IBIS quando si utilizzano determinati obiettivi full-frame, come gli obiettivi RF 28-70mm F2 L USM e RF 24-70mm F2.8 L IS USM, ad esempio. Questo perché l'ampio cerchio immagine di questi obiettivi fornisce al sensore lo spazio necessario per muoversi e compensare un grado superiore di vibrazioni.

In pratica, nel caso degli esempi precedenti, con 8 stop di IS è possibile scattare a mano libera a 1/2 s con un obiettivo da 500 mm, mentre con un obiettivo grandangolare è possibile mantenere un'esposizione di 4 secondi, sempre scattando a mano libera. Questo tempo è sufficiente per ottenere un'immagine sfocata del movimento dell'acqua contro uno sfondo nitido, senza utilizzare un treppiede.

Quando si utilizza un obiettivo con controllo IS su una fotocamera con IBIS, tale funzione controlla sia l'IS ottica che l'IBIS: sono entrambe attivate o disattivate contemporaneamente. Se si utilizza un obiettivo senza IS o senza controllo IS (come gli obiettivi RF-S), è allora possibile utilizzare le impostazioni della fotocamera per far sì che l'IBIS sia sempre attivata (in modo analogo alla Modalità 1 di cui sopra) o sia attiva soltanto quando si scatta (in modo analogo alla Modalità 3).

Nel modello EOS R7, l'IBIS offre una nuova funzionalità di livella automatica, la quale sfrutta la capacità di rotazione del sensore (correzione del rollio) per ottenere il livello dell'orizzonte negli scatti. Tuttavia, il sensore ruota su un raggio molto limitato, per cui questa funzione non sarà efficace nel caso di orizzonti troppo inclinati. La livella automatica funziona sia con l'orientamento verticale che con quello orizzontale della fotocamera, e il risultato viene mostrato nel mirino e sullo schermo posteriore.

Scopri di più sulla stabilizzazione dell'immagine integrata nelle fotocamere del sistema EOS R.

Tutti i sistemi IS menzionati funzionano sia per le fotografie che per i video, in diverse combinazioni a seconda dell'obiettivo utilizzato e delle tecnologie IS disponibili. La seguente tabella riassume questo approccio collaborativo alla stabilizzazione dell'immagine nelle fotocamere dotate di IBIS. Inoltre, le tecnologie per stabilizzare le riprese video hanno continuato ad evolversi. Molte delle videocamere professionali Cinema EOS, ad esempio, sfruttano un sistema IS elettronico (EIS) avanzato a 5 assi. Le fotocamere del sistema EOS R sono dotate di IS digitale filmato, che nei modelli con IBIS sfrutta tutte e tre le tecnologie (obiettivo, IBIS e digitale) per migliorare la stabilità.

Gli aggiornamenti recenti del firmware hanno migliorato le prestazioni dell'IS digitale filmato nei modelli EOS R3, EOS R5 ed EOS R6, ponendo rimedio alla leggera oscillazione presente negli angoli dell'inquadratura che poteva apparire a volte nei filmati girati con obiettivi ultra grandangolari.

Gli obiettivi IS funzionano particolarmente bene quando vengono utilizzati insieme agli accessori. Ad esempio, risultano particolarmente utili quando si aggiunge un moltiplicatore di focale per obiettivi allo scopo di aumentare di 1.4x o 2x la lunghezza focale effettiva dell'obiettivo. Poiché, come abbiamo detto prima, l'incremento della lunghezza focale determina un'amplificazione delle vibrazioni della fotocamera, la stabilizzazione dell'immagine risulta estremamente vantaggiosa.

I moltiplicatori di focale Canon EF sono compatibili con gli obiettivi serie L e DO con lunghezze focali a partire da 135 mm, oltre che con un numero limitato di teleobiettivo zoom con apertura ampia. I moltiplicatori di focale Canon EF sono compatibili con gli obiettivi RF di lunghezza superiore ai 300 mm. Entrambi i modelli sono compatibili con numerosi obiettivi IS.

La stabilizzazione dell'immagine funziona efficacemente anche quando si utilizzano prolunghe o lenti macro.

Anche se un obiettivo IS aumenta le possibilità di scatto a mano libera, in alcuni casi è comunque necessario ricorrere a un treppiede, ad esempio per tempi di esposizione di alcuni secondi o quando si utilizzano obiettivi molto pesanti.

Con alcuni vecchi modelli di obiettivo è necessario disattivare la funzione IS quando si utilizza un treppiede, perché l'assenza di movimento confonde il sistema e l'immagine comincia a saltare all'interno del mirino. Tuttavia, anche quando di utilizza un treppiede, il sistema IS può risultate utilissimo per compensare alcuni spostamenti della fotocamera dovuti al vento forte o all'uso di super teleobiettivi. Gli obiettivi IS più recenti sono in grado di rilevare l'uso di un treppiede e disabilitare automaticamente la funzione IS, se necessario.

In genere è possibile lasciare attiva la stabilizzazione dell'immagine anche quando si utilizza un monopiede, perché difficilmente si riesce a mantenere perfettamente immobile questo tipo di supporto.

¹ 8 stop di stabilizzazione dell'immagine calcolati in base agli standard CIPA con obiettivo RF 24-105mm F4 L IS USM a una lunghezza focale di 105 mm.

² 7 stop di stabilizzazione dell'immagine calcolati in base agli standard CIPA con obiettivo RF-S 18-150mm F3.5-6.3 IS STM a una lunghezza focale di 150 mm.

3 Dati aggiornati a maggio 2022. Eccetto RF 600mm F11 IS STM e RF 800mm F11 IS STM.