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dkamera.de Grundlagenwissen: Die Bildstabilisierung

Die Technik sowie verschiedene Vor- und Nachteile erläutert

Update 18.01.2018: Wir haben unseren Grundlagenwissens-Artikel zur Bildstabilisierung umfassend überarbeitet und unter anderem um aktuelle Technologien ergänzt.

Digitalkameras bzw. Objektive mit Bildstabilisator gibt es seit Mitte der 90er Jahre. Die damals entwickelten Bildstabilisierungs-Systeme kamen allerdings nur in teureren Kameras/Objektiven zum Einsatz und konnten Verwacklungen deutlich weniger effektiv als aktuelle Modelle ausgleichen. Heutzutage gibt es kaum noch eine Digitalkamera (Canon- und Nikon-DSLRs ausgenommen) ohne Bildstabilisator und auch die meisten Wechselobjektive besitzen – mit Ausnahme von lichtstarken Festbrennweiten – meisten einen. Im Folgenden wollen wir auf die wichtigsten Fragen zur Bildstabilisierung eingehen und auch die unterschiedlichen Technologien erklären.

Warum benötigt man einen Bildstabilisator?
Ein Bildstabilisator verhindert, dass der Fotograf – sofern er Bilder mit relativ langen Belichtungszeiten aufnimmt – durch sein eigenes „Zittern“ Aufnahmen verwackelt. Dieses Verwackeln lässt sich unter anderem durch eine spezielle Kamerahaltung zwar verringern, ein Bildstabilisator arbeitet aber noch effektiver. Als ungefährer Anhaltspunkt, welche Belichtungszeiten sich ohne Verwacklungen Freihand aufnehmen lassen, gilt die sogenannte Freihandgrenze. Diese entspricht dem Kehrwert der Brennweite. Möchte man eine scharfe Aufnahme aus der Hand bei einer kleinbilädquivalenten Brennweite von 100mm aufnehmen, sollte man ungefähr mit 1/100 Sekunde belichten. Abhängig von den eigenen Fähigkeiten, eine Kamera zu stabilisieren und der Auflösung der verwendeten Kamera, kann diese Regel jedoch abweichen. Bei Kameras mit sehr hohen Auflösungen gilt: Die Freihandgrenze sollte optimalerweise deutlich unterschritten werden. Statt 1/100 Sekunde entscheidet man sich bei 100mm besser für 1/160 oder 1/200 Sekunde.

Steht wegen einer nur relativ kleinen Blendenöffnung, wie sie beispielsweise viele Kompaktkameras besitzen, nicht ausreichend Licht für kurze Belichtungszeiten zur Verfügung und kann man die Sensorempfindlichkeit wegen eines zu starken Bildrauschens nicht erhöhen, erlaubt ein Bildstabilisator das Verlängern der Belichtungszeit, um Aufnahmen ohne Verwacklungen festhalten zu können. Bildstabilisatoren werden umso wichtiger, desto länger die Brennweite einer Kamera bzw. des Objektivs ausfällt, denn nach der Freihandgrenze muss die Belichtungszeit proportional zur Verlängerung der Brennweite verkürzt werden. Bei Brennweiten über 500mm ist ein Bildstabilisator somit fast alternativlos, sofern die Sonne nicht scheint, man keine hohen Sensorempfindlichkeiten einstellen möchte oder kein Stativ zur Hand ist.

Die Bildstabilisierung des Canon EF 24-105mm F3,5-5,6 IS STM im Test: Links aus, rechts an:

Zu beachten gilt dabei: Ein Bildstabilisator kann nur das Wackeln der Kamera ausgleichen, Bewegungen des Motivs lassen sich nicht verhindern.

Wie funktioniert ein Bildstabilisator?
Nahezu alle in Digitalkameras bzw. Objektiven zum Einsatz kommenden optischen Bildstabilisierungssysteme arbeiten auf der Basis von zwei Methoden: der Lens-Shift- und der Sensor-Shift-Stabilisierung.

Das Bildstabilisierungssystem eines Tamron-Objektivs im Detail:

Bei der sogenannten Lens-Shift-Stabilisierung wird eine zusätzliche Linse im Objektiv untergebracht, welche die Lichtstrahlen entgegen der Verwacklung korrigiert. Die Bildstabilisatorlinse ist im Gegensatz zu den anderen Linsen im Objektiv beweglich gelagert, sie schwebt in einem Magnetfeld.
Sofern Verwacklungen auftreten, werden diese von im Objektiv eingebauten Gyrosensoren erkannt, die Stärke der Verwacklung wird an einen Mikroprozessor weitergegeben. Dieser berechnet, wie stark sich die Korrekturlinse bewegen muss, um die Verwacklungen auszugleichen. Danach werden diese Informationen an die "Motoren" der Korrekturlinse weitergeleitet. Nun wird die Position der Korrekturlinse soweit verändert, dass die Verwacklung ausgeglichen werden. Dies ist natürlich nur in einem begrenzten Rahmen möglich, weshalb sich sehr starke Bewegungen nicht völlig reduzieren lassen.

Die Möglichkeiten der Sensor-Stabilisierung bei einer Systemkamera von Sony mit SteadyShot:

Bei der Sensor-Shift-Stabilisierung erfolgt der erste Schritt der Stabilisierung, also das Erkennen und Verarbeiten der Bewegung, genauso wie bei der Lens-Shift-Stabilisierung. Die Gyrosensoren sind hier aber natürlich in der Kamera untergebracht. Anstelle einer Korrekturlinse im Objektiv werden die Verwacklungen durch den Bildsensor ausgeglichen. Dieser ist beweglich gelagert und kann seine Position verändern. Das funktioniert in bis zu fünf Achsen. Damit Verwacklungen besonders gut minimieren werden können, gleichen die Gyrosensoren die Position der Kamera oder des Objektivs mehr als 1.000 Mal pro Sekunde ab. Die Antriebsmotoren der Korrekturlinse bzw. des Sensors arbeiten zudem ebenso mehrere Tausend Mal pro Sekunde. Tamron nennt beispielsweise eine Frequenz von 4KHz.

Panasonic erlaubt bei vielen Kameras und Objektiven die duale Bildstabilisierung:

Neueste Technologie: Die duale Bildstabilisierung.
Bei der dualen Bildstabilisierung werden die Vorteile der Stabilisierung im Objektiv sowie der Stabilisierung per Sensor kombiniert. Dazu sind natürlich eine Kamera mit Sensor-Shift-Stabilisierung und ebenso ein Objektiv mit Lens-Shift-Stabilisierung notwendig. Beide Stabilisierungssysteme erkennen sich automatisch und arbeiten zusammen. Diese Technologie funktioniert allerdings nur, wenn die Stabilisierung in der Kamera und im Objektiv kompatibel sind. Aktuell beschränkt sich die duale Stabilisierung daher auf herstellereigene Lösungen.

Diese werden beispielsweise von Panasonic („Dual I.S.“), Olympus („Sync IS“-Bildstabilisierung) und Sony („OSS“) angeboten. Dies bedeutet für die Praxis: Selbst wenn ein Objektiv von Olympus die duale Bildstabilisierung unterstützt und die eingesetzte Kamera von Panasonic ebenfalls zur dualen Bildstabilisierung fähig ist, lässt sich die Technologie leider nicht verwenden.

Sofern die duale Bildstabilisierung jedoch funktioniert, sind die besten aktuell möglichen Stabilisierungsleistungen zu erzielen. So gibt beispielsweise Olympus für OM-D E-M1 Mark II in Kombination mit dem M.Zuiko Digital ED 12-100mm F4 IS Pro eine Stabilisierungsleistung von 6,5 Blendenstufen an.

Vorteil eines Stabilisators im Objektiv:
Neben der eigentlichen Aufnahme ist auch das Sucherbild immer stabilisiert.

Vorteil eines Stabilisators in der Kamera:
Jedes verwendete Objektiv kann stabilisiert werden.

Bei Sony-Kameras mit SteadyShot lässt sich die Brennweite eines manuellen Objektivs vorgeben:

Da jeder Hersteller sein Stabilisierungssystem anders nennt, haben wir hier die bekanntesten zusammengefasst:
Canon: Image Stabilizer (IS)
Nikon: Vibration Reduction (VR)
Olympus: Image Stabilization (IS)
Panasonic: Optical Image Stabilization (OIS)
Pentax: Shake Reduction (SR)
Sigma: Optical Stabilizer (OS)
Sony: (Optical) Steady Shot (OSS)
Tamron: Vibration Compensation (VC)

Neben der optischen Stabilisierung kommt – bei meist günstigeren Kameras – auch eine elektronische Stabilisierung zum Einsatz. Bei der elektronischen Bildstabilisierung wird in der Regel nicht der komplette Sensor ausgelesen und das Bild bei Verwacklungen dementsprechend „verschoben“. Diese Methode mag sehr geringe Wackler noch ausgleichen können, bei starken Verwacklungen ist sie einer echten optischen Stabilisierung aber deutlich unterlegen. Als weiterer Nachteile lässt sich beim Einsatz der elektronischen Stabilisierung nicht die volle Auflösung des Sensors nutzen.

Die Systemkameras von Canon erlauben bei Videos eine elektronische Stabilisierung:

Die elektronische Stabilisierung muss man bei modernen Kameras allerdings nicht nur negativ sehen. Bei Videoaufnahmen kann die elektronische Stabilisierung Verwacklungen deutlich reduzieren und – vor allem in Zusammenarbeit mit einer optischen Stabilisierung – auf ein Minimum reduzieren. Da die höchste Videoauflösung einer Kamera praktisch immer unterhalb der Sensorauflösung liegt, fällt die Reduzierung der Sensorauflösung zudem nicht ins Gewicht. Wessen Kamera eine elektronische Stabilisierung bei Videos besitzt, kann diese daher oftmals ohne Nachteile verwenden.

Die Kompensationsleistung:
Wie gut ein Bildstabilisator Verwacklungen ausgleichen kann, gibt die sogenannte Kompensationsleistung an. Diese Angabe erfolgt in Lichtwerten bzw. Blendenstufen. Die meisten aktuellen Bildstabilisierungssysteme können zwischen zwei und fünf Blendenstufen ausgleichen, in der Spitze sind bis zu 6,5 Blendenstufen möglich. Diese Werte wurden zwar im Regelfall mit der standardisierten CIPA-Messmethode ermittelt, unserer Erfahrung nach sind sie jedoch sehr optimistisch oder geben besser gesagt nur das bestmögliche Ergebnis an. In unseren Testberichten finden Sie daher von uns selbst ermittelte Werte, die eher dem Praxisfall entsprechen.

Bei einer Kompensationsleistung von vier Blendenstufen kann die Belichtungszeit vier Mal verdoppelt werden, bevor unscharfe Bilder entstehen. Wer bei 100mm Brennweite Fotos mit 1/100 Sekunde ohne Verwacklungsunschärfe aufnehmen kann, sollte mit aktivem Stabilisator etwa 1/6 Sekunde schaffen.

Warum benötigt man verschiedene Stabilisatormodi?
Wer eine Digitalkamera oder ein Objektiv mit Bildstabilisator besitzt, wird möglicherweise schon über verschiedene Bildstabilisierungsmodi gestolpert sein. Bei vielen (vor allem höherwertigen) Objektiven kann man sich zwischen zwei, teilweise sogar drei Modi entscheiden. Beim ersten Modus handelt es sich in der Regel um den Standardbetriebsmodus. Hier gleicht der Bildstabilisator alle Verwacklungen aus. Der zweite Modus ist normalerweise für Mitzieher-Aufnahmen gedacht, so dass nur eine Achse stabilisiert wird. Bei Objektiven mit einem dritten Modus arbeitet der Bildstabilisator bei diesem nicht dauerhaft, sondern wird nur kurzzeitig zur Aufnahme aktiviert. Dadurch kann man nicht nur Strom sparen, teilweise geben die Hersteller auch an, dass sich nur in diesem Modus die maximale Stabilisierungsleistung abrufen lässt. Dies gilt unter anderem für das Tamron SP 150-600mm F5-6,3 Di VC USD G2.

Die Stabilisator-Optionen beim Tamron SP 150-600mm F5-6,3 Di VC USD G2:

Fehlende Einstellungsmöglichkeiten müssen jedoch nicht zwangsläufig bedeuten, dass der Bildstabilisator keine zusätzlichen Modi besitzt. Die Wahl des richtigen Modus kann auch die Kamera oder das Objektiv selbstständig übernehmen. Dann werden die verbauten Bildstabilisierungssysteme oftmals mit dem Zusatz „intelligent“ bezeichnet. Hier ist unter anderem der „Intelligent IS“ der Kompaktkameras von Canon als Beispiel zu nennen.

Sollte man den Bildstabilisator auf einem Stativ ausschalten?
Diese Frage dürfte wohl zu einer der am meisten diskutierten Fragen gehören. Bei einigen Kameramodellen, die „intelligente“ Bildstabilisatoren besitzen, schaltet sich die Stabilisierung automatisch ab, sobald ein Stativ verwendet wird. Ist dies beim verwendeten Kameramodell oder Objektiv nicht der Fall, sollte man lieber Vorsicht walten lassen und den Bildstabilisator ausschalten. Sonst kommt es möglicherweise zu plötzlich auftretenden Unschärfen. Da ein Bildstabilisator beim Einsatz von einem Stativ nicht benötigt wird, lässt sich darauf problemlos verzichten.

Welchen Bildstabilisator sollte man verwenden, wenn sowohl das Objektiv als auch die Kamera einen eigenen Bildstabilisator besitzen?
Diese Frage lässt sich pauschal nicht beantworten. Dies ist vor allem davon abhängig, welches Objektiv und welche Kamera zum Einsatz kommen. Neue Kameras und Objektive verfügen fast immer über effektiver arbeitende Stabilisierungssysteme. Wer ein altes Objektiv mit Stabilisator und eine neue Kamera mit Stabilisierungssystem kombiniert, wird in aller Regel mit der kamerabasierten Stabilisierung besser fahren. Bei einem neueren Objektiv und einer älteren Kamera ist es andersherum. Sofern die Kamera und das Objektiv in etwa ähnlich alt sind, kann man sich in den Datenblättern über die Stabilisierungsleistung informieren. Wenn der Bildstabilisator der Kamera und des Objektivs in etwa gleich gut sind, gibt es noch einen weiteren Anhaltspunkt: Stabilisierungssysteme auf Basis der Sensor-Shift-Technologie arbeiten bei kurzen Brennweiten effektiver, Stabilisierungssysteme auf Basis der Lens-Shift-Technologie bei längeren Brennweiten.

Gut zu wissen: Bei Spiegelreflexkameras ergibt sich eine Besonderheit. Hier wirkt sich die sensorbasierte Stabilisierung grundsätzlich nicht auf das Sucherbild aus. Daher sollte man sich – sofern möglich – immer für die Stabilisierung durch das Objektiv entscheiden. In jedem Fall gilt: Beide Stabilisatoren sollten nie zusammen betrieben werden. Dies führt durch die „doppelte Stabilisierung“ mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit zu unscharfen Bildern.

Viele moderne Kameras verfügen über einen beweglich gelagerten Sensor zur Stabilisierung:

Unser Fazit:
Auf eine optische Bildstabilisierung sollte man freiwillig keinesfalls mehr verzichten, nur bei Brennweiten unterhalb 50mm (KB-äquivalent) ist diese nicht unbedingt notwendig. Hier schlägt oftmals das "Phänomen" zu, dass sich das Motiv zu schnell bewegt und eine lange Belichtungszeit wenig sinnvoll wäre. Im Telebereich ist ein Bildstabilisator dahingegen in fast allen Situation hilfreich. Neben dem Ermöglichen von längeren Belichtungszeiten sorgt ein Bildstabilisator jedoch auch noch für einen weiteren – nicht wesentlich weniger bedeutenden Vorteil: die Stabilisierung des Sucherbildes. Ein stabilisiertes Sucherbild erlaubt ein wesentlich komfortableres und zudem sicheres Einfangen des Motivs.

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