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Bildstabilisatoren – Technik und Aufbau

Donnerstag, 14. Mai 2009: „So oft wie möglich mit Stativ filmen!“, das ist ein Rat, den man Videoamateuren oft mit auf den Weg gibt. Doch was wenn das Stativ im Urlaub eher hinderlich ist? Oft ist in bestimmten Gebäuden oder öffentlichen Plätzen das Filmen mit Stativ gar untersagt – oder man benötigt eine extra Drehgenehmigung. Damit das Filmen aus der Hand nicht zur Zitterpartie gerät, verfügen die meisten Camcorder über Bildstabilisatoren. Welche Varianten es gibt und wie diese funktionieren lesen Sie im folgenden.

Motiverkennung: Der Bildausschnitt wird automatisch mitgeführt

Variables Prisma: mit Flüssigkeit gefüllte Kammer zwischen beweglichen Trennscheiben

Linsenvariante: Der Ausgleich erfolgt über verschiebbare Linsen

Eine ruhige Hand sollte man schon haben beim Filmen. So ruhig, dass das Bild komplett verwacklungsfrei bleibt, ist allerdings keiner. Noch deutlicher wird das bei der Verwendung langer Brennweiten – wenn also an das Bildmotiv herangezoomt wurde. Was beim Filmen nicht großartig auffällt kann, bei der späteren Vorführung auf einem großen Bildschirm oder bei der Projektion auf Leinwand, den ganzen Videogenuss vermiesen. Wackler machen sich unangenehm bemerkbar – in extremen Fällen bis hin zur Seekrankheit. 

Frei nach dem Motto: „Für jedes Problem gibt es eine Lösung.“, haben sich die Hersteller auch hier nach Lösungsmöglichkeiten umgesehen. Herausgekommen sind Bildstabilisationssysteme die auf verschiedenen Prinzipien beruhen.

Elektronische Bildstabilisatoren

Das Verwackeln der Aufnahme lässt sich auf elektronischem Wege verringern. Hierbei wird der sichtbare Bildausschnitt kleiner gehalten, als mit dem verwendeten Bildsensor eigentlich möglich wäre. Bewegt sich nun das gesamte Bildmotiv plötzlich, so nimmt die Automatik an, dass es  sich hierbei um ein Verwackeln der Aufnahme handelt und regelt entsprechend nach. Dabei wird der verwendete Bildausschnitt quasi auf dem Bildsensor mit dem Motiv mitgeführt und die bisher ungenutzte Fläche auf dem Bildsensor mit verwendet. 

Elektronische Bildstabilisationssysteme hatte lange Zeit den Nachteil, dass die Bildanalyse mittels des Bildsensors erfolgte. War es zu dunkel konnten diese Systeme Ruckler nicht mehr genügend erkennen und funktionierten unter Umständen nicht einwandfrei. Ein weitere Nachteil war die Bewegung an sich. Erfolgt das Erkennen der Verwacklung nur über den Bildsensor und nicht etwa über eingebaute Beschleunigungssensoren, versucht der Stabilisator auch bei gleichbleibender Bewegung wie bei einem Schwenk so lange nachzuregeln bis der maximale Regelbereich erreicht ist. Mit speziellen Beschleunigungssensoren lassen sich gleichförmige Bewegungen von Rucklern unterscheiden. Das Ausgleichen findet nur bei Beginn und am Ende der Bewegung statt. Wirkt keine Beschleunigung mehr auf die Kamera, wird der Ausgleich dezent und fast unmerklich zurückgenommen um für den nächsten Ruckler bereit zu sein. Manche Hersteller verwenden Beschleunigungssensoren zunehmend in Verbindung mit elektronischen Bildstabilisatoren. Diese Variante in der Regel günstiger als optische Systeme und steht diesen in puncto Bildqualität inzwischen in nichts nach.

Optische Bildstabilisatoren

Hier erfolgt die Stabilisierung durch Linsen oder Prismen, die Verwacklungen direkt im Strahlengang ausgleichen. Vorteil: Theoretisch kann die gesamte Fläche des Bildsensors für das tatsächlich gezeigte Bild verwendet werden. Feinste Bewegungen werden von den Sensoren erkannt und elektronisch verarbeitet. Präzise und schnell reagierende Servomotoren steuern die optischen Elemente, um Verwacklungen auszugleichen. Eine Variante besteht aus einer mit Flüssigkeit gefüllten Kammer, die jeweils vorne und hinten durch eine Glasscheibe begrenzt ist. Die Glasscheiben lassen sich in unterschiedliche Winkel zueinander bringen womit sich – bedingt durch die Lichtbrechung der Flüssigkeit – der Weg des Lichts entsprechend anpassen lässt. Eine andere Technik funktioniert mit Hilfe verschiebbarer Linsengruppen. Die in Echtzeit innerhalb des Strahlenganges seitlich verschiebbare Linsen sorgen dafür, dass Ruckler ausgeglichen werden.

Mechanische Bildstabilisatoren

Auch diese Technik wollen wir nicht unerwähnt lassen. Hier findet der Ausgleich nicht im Objektiv, sondern erst dahinter statt. Der gesamte Bildsensor ist beweglich und wird zum Ausgleich der Verwacklungen durch präzise arbeitenden Servomotoren der Position des Aufnahmemotivs angeglichen. Diese Variante findet zur Zeit Anwendung bei einigen digitalen Fotokameras.

Allgemein zu beachten

Die genannten Techniken sind inzwischen allesamt ausgereift und haben jeweils Ihre Vor- und Nachteile. Das ganz normale Zittern der Hand wird in moderaten Brennweitenbereichen gut ausgeglichen – Wunder darf man jedoch nicht erwarten. Bei starken Tele-Einstellungen oder zu wackliger Kameraführung versagen alle der genannten Systeme. Steht der Camcorder tatsächlich auf einem Stativ sollte man den eingebauten Bildstabilisator ausschalten. Dieser versucht sonst nachzuregeln wo es nichts nachzuregeln gibt – bei Schwenks beispielsweise. Bewegungsanfang und -ende werden vom Bildstabilisator jeweils als Ruckler gewertet, den der Bildstabilisator auszugleichen versucht. Ergebnis: Eine sehr unruhig wirkende Bewegung. Allgemein wird den optisch funktionierenden Systemen eine höhere Qualität zugesprochen. Bei den rein elektronischen Bildstabilisatoren konnte es durch Interpolationsfehler zu Verlusten in der Bildqualität kommen. Aber auch diese Variante ist im Laufe der Zeit von den Herstellern immer weiter verbessert worden. Beim Filmen aus der freien Hand gilt also: Bildstabilisator ein!