Wie funktioniert der Stabilisator?
 

Wie funktioniert eigentlich der Stabilistator? Was kann er leisten und was nicht?

Hintergrund ist meine Feststellung, das Bilder auf dem Stativ schärfer werden als aus der Hand. In der Hand fotografiere ich oft mit 1/50 Sekunden. Bei 1/200 habe ich auch die schärferen Bilder. Es sind kleine aber doch sichtbare Effekte.

Meine Vermutung ist, das eine gleichförmige Bewegung kein Stabilisator auf der Welt korrigieren kann. Ein Punkt bewegt sich nach der Formel

x= v*t + a*t*t

wobei gilt
t ist der bewegte Punkt, der verschmiert
v Geschwindigkeit
a Beschleunigung
t Zeit

Nun kann kein System eine Geschwindigkeit erkennen (Physikunterricht). Trotzdem ist sie vorhanden und verursacht eine Verschmierung. Die Beschleunigung kann theoretisch erkannt werden und korrigiert werden. Übrig bleibt die Verschmierung, die aus der Komponent der gleichförmigen Bewegung resultiert.

Merke: Ab 1/200 Sek wird das Bild scharf wie mit Stativ geschossen.


Liege ich mit meiner Vermutung richtig, das eine Geschwindigkeit nicht erkannt wird? Und falls doch: Wie geht das? Merkt sich der Stabilisator einen Punkt und korrigiert drumherum? Was kann ein Stabilistor leisten?

Nein. Die Gyro-Sensoren messen Winkelgeschwindigkeiten. Gemäß den Abbildungsgesetzen normaler Optiken (Fisheyes außen vor) bewirkt eine Verkippung der Kamera (verkippen, verwackeln) eine Verschiebung des Bilds in der Bildebene (Sensor). Zwar ist da ein Arcus Tangens im Spiel, aber bei kleinen Winkeln gilt alpha ~ tan alpha.

Aus der Verkippungsgeschwindigkeit kann man also direkt eine Verschiebegeschwindigkeit errechnen und den Sensor entsprechend bewegen.

Ach was, wirklich?
Sorry für den Sarkasmus, aber diese Feststellung ist so neu nicht ;)

Auch das ist 1 mal 1 der Fotografie....

Doch, jeder simple Tacho kann sowas (zumindest messen)
Beschleunigungssensoren (sind in der Kamera verbaut) können sogar Richtung und Geschwindigkeit erkennen, messen und das System berechnet daraus für die Motoren des beweglich aufgehängten Fotosensors einen Gegenbewegung.

Nö, die resultiert aus der Zeit des geöffneten Verschlusses und der dabei entstandenen Bewegung der Kamera.

Jou, dass wussten schon die alten Römer :lol:

Fragen über Fragen....
Ja, Geschwindigkeit wird erkannt, ja, die Kamera merkt sich den Punkt und der Fotosensor wird um diesen Punkt korrigiert. Und das sind nur wenige
Millimeter, das (die) leistet der Stabilisator.

Old-Papa

Aha, einen Gyros Sensor haben wir. Jetzt sehe ich schon klarer. Ich hatte vollkommen recht! Denn Ein Gyros Sensor erkennt nur Vibrationen.

http://www.tamron.de/Glossar.28.0.ht...ash=679dc1c173

Ich find das herrlich. Der ist schon soo alt und ich kann jedes mal wieder drüber lachen. :top:

Hier ist er wieder: der Glaubenskrieg:

"das die High-End Bildstabi's sind, gegenüber den Low-End Gehäuse-Stabi's!

http://www.dslr-forum.de/showthread.php?t=182717


Rein theoretisch kann man sich vom Stabi (von welcher Firma auch immer) nicht zuviel versprechen, da die gleichförmige Bewegung der Hand nicht erkannt werden kann und somit unkorrigierbar ist. Ein Gehäuse Stabi ist auf jedenfall sinnvoller.

Naja denkbar ist ein Ansatz schon. Geschwindigkeit kannst du messen, wenn du einen Bezugspunkt hast. Empfängt der Sensor die ersten Bilddaten, könnte ein Punkt als Fixpunkt dienen, der Stabi muss dafür sorgen, dass dieser Fixpunkt immer an der selben Stelle bleibt. Es wird sehr schwer sein sowas umzusetzen, aber ich bin mir sicher, dass es prinzipiell geht. Was du mit deiner Aussage meinst ist, dass alle physikalischen Systeme, egal mit welcher Geschwindigkeit sie sich zu einem Bezugspunkt bewegen, physikalisch äquivalent sind.

Jö, endlich wieder ein Thema für mich...:lol::lol:

In der A-700 sind sicher KEINE Gyroskope eingebaut (und schon gar kein Gyros-Spiess :cool:), sondern Beschleunigungssensoren auf MEMS-Basis (http://de.wikipedia.org/wiki/Micro-E...hanical_System).

Es ist zwar richtig, dass man damit keine (gleichförmigen!) Geschwindigkeiten messen kann, sondern nur Beschleunigungen. ABER jede kreisförmige Bewegung (Rotation) ist prinzipiell eine beschleunigte Bewegung! Unter der Annahme, dass unsere Wackelbewegungen keine reinen geradlinigen Bewegungen (Translationen) sind, sondern Rotationen bzw. Schwingungen mit Umkehrpunkten, bekommt der Sensor genug Informationen, damit der Regelkreis entsprechend korrigieren kann.

Und dass es funktioniert, bezweifelt wohl keiner, oder?

Netter Nebeneffekt davon ist, dass Mitzieher nicht beinflusst werden.

Das gilt nur für unbeschleunigte Systeme! Du meinst sicher Inertialsysteme, oder?

Wahrscheinlich! Wir hatten schon mal eine längere Diskussion darüber hier im Forum...

Es gibt 2 im Service Manual als "angular velocity sensor" (pitch+yaw) bezeichnete Sensoren in der :alpha:700, die offenbar im oberen Griffbereich in der Nähe des Auslösers angebracht sind (um 90 Grad versetzt).
Vielleicht hat man diese Anordnung dort gewählt, um die durch den Druck auf den Auslöser verursachten Winkelbeschleunigungen besser messen zu können.

Es ist ziemlich egal, wo die Sensoren in der Kamera verbaut sind. Es sei denn die Kamera ist gerade dabei sich aufzulösen. :lol:

Nö, da hat "fhaferkamp" schon Recht. Die größte Verwacklungsgefahr geht vom Auslösefinger aus und genau dort sollten die Sensoren auch angeordnet werden. Wenn die Sensoren beispielsweise in der Mitte angebracht sind und ich die Kamera genau um diesen Mittelpunkt verdrehe (also verwackel) entsteht ja kaum eine relative Bewegung.
Deshalb: Ja, dort am Auslöser ist goldrichtig ;)
Old-Papa

Ja ich wollte das Wort hier nicht benutzen:D (das kennen doch nur Physiker). Du hast recht, es gilt nur wenn sich die Systeme mit gleichmässiger Geschwindigkeit bewegen.

Die Sensoren reagieren genau nur auf Verdrehen oder Verkippen. Oder wofür steht "Angular Velocity Sensor"?

Gyros kommt von griechisch “drehen". Deswegen heisst es Gyro Sensor. Exakt wie die griechische Spezialität, die auch erst am Spiess drehen muss, bevor sie auf dem Teller liegt. Gäbe es zur Enteckungszeit des Prinzip eine Vorliebe fürs türkische, würde es Döner Sensor heissen. Döner heißt auf türkisch "drehen".

http://dienxteebene.blogspot.com/200...hitechnic.html

Drehen (dönieren) ist Beschleunigung und keine gleichförmige Bewegung und kann nicht erfasst werden. Deswegen gibt es immer eine Verschmierung, wie Old-Opa festgestellt hat. Nur mit einer kurzen Belichtungszeit läßt sich das vermeiden.

Wieder was dazu gelernt! :top:

Trotzdem sind die Sensoren in unseren Kameras streng genommen keine Gyro-Sensoren, denn dieser Ausdruck stammt ursprünglich von den Gyroskopen. Diese hatten auch noch wirklich rasch rotierende Kreiselelemente. Die neuen, sehr kleinen Sensoren haben diese nicht mehr.

Warum? Gerade weil eine Rotation ein beschleunigte Bewegung ist, kann man sie leicht messen! Eine gleichförmige Bewegung kann nur schwer erfasst werden, weil dabei keine Kräfte auftreten!

Genau das meine ich ja, wenn man "schwer" durch "gar nicht" ersetzt.

Man stelle sich mal den Mann vor, der in Kälte bibbert und ein Foto schiessen will. Er hüpft auf und ab und springt von einem Bein zum anderen. Nur der Hüpf kann erfasst werden und korrigiert werden. Das Fliegen in der Luft bleibt aussen vor.

Da ein Punkt nach x = v*t + a*t*t verschiebt sagt mir mein Gefühl, das der Term v*t grösser ist als a*t*t. Ich sehe schon: ich muss fotografieren und vergleichen: 1) mit Stativ 2) 1/30 und 3) 1/200 sek.

Erfasst werden müssten in diesem Fall der Absprung, dann der Flug bis zur vertikalen Änderung (höchster Punkt des Sprungs mit anschließender Beschleunigung zur Erde) und der Punkt des Auftreffens auf der Erde.
Also jeder Teil, in dem ein Trägheitskraft auftritt. Und das ist im Prinzip immer.

Anders ist es, wenn man bspw. im Zug sitzt, welcher gerade auf eine bestimmte Geschwindigkeit beschleunigt und diese dann hält. Bis zum erreichen der Endgeschwindigkeit müßten die Sensoren arbeiten, dann nicht mehr - oder?

(kann mich nicht so wissenschaftlich ausdrücken - sorry)

Stimmt schon, doch es sind auch Beschleunigungssensoren (oder zusätzliche?). Die reagieren besonders auf Beschleunigung und die ist beim geschilderten Fall außen nunmal größer als im Inneren. Aber was solls, die Dinger sind da verbaut wo die SonieInschenjöre es wollten, das passt dann schon ;)
Old-Papa

Man kann natürlich die Geschwindigkeit messen (jeder Autotacho, jedes GPS usw kann es)! Nur über eine Kraftmessung geht es nicht, weil eben bei einer gleichförmigen(=nicht beschleunigten Bewegung) keine Kräfte entstehen (=Newton Gesetze).


Auch wenn du die Formel noch ein paar Mal wiederholst, wird sie nicht richtiger :lol:

x=v*t + (a*t*t)/2

Und welcher Term nun größer ist, hängt schlicht und einfach von der Form der Bewegung ab. Alles ist möglich! (=Werbespruch der österr. Lotterien :cool:).

Eine Verdrehung ist automatisch auch immer eine Beschleunigung! Die Sensoren reagieren NUR auf Beschleunigungen.

Automatisch in der Theorie sicher, nur in der Praxis wird dieser Sensor gaaaanz langsame "Verdrehungen" eher nicht registrieren (bzw, diese Registrierung nicht weiter verarbeitet werden).
Aber gaaanz sicher sehr schnelle "Verdrehungen", da dabei eine viel größere Beschleunigung auftritt.
Also in Praxi: Ein stetiges und langsames Bewegen der Kamera (Mitzieher) sollten den Fotosensor möglichst nicht zum Ansprechen (Bewegungsausgleich der vermeintlichen Verwacklung) bringen. Ein ungewolltes Verwackeln am Auslöseknopf aber schon. Eine solche Verwacklung (zur Vereinfachung nur ein Verdrehen) ist am Rand der Kamera sicher einfacher zu registrieren, als exakt in der Mitte des gedachen Verdrehkreises (z. B. Kameramitte). Der Verdrehwinkel ist zwar gleich, doch die zurück gelegte Strecke in der Zeit X ist minimal (dagegen ist ne Schnecke ein Rennkamel) Ab wann dieser Beschleunigungssensor nix mehr registriert hängt nur von seiner Präzision ab.
Old-Papa

Leider können wir nur spekulieren, da wir die genauen Sensortypen bzw. deren Auswertung nicht kennen. Prinzipiell sind diese Sensoren sehr empfindlich - und können auch "gaaanz langsame Verdrehungen" :lol: (das hast du schön formuliert :cool:) erkennen.

Was du wahrscheinlich meinst, ist der Frequenzbereich, auf den die Regelung optimiert ist. Irgendwo ist mir einmal ein Artikel untergekommen, wo gesagt wurde, dass die Kamerahersteller viele Untersuchungen (auch bei Amateuren!) hinsichtlich der auftretenden Frequenzen beim Verwackeln angestellt hätten...

Ein Vergleich mit dem Kit Objektiv 75-300mm der Sony Alpha 100. f=300mm Oben ist der Stablisator aus, unten ist er an. Links 1/50 und Rechts 1/500. Das Bild ist ein Auschnitt.

http://www.sonyuserforum.de/galerie/...ergleich_3.jpg

Bild 3 ist eine Verbesserung gegenüber Bild1. Der Stabilisator wirkt. Auf dem 9x13 eine Verbesserung.

Aber richtig Scharf ist Bild 2 und Bild 4. Der Stablisator spielt keine Rolle. Der richtige Schuss für den Monitor.

Ergebnis: Wer richtig scharfe Bilder schiessen will (und wer will das nicht), braucht keinen Stabilsator.


Gibt es diesen Vergleich mit der Sony Alpha 700? oder 900?

Ist natürlich mit dem Tele ganz schön im Grenzbereich. Der Stabi bringt ca. 3 Blendenstufen, aber zaubern kann der auch nicht. Und wenn man mal die 500stel um drei Stufen runterrechnet ist man immer noch weit entfernt von einem 50stel. Insofern bringt der Vergleich nicht viel.

Gewagte Aussage ;), ich wuerde sagen, der Bildstabi konnte, bei dir, in dieser Aufnahmesituation nicht mehr als 3 Blendenstufen kompensieren. Vielleicht machst du nochmal einen "Test" bei dem die Verschlusszeit nicht im Grenzbereich des Bildstabi liegt.

Wie der_isch schon schreibt, zaubern kann der Bildstabi nicht, aber er ist eine grosse Hilfe :top:.

@katz123
der_isch hat es schon gesagt: der Test ist leider nicht sehr aussagekräftig und die Schlussfolgerung ist schlicht und einfach falsch!

Der Stabi bringt sehr viel! Kann aber nicht Wunder vollbringen...

Wenn du eine vernünftige Aussage haben willst, dann mach einen Test mit ALLEN Zeiten zwischen 1 Sekunde und 1/1000s mit und ohne SSS, wobei bei jeder Zeit mindestens 5-10 Aufnahmen notwendig sind. Nur dann ist die Aussage, ob der SSS was bringt, halbwegs brauchbar.

Stabi bei Astrofotografie
 

Hallo Zusammen,
beim Lesen dieser Diskussion kam bei mir die Frage auf, ob der Stabi auf einer Montierung mit Nachführmotor hilfreich ist ? Wenn ich die Kamera montiert habe und den Motor einschalte und die Hand auf die Kamera lege, kann ich die Schritte des Motors fühlen. Wäre das nicht genau die richtige Anwendung für den Stabi ? Zumal die Belichtungszeiten ja meist sehr hoch sind.

Gruss
Andreas

Da gibt es jetzt schon einige Threads dazu. Manche sagen (und untermauern dies sogar mit Testaufnahmen), dass SSS am Stativ (soagr am wackeligen Einbeinstativ) nichts bringt bzw. sogar die Aufnahmen verschlechtert.

Daher ist es wahrscheinlich am einfachsten, wenn du schnell ein paar eigene Tests auf deiner Montierung machst.


Es wundert mich aber, dass du Vibrationen spürst! Was siehst du dann im Okular bei hohen Vergößerungen (>200x) ? Kannst du diese Vibrationen sehen?

Ich habe bisher, bewusst, nichts bemerkt. Zumal ich für mich selber festgestellt habe, dass man nie so richtig ruhig steht. Aber für mich ist das auch noch viel Neuland.

Fadenkreuzokular, heller Stern, hohe Vergrößerung und schauen, ob sich was bewegt...

Meine Ausrüstung ist noch sehr bescheiden und beeinhaltet leider kein Fadenkreuzokular. Ich arbeite dran.;)

Nach meinem bisherigen Wissensstand werden beim AS und SSS Sensoren verwendet, die eine Winkelbeschleunigung messen.

Demnach können auch keine linearen "Wackelbewegungen" kompensiert werden (was m.M. nach auch recht unsinnig wäre), sondern nur "Winkelverwackelungen".

EDIT:
Wenn das hier geschriebene stimmt, registrieren die Sensoren wohl doch die Winkelgeschwindigkeit und nicht die Winkelbeschleunigung. :roll:

Damit meinst Du sicher die Zentrifugal/petal-Beschleunigung quer zur Bewegungsbahn. Diese (lineare) Beschleunigung ist abhängig von Winkelgeschindigkeit und Bahnradius und wird in unseren Kameras nicht gemessen, weil ohne Kenntnis des Bahnradius auch keine sinnvolle Korrekturmaßnahme ergriffen werden könnte. Es wäre auch denkbar, daß die Rotation zufällig einmal genau um die Achse des Linearbeschleunigungssensors stattfinden kann, der diese dann aber prizipiell gar nicht registrieren kann.

Der Anbringungsort innerhalb der Kamera ist völlig unerheblich, da sich die Kamera nur als Ganzes drehen kann, und der Betrag des Drehwinkels ist in der ganzen Kamera der gleiche (wenn das nicht der Fall wäre, würde sie sich auch in Einzelteile zerlegen ;)).

Nochmals: die Sensoren messen Beschleunigungen - diese bewirken Kräfte. Und diese Kräfte wirken auf mikroskopisch kleine Siliziumbalken, die aus einem Wafer herausgeätzt wurden (MEMS-Technik). Die Signale, des daraus entstehenden Doppelkondensators werden ausgewertet.

Woher die Kräfte kommen, ist egal. Von einer linearen, gleichförmigen Bewegung (v=konst.) können sie nicht kommen, denn da entstehen keine Kräfte. Von einer kreisförmigen Bewegung (auch mit v=konst.!) können sie sehr wohl kommen, da sich bei einer kreisförmigen Bewegung permanent die Richtung ändert (=ungleichförmige=beschleunigte Bewegung=Kräfte!).



Da versteh ich nicht, was du meinst...

Der Meinung war ich bis heute ja eigentlich auch...

Du bist Physiker, nicht wahr?
Dann drücke Dich bitte etwas genauer aus.
Meinst Du (lineare) Beschleunigungen oder Winkelbeschleunigungen?

Hast Du das von mit verlinkte PDF gelesen?
Darin ist die Rede von "detecting angular velocity" und nicht von "acceleration".
Korrigiere mich, wenn ich falsch liege, mein Englisch ist leider etwas eingerostet.

Im Sony-Manualtext war ebenfalls die Rede von "velocity"...(normalerweise glaube ich aber keinem Werbetexter...;))

Wenn ich das Prinzip richtig verstehe, dann wird hier die Auswirkung von Corioliskräften gemessen, die auf schwingende Masseelemente wirken. Wie diese Schwinger genau aussehen (Schwinggabel/-Balken/-Ring) und wie die Kräfte oder Ablenkung gemessen werden (Piezo / kapazitiv) spielt erst mal keine Rolle.

M.W. wirken Corioliskräfte auch in Systemen mit konstanter Winkelgeschwindigkeit.
Anders kann ich mir jedenfalls nicht erklären, warum auf der einen Erdhalbkugel Lufthochdruckgebiete zu einer Luftrotation in der einen Richtung führen und Tiefdruckgebiete zu einer entgegegesetzen Rotation (auf der anderen Erdhalbkugel ist es bekanntlich genau umgekehrt).

Das habe ich schon verstanden.
Die Kraft die Du meinst heißt Zentripetal- bzw. Zentrifugalkraft.
Diese Kräfte werden beim AS/SSS aber nicht gemessen.

Ich meine:
Wenn in der Kamera nur 2 lineare Beschleunigungssensoren vorhanden wären (ich nehme nicht an, daß Du der Meinung bist, daß die Sensorik tatsächlich so realisiert wurde, man könnte durch Deine Äußerungen über "Beschleunigungen" und "Kräfte" aber möglicherweise zu dieser falschen Schlußfolgerung kommen), dann könnte bei einer Rotation um einen Sensor dieser gar keine Drehbewegung (oder Drehbeschleunigung) detectieren, da das Masse-Feder-Meßelement nicht auf Biegung sondern bestenfalls auf Torsion beansprucht würde und mit einen einzigen Sensorelement (Piezo-Biegebalken, Kapazitiv etc.) würde die Meßgröße Null ergeben, da sich postive Spannung auf der einen Sensorseite durch die negative Spannung auf der anderen Seite zu Null überlagern würde.

Ich glaube, du bringst da einiges durcheinander! Dein Link ist zwar recht schön und gut, ob aber der Sensor in den Sonys auf dieser Technik beruht, steht in den Sternen...

Zu den Geschwindigkeiten und Beschleunigungen:

1. Gleichförmige Translation (=geradlinig und v=konst) ergibt keine Kräfte. Kann daher von solchen Sensoren nicht erkannt werden.

2. Gleichmäßig beschleunigte Translation (=geradlinig und v=!konst) ergibt Kräfte. Kann gemessen werden.

3. Gleichförmige Rotation (=Kreisbewegung und Winkelgeschwindigkeit=konst) ergibt Kräfte (weil sich die Richtung ändert; vektorielle Größe)!! Kann gemessen werden!

4. Gleichmäßig beschleunigte Rotation ergibt auch Kräfte und kann damit auch gemessen werden.

Jetzt alles klar?



Übrigens: es ist die Corioliskraft.

Physiker zu sein ist nicht unbedingt ein Zeichen von völliger Inkompetenz.

Die Bemerkung, dass Winkelgeschwindigkeit eine Beschleunigung habe ich mir verkniffen, weil ich schlimme Anfeindungen fürchtete. Da sie nun gefallen ist, gebe ich noch meinen Senf dazu: Ein Winkel, der mit konstanter Winkelgeschwindigkeit winkelt, erzeugt eine Beschleunigung.

Soweit ich verstanden habe erzeugt der Gyros Sensor eine Ausschlag wie bei einem Pendel. Der Rückschlag wirkt der Geschwindigkeit entgegen und kompensiert die Geschwindigkeit zum Teil. Wo kein Gezittere vorhanden ist, kann der Gyros Sensor nicht wirken und die Aufnahme verwischt etwas (z.B. Haare).

Richtig Haarscharf wird es nur bei einer sehr kurzen Belichtungszeit oder Stativ.

????:roll:

Auf Deutsch?

Gar nicht so schlecht - nur es erzeugt nicht eine Beschleunigung, sondern die ist immer vorhanden bei einer Kreisbewegung.

Der Beschleunigungs-Sensor erzeugt ein elektrisches Signal, das in einem Regelkreis verarbeitet wird und dann wird der CMOS-Sensor entsprechend bewegt.

Aber schön langsam ist es genug an Erklärung...