IBISは画像の解像度を下げますか？レンズベースのISと比較してどうですか？

最近、体内の手ぶれ補正についてよく耳にしましたが、このテクノロジーがどのように機能するのか疑問に思います。私は機械的な部分を意味するのではなく（センサーがさまざまな軸に沿ってどのように移動して補正するのか理解しています）、原理的には次の手法を使用します。

5D IIIと70-200 2.8 II IS USMのようなレンズをアクティブな安定化で撮影すると、ISはレンズ内の1つのグラスエレメントを常に動かして、光の円錐をセンサーに正確に向けます。常にセンサー領域全体を使用できます。

光の円錐が不安定なレンズを通過し、センサーを移動する必要がある場合、どのようにして同じ量の光を取り込むことができますか？光は、レンズの中心を通って固定軸を下ってレンズに入ります。たとえば、揺れを補正するためにセンサーが現在下がっている場合、どのようにしてフル解像度をキャプチャできるのかわかりませんか？センサーの一部がデフォルト/穏やかな位置を下回っている場合、反対側のサイトで同じ部分が欠落している必要がありますか？

解像度を下げずにIBISを機能させるためにIBISをイメージできる方法は1つしかありません。センサーの領域が光にさらされた領域よりも大幅に大きく、現在の初期位置から移動したときにセンサーがまだ利用できる場合。しかし、最終的な画像はセンサー領域全体から露出されていない領域を差し引いて計算されるため、これは（部分的に）デジタル安定化と同じではないでしょうか？

私は本当にこれを理解したいと思っています。誰かが「これに光を当てる」ことができれば素晴らしいと思います。

解像度を落とさずにIBISが機能するようにIBISを画像化する方法は1つしかありません。センサーの領域が光にさらされた領域よりも大幅に大きく、現在の初期位置から移動したときにセンサーがまだ利用できる場合です。

それは実際には正反対です。イメージサークル（その円錐がイメージングプレーンに当たった結果）は、センサーよりも大きくなります。それは、最初にそれが円から完全な長方形を切り取る唯一の方法であるだけでなく、円のエッジが明確にカットされていないためでなければなりません。したがって、サークルは最低限以上のものをカバーしています。

IBISが効果的であるためには、この最小値を少し大きくする必要があるのは事実です。具体例を挙げましょう。フルフレームセンサーは36×24mmで、対角線は約43.3mmです。つまり、センサーを動かさない場合の最小の円は、少なくとも直径43.3mmである必要があります。Pentax K-1にはセンサーシフト画像安定化機能があり、あらゆる方向に最大1.5mmの動きが可能です。そのため、センサーは36 + 1.5 + 1.5 x 24 + 1.5 + 1.5、または39×27mmのスペース内にあります。つまり、問題を回避するための最小イメージサークル直径は47.4 mmです。これは少し大きくなりますが、それほど大きくはありません。

ただし、円から切り取られたセンサーの解像度は同じです。少しずれているだけです。

イメージサークルの概念を示す例を見つけるのは実際にはかなり簡単です。大きなセンサーを備えたカメラで小さなセンサー用に設計されたレンズを使用することがあり、その結果、フレーム全体のカバレッジが少なくなるためです。ここだ、このサイトからの例で、これは明らかにガラス窓越しに撮影したテストショットであるとして（でも、ウィンドウ画面で）、画像品質にあまり注意を払っていません...。しかし、それは概念を示しています：

レンズが投影した丸い円が見えます。センサーは高さよりも幅が広いため、上部が切り取られています。このセンサーの寸法は（約）36×24mmですが、レンズはより小さな24×16mmセンサー用に設計されているため、この効果が得られます。

オリジナルを取り、小さい「正しい」センサーのサイズを示す赤いボックスを描画すると、次のようになります。

したがって、レンズが「正しい」カメラで撮影された場合、画像全体がボックス内のその領域になります。

おそらく「クロップファクター」について聞いたことがあるでしょう。これは文字通りです。

ここで、IBISがセンサーをかなり動かす必要がある場合（ここでは、ペンタックスフルフレームの1.5mmの移動制限と同じ相対量）、元の位置と新しい位置を表す明るい赤い線が表示されます。シフト。コーナーが近づいているが、まだサークル内にあることがわかります。

この画像になります：

実際、右下の極端な部分を見ると、本来あるべきではない少しの陰影があります。この不自然な例は少し行き過ぎです。（コスト、重量、サイズなどを節約するために）最小のエッジを押すように設計されたレンズの極端なケースでは、IBISシステムが最も極端なシフトを行う必要がある場合、実際には次のようなアーティファクトの増加が見られます。これは、影響を受ける画像の隅にあります。しかし、これは現実にはまれなケースです。

マイケルクラークが指摘するように、レンズの端近くで画質が低下することは一般的に真実であり、（キャプチャされたディテールの意味で）最大の解像度にしようとする場合、中心からずらすとそれに影響を与える可能性があります。ただし、キャプチャされたピクセルに関しては、カウントは同じです。

センタリングの問題に加えて、これはコンポジションにも影響を与える可能性があります。フレームの一方の端から何かを含めたり除外したりすることに非常に注意を払っていても、まだ保持していない場合は、5％ほど離れている可能性がありますあなたはそう思った しかし、もちろん、静止していない場合は、動きだけでそれを得る可能性があります。

実際、Pentaxは（少なくとも）実際にこれを使用して新しい機能を提供します。設定を使用してセンサーを意図的にシフトし、異なる構成を許可できます（ベローズカメラやチルトシフトレンズからのわずかなシフトと同じです） ）。これは、建築写真で特に役立ちます。（このビデオの実際の動作をご覧ください。）

また、露出の過程で何が起こっているかについて考えることは価値があります。目標はぼやけを減らすことですよね？カメラが完全に静止している場合（もちろん完全な焦点を想定している場合）、画像内のすべての光源が1か所に移動し、画像内のその光源が完全にシャープに描画されます。しかし、カメラが動くかなり長い0.5秒のシャッタースピードを調べてみましょう。それからあなたはこのようなものを手に入れます：

…露光中のカメラの動きにより、点ではなく線が描かれます。これを補正するために、レンズ内であろうとセンサーシフトであろうと、画像安定化は新しい場所にジャンプするだけではありません。それは（可能な限り）シャッターが開いているときのおそらく不安定な動きに従います。ビデオの場合、フレームごとに差分を比較することで、ソフトウェアベースの修正を行うことができます。単一の写真の露出の場合、そのようなことはないため、この回答の上部にある引用のようには機能しません。代わりに、高度な機械的ソリューションが必要です。

IBISとレンズベースのIS（LBIS）には、それぞれ独自の利点と欠点があります。どちらが「より良い」かは、多数の変数に依存します。これらの変数の階層は、写真家ごとに異なり、特定の写真ごとに異なります。写真の多くのことと同様に、あなたはあなたのお金を支払い、あなたはあなたとあなたが作りたいと思う写真のタイプのためにあなたがよりうまくいくと思うあなたの選択をします。

mattdmの回答は、IBISが機能するためにイメージサークルがセンサーの対角線よりも大きくなければならないことをよく説明しています。この当然の結果として、センサーがシフトされると、レンズの光軸の中心がセンサーの中心以外のスポットに投影されます。したがって、センサの一方のエッジ（または角）があるセンサーを中心とする場合よりもイメージサークルの一方の縁部に近いです。もちろん、これの主な欠点は、イメージサークルのエッジが通常、イメージサークルの中心ほど光学的に良くないことです。通常、イメージサークルの端では、中心よりも歪み、光の減衰、解像度が低くなります。

IBISは画像の解像度を下げますか？

ほとんどのレンズでは、レンズがイメージサークルの端にあるセンサーの解像度を超えられない場合、フレームの片側にあります。フレームの反対側では、センサーのエッジ/コーナーがレンズの中心軸に近づくため、解像度がわずかに向上します。レンズのイメージサークルの一番端の解像度が、センサーの中心にあるときにセンサーのエッジ/コーナーに投影されるイメージサークルのポイントの解像度よりも十分に低い場合、写真で目立つ可能性があります。レンズの光軸。

一方、投影されたライトサークルの端でも、レンズがセンサーよりも解像度が低い場合は、目立った違いはありません。明らかな要点は、非常に小さなフォトサイトを備えた非常に高いメガピクセルのセンサーでは、レンズの機能の限界を表示できないはるかに大きなフォトサイト（ピクセルウェル）を備えたカメラを使用する場合よりも効果が顕著になるということです。

マーケティング担当者が宣伝に使用していたIBISの主な利点は、すべてのレンズで使用できることです。¹ただし、古いレガシーレンズのイメージサークルは、IBIS搭載カメラ用に設計された新しいレンズよりも小さい場合があります。古いレンズが135フォーマット35mmフィルム用で、カメラにAPS-Cセンサーがある場合、これは問題ではありませんが、カメラがフルフレームの135フォーマット（36x24mm）のIBIS付きデジタルカメラの場合は問題になる可能性があります。現在強調されているIBISの主な利点は、レンズベースのISでは補正できない軸上のカメラの動きを補正できることです。IBISの主な欠点は、ISを必要とする焦点距離が長いほど、広角レンズよりも望遠レンズが長いほど、同じ量のセンサーの動きが少ないカメラの動きを打ち消すことができるという点で、IBISのメリットがほとんどありません。

レンズベースのISでは、IS要素/グループの動きにより、レンズの穏やかな位置ずれが生じます。これは、ISの動きによって引き起こされるlens²の「完全ではない」光学配置によってもたらされるぼかしが、レンズ/カメラの動きによって導入されるぼかしよりも小さい場合、許容できると見なされます。LBISの最大の利点は、狭い画角（長い焦点距離）の場合、イメージサークルのサイズと速度と距離の両方によって制限されるセンサーをシフトすることで実行できるよりもはるかに多くの補正を実行できることです。 -カメラサーボは、バッテリー/エネルギー消費/コストに関して比較的コンパクトで効率を維持しながら、センサーを移動できます。

_{¹これにより、ISレンズを使用するシステムと比較して、IBISを使用するシステムのレンズは安価になります。たとえば、CanonのISレンズのEFラインまたはNikonのVRレンズのFマウントラインと、ソニーの非IS AマウントおよびIBIS搭載の初期の非IS Eマウントレンズの間で比較可能なレンズの調査を試してください。彼らは、カメラ本体に安定化（さらにはフォーカスモーター）を配置することで、非安定化レンズ（フォーカスモーターが不要な場合もある）を安くできるという主張であなたを売ろうとするかもしれませんが、ソニーの非キヤノン/ニコンの安定化レンズと比較した安定化レンズは、他の点では同等であるレンズ間の価格差があったとしてもほとんどないことを示しています。
²IS以外のプライムレンズであっても、「完全に」位置合わせされた複合レンズなどはありません。考慮すべき製造公差は常にあります。}

センサーは、レンズによって投影された画像に対してではなく、レンズの投影円を離れるようにそれ自体を強制しない限り（または許容できない画像の障害が発生しているフリンジに入る場合）、と一緒に移動します）、問題ないはずです。実際、一部のカメラでは、可動センサーを利用して、センサーを毎回半ピクセルずつシフトして複数の露出を行い、ピクセルをインターリーブして（いわゆるピクセルシフトモード）、解像度を上げています。