automatinis fokusavimas- tai mechanizmas (įrenginys), leidžiantis kuo tiksliau fokusuoti vienu užrakto mygtuko paspaudimu optinė sistema objektyvas į objektą. Beveik visi šiuolaikiniai fotoaparatai turi automatinio fokusavimo funkciją. Taškas, kuriame nuo fotografuojamo objekto atsispindintys spinduliai susilieja, vadinamas židiniu. Automatinis fokusavimas skirtas reguliuoti objektyvo optikos ryškumą konkrečiame objekte, objektų grupėje ar bet kuriame atskirame taške. Automatinio fokusavimo sistemos patogumas leidžia fotografuoti greitai ir neprarandant kokybės, o tai labai svarbu, kai fotografui reikia užfiksuoti akimirką.
Aktyvios automatinio fokusavimo sistemos
Įmonė 1986 m Polaroidas pradinė aktyvaus automatinio fokusavimo sistema savo kamerose. Veikimo principas ultragarso sistema susidėjo iš taip: galingas generatorius siųsdavo tam tikrą impulsų skaičių subjekto kryptimi, laiko atskaitos sistema akimirksniu suveikė, o jutikliui užfiksavus aidą, mechanizmas pagal gautus duomenis apskaičiavo atstumą ir nurodė. pastangas perkelti lęšius į tam tikrą padėtį. Šis metodas paprastai vadinamas aktyviu, jis turi didelį fokusavimo greitį ir visiškai nepriklauso nuo objektyvo savybių. Tačiau nepaisant visų privalumų, šis metodas turi reikšmingą trūkumą. Fotoaparatai su ultragarso sistema negali sufokusuoti per skaidrų barjerą.
Pavyzdžiui, jei jums reikia fotografuoti objektą per stiklą, fotoaparatas to negalės padaryti.
Aktyvaus automatinio fokusavimo sistemos kūrimo tęsinys buvo infraraudonųjų spindulių atstumo įvertinimo sistema. Ši sistema pagrįsta trimis metodais: trikampiu, atspindėtos spinduliuotės kiekio įvertinimu ir laiko įvertinimu.
Garso greitis ore yra maždaug 300 m/s, o šviesos greitis – 300 000 m/s. Infraraudonoji spinduliuotė yra tiesiogiai susijusi su šviesos spektru, todėl infraraudonųjų spindulių efektyvumas yra daug didesnis nei ultragarso sistemos.
Pagrindinė kliūtis infraraudonųjų spindulių sistema atstumo sąmatos – tai saulėje įkaitinti objektai, liepsnos, buitiniai šildymo prietaisai – viskas, ką turi infraraudonoji spinduliuotė. Taip pat turi įtakos atstumui iki objekto su dideliu šviesos sugerties koeficientu. Fizikoje yra apibrėžimas visiškai juodas kūnas - P paviršiai su nuliniu šviesos atspindžiu. paviršiai Gamtoje nėra visiškai juodo kūno, tačiau yra objektų su silpnomis atspindinčiomis paviršiaus savybėmis. Pasirodo, kai infraraudonųjų spindulių atstumo vertinimo sistema susiduria su medžiaga, kurios atspindi labai silpna, ji sugenda.
Tokiu atveju fokusuoti reikia rankiniu būdu. Tačiau ši sistema turi privalumų, o infraraudonųjų spindulių sistema gali fokusuoti tiek esant prastam apšvietimui, tiek tamsoje. Anksčiau šią sistemą aktyviai naudojo vaizdo kamerų gamintojai, tačiau vėliau atsiradoTTL- metodas.
Pasyvios automatinio fokusavimo sistemos
Veikimo principas fazės aptikimo automatinis fokusavimas susideda iš specialių jutiklių, kurie per lęšius ir veidrodžius priima perduodamos šviesos srauto fragmentus iš skirtingų vaizdo taškų. Jutiklio viduje šviesa yra padalinta į dvi dalis, tada kiekviena dalis patenka į savo šviesos jutiklį. Fokusavimas ir tikslus fokusavimas pasiekiamas tik tuo atveju, jei du šviesos srautai yra tam tikru atstumu vienas nuo kito, kurį numato jutiklio konstrukcija. Jutiklis skaičiuoja atstumą tarp šviesos srautų ir automatiškai apskaičiuoja, kiek reikia pajudinti objektyvo lęšį, kad būtų galima tiksliai sufokusuoti. Fazės aptikimo automatinis fokusavimas yra geras, kai reikia fotografuoti judantį objektą, jis yra greitas ir tikslus. Daugybė jutiklių leidžia įvertinti objekto judėjimą, tai yra, leidžia įjungti sekimo fotografavimo režimą. Štai kodėl fazinis automatinis fokusavimas šiandien plačiai naudojamas SLR, juostiniuose ir skaitmeniniuose fotoaparatuose.
Žemiau yra vaizdinis automatinio fokusavimo darbo vaizdas, judindami slankiklį valdote fokusavimą, animacija paimama iš čia.
Figūra 1
Pagal vardą " kontrasto metodas» galite suprasti, kad fotoaparatas atpažįsta, ar vaizdas yra sufokusuotas pagal objektyvų išdėstymą, kuris sukuria maksimalų vaizdo kontrastą. Kontrastingo automatinio fokusavimo veikimo principas yra toks: užraktas pakyla ir fotoaparatas įgauna vaizdą. Iš šio vaizdo fotoaparatas negali nustatyti, kur perkelti objektyvus, kad vaizdas būtų ryškesnis, taigi ir tikslesnis fokusavimas. Todėl fotoaparatas pradeda judinti objektyvus tam tikra kryptimi, pavyzdžiui, į priekį. Tada jis dar kartą nuskaito duomenis ir patikrina vaizdo kontrasto (ryškumo) reikšmę su tuo, kas buvo anksčiau. Sumažėjęs kontrastas reiškia, kad lęšiai pasislinko ne ta kryptimi. Dabar fotoaparatas objektyvus judina priešinga kryptimi, tik dar toliau, nei buvo pačioje pradžioje. Perjungimo atstumas yra užprogramuotas fotoaparato programinėje įrangoje. Kontrastinis automatinio fokusavimo metodas naudojamas beveik visuose beveidrodiniuose skaitmeniniuose fotoaparatuose. Tačiau kai kurie iš jų yra Pastaruoju metu pradėta montuoti greitesnė fazinio fokusavimo sistema.
2 pav
automatinio fokusavimo variklis
Joks automatinio fokusavimo mechanizmas, judantis objektyvus, neapsieina be variklio. Fokusavimo kokybė priklauso nuo variklio tikslumo ir greičio, tačiau tai turi įtakos ir fotoaparato baterijų patvarumui. Šiandien labai populiarūs dviejų tipų įrenginiai - “ atsuktuvas"Ir" ultragarsinis“, jie pasirodė visai neseniai. „Canon“ buvo vienas pirmųjų, kuris savo fotoaparatuose panaudojo naująjį diską. ultragarsinis variklis» objektyvui. O po jų panašius patobulintus įrenginius pristatė ir kitos įmonės. Galite sužinoti, kad variklis yra ant objektyvo cilindro: USM - iš Canon, HSM - iš Sigma, SWM - iš Nikon ir SSM - "Minolta" ir "Sony". Biudžetinių objektyvų modeliai daugiausia aprūpinti „atsuktuvo“ varikliu, o brangesni objektyvai – „ultragarsiniu“.
Savo pasirodymo aušroje automatinio fokusavimo sistemos iš tikrųjų buvo toks didelis dėmesys. Dabar neįsivaizduojame gyvenimo be automatinio fokusavimo, tačiau visai neseniai visi juo naudojosi ir net neįsivaizdavo, kad automatika gali aiškiai pagauti temą.
Pirmą kartą apie automatinį fokusavimą buvo kalbama praėjusio amžiaus aštuntajame dešimtmetyje. Tada vokiečių kompanija išsiskyrė Leica, kuri sukūrė pirmąjį automatinio fokusavimo objektyvą, o 1976 metais pristatė pirmąjį fotoaparatą su automatinio fokusavimo sistema. Ji tapo Leica Correfot, parodytas kaip prototipas parodoje Fotokina-1976 m.
Tačiau vokiečių kompanija neskubėjo gaminti automatinio fokusavimo sistemų ir pardavė technologiją įmonei Minolta, kuris dėl veiksmingo automatinio fokusavimo įdiegimo DSLR fotoaparatuose iki devintojo dešimtmečio vidurio. greitai įsiveržė į fotografijos technikos pardavimo lyderius. Tuo pačiu metu kitos korporacijos kūrė automatinio fokusavimo sistemas ( Canon, Seiko, Polaroid, Pentax t. t.) ir technologija išėjo į mases.
Eikite gilyn techninės detalės kol kas nedirbsime su automatinio fokusavimo sistemomis. Bet „ant pirštų“ pabandysime pakalbėti apie tai, kaip jie veikia.
Iki šiol yra du pagrindiniai automatinio fokusavimo tipai: fazė Ir kontrastas, taip pat jų simbiozė, kuri vadinama hibridas.
Fazės aptikimo automatinis fokusavimas
Šis fokusavimo būdas visiškai naudojamas DSLR fotoaparatuose. Jis pagrįstas šviesos srauto, patenkančio į objektyvą, fazių skirtumo principu. Skirtumą lemia specialūs jutikliai, kurie yra arti kameros matricos.
Fazinio automatinio fokusavimo sistemos veikimo principas aiškiai parodytas žemiau esančiame paveikslėlyje. Šviesos srautas per priešingus objektyvo kraštus patenka į pagrindinį veidrodį, kur yra padalintas į dalis: dalis patenka į vaizdo ieškiklį, o kita dalis patenka tiesiai į papildomą veidrodį, kuris atspindi spindulius į fokusavimo jutiklius. Jei šviesos spinduliai, praėję pro veidrodį ir fokusavimo objektyvą, sufokusuojami viename taške, tada objektas yra sufokusuotas. Jei objektyvas sufokusuotas arčiau ar toliau nuo objekto, atstumas tarp spindulių bus atitinkamai mažesnis arba didesnis. Šiuo atveju į darbą įtraukiamas procesorius, kuris apskaičiuoja kryptį ir kiekį, kuriuo fokusuojantis objektyvas turi būti perkeltas.
Netgi plika akimi yra tiesioginė automatinio fokusavimo priklausomybė nuo objektyvo diafragmos santykio. Iš tiesų, kuo daugiau šviesos pateks į priekinį objektyvo lęšį, tuo labiau jis bus atstumtas ir tuo geriau veiks automatinio fokusavimo jutikliai. Šiuo atveju nesvarbu, kiek uždarysite diafragmą – ji užsidarys iki nustatytos vertės tik tuo metu, kai bus atleistas užraktas, o fokusavimo proceso metu diafragma bus atidaryta maksimaliai. Tie. Turėdami f/1,2–1,4 diafragmos objektyvą savo arsenale, galite tikėtis didesnio greičio ir fokusavimo tikslumo. Kita vertus, tai kompensuoja tai, kad greitesni objektyvai turi sudėtingesnę ir masyvesnę lęšių sistemą, o tai reiškia, kad varikliui sunkiau sukti visą šį mechanizmą. Be to, didelė diafragma reiškia daug mažesnį lauko gylį, į kurį turi patekti fazės jutikliai. ryškus tūris pavyzdys – vienas lėčiausių (jei ne lėčiausių) objektyvų iš „Canon“ EF 85 mm f/1.2L II USM.
Šioje iliustracijoje aiškiai pavaizduoti fokusavimo gale ir priekinio fokusavimo reiškiniai:
- fokusuok arčiau - nugaros fokusas;
- sutelkti dėmesį toliau - priekinis fokusavimas.
Patys fazės jutikliai gali būti linijinis(horizontaliai Ir vertikaliai) Ir kryžiaus žygiai(įsk. dvigubas kryžius). Išsamiau apie juos gyvensime kitose medžiagose.
Kontrastinis automatinis fokusavimas
Šis fokusavimo metodas plačiai naudojamas kompaktiniuose ir beveidrodiniuose fotoaparatuose. Nedvejodami įdėkite kontrasto jutiklius į DSLR – jie suteikia fokusavimą „LiveView“ režimu, kai fazės jutikliai neveikia.
Kontrastinės automatinio fokusavimo sistemos veikimas pagrįstas vaizdo, patenkančio į fotoaparato matricą, kontrasto palyginimo principu. Fotoaparato procesorius analizuoja histogramą ir perkelia objektyvą, kad pamatytų, kiek keičiasi kontrastas. Jei kontrasto lygis sumažės, židinio taškas pradės judėti išvirkščia pusė. Jei kontrastas padidės, fokusavimo taškas ir toliau judės šia kryptimi, kol pasieks maksimali vertė kontrastas. Tie. procesas tęsiasi tol, kol židinio taškas pasiekia maksimalų kontrastą ir grįžta į tašką, po kurio jo lygis pradėjo mažėti. Tokiu atveju objektas bus sufokusuotas. Didelis Privalumas kontrastinis fokusavimas, o ne fazinis fokusavimas – su juo nėra fokusavimo gale ir priekyje.
Norėdami peržiūrėti, perkelkite pelės žymeklį į viršutinį dešinįjį kampą ir pasukite slankiklį pirmyn / atgal (vizualizacija – http://graphics.stanford.edu/courses/cs178/applets/autofocusCD.html)
Hibridinis automatinis fokusavimas
Šiandien tokio tipo automatinio fokusavimo sistema tampa vis populiaresnė. Ir dėl geros priežasties – sujungia abiejų sistemų privalumus ir pašalina jų trūkumus.
Jis veikia maždaug taip: faziniai jutikliai, kurie yra tiesiai ant fotoaparato matricos, užtikrina pirminį fokusavimą. Vėliau prijungiami kontrasto jutikliai, kurie koreguoja vaizdo kontrasto skirtumą ir galiausiai sufokusuoja fotoaparatą į objektą.
Bene vienas pagrindinių hibridinių automatinio fokusavimo sistemų privalumų yra galinio ir priekio fokusavimo trūkumas. Taip yra dėl to, kad fokusavimas vyksta tiesiai ant fotoaparato matricos. Kitas svarbus pliusas yra kompaktiškas hibridinės automatinio fokusavimo sistemos dydis ir poreikio koreguoti šį mechanizmą nebuvimas. Bet yra ir musė – kalbant apie darbo greitį sekimo režimu hibridinis automatinis fokusavimas vis dar nepasiekia fazės.
Jei norite daugiau sužinoti apie automatinio fokusavimo sistemų veikimą (su formulėmis ir skaičiavimais), atsisakykite prenumeratos komentaruose. Jei bus pakankamai norinčiųjų, būtinai parašysime atskirą straipsnį šia tema.
Kaip veikia automatinio fokusavimo sistema.
Fokusavimas yra skausmingas dalykas daugeliui fotografų mėgėjų (ir profesionalams). Patikėkite arba patikrinkite: bet koks fotografavimo forumas jus įtikins, o fotoaparato testuose visada yra skyrius, skirtas tik automatinio fokusavimo veikimui.
Diskusijos apie automatinį fokusavimą fotografijos forumuose dažniausiai baigiasi abipusiais kaltinimais neišmanymu arba virtualiu striukės atlapų griebimu šūksniais „Kas tu esi?“. Galvojau pasimokyti ir išsiaiškinti – buitiniu lygmeniu, kaip šiuolaikiniuose skaitmeniniuose fotoaparatuose veikia automatinis fokusavimas. Paaiškėjo, kad tinkle yra labai mažai medžiagos, o dar mažiau suprantamos žmogui be specialaus išsilavinimo. Paieškų ir informacijos rinkimo rezultatai (ačiū LenzRentalz!) pateikiami toliau.
Šiuolaikiniai skaitmeniniai fotoaparatai naudoja dvi automatinio fokusavimo sistemas: kontrastinį automatinį fokusavimą ir fazės aptikimo automatinį fokusavimą. Pradėkime nuo paprastesnės (ir mažiau paplitusios DSLR) automatinio fokusavimo sistemos: kontrastinio automatinio fokusavimo.
Kontrastinis automatinis fokusavimas
Kontrastinis automatinis fokusavimas veikia taip: procesorius įvertina histogramą, gautą iš fotoaparato matricos, šiek tiek pajudina objektyvą – perkeldamas fokusavimo tašką, tada iš naujo įvertina, ar kontrastas padidėjo, ar sumažėjo. Jei kontrastas padidėjo, fotoaparatas ir toliau judina fokusavimo tašką pasirinkta kryptimi, kol vaizdas bus didžiausias. Jei kontrastas sumažėjo, objektyvui nurodoma perkelti fokusavimo tašką į kitą pusę. Procesas kartojamas tol, kol pasiekiamas maksimalus kontrastas (tai iš esmės reiškia fokusavimo taško perkėlimą šiek tiek toliau nei maksimali kontrasto padėtis ir grįžtama į tašką, kur kontrastas pradėjo mažėti). Vaizdas, „sufokusuotas“ naudojant kontrastinio automatinio fokusavimo metodą, yra maksimalaus kontrasto vaizdas.
Jei jūsų fotoaparatas rodo histogramą tiesioginiame vaizde, galite rankiniu būdu sufokusuoti kontrastą.
Naudojant kontrastinį automatinį fokusavimą, vaizdas vertinamas iš nedidelio jutiklio ploto - naudojamas kaip jutiklis ir sutampa su fotografo pasirinktu fokusavimo tašku. Tai leidžia pasirinkti objektą, kurį norite sufokusuoti, o fotoaparato procesoriui nereikia vertinti viso vaizdo kontrasto – vertinamas tik pasirinktų AF taškų kontrastas.
Kontrastingo automatinio fokusavimo trūkumai
Pagrindinis kontrastinio automatinio fokusavimo trūkumas yra jo lėtumas. Kelių etapų procesas „fokusavimo taško / objektyvų keitimas – įvertink – poslinkis – įvertink“ užtrunka, o fotoaparatas gali prasidėti nukreipdamas fokusavimo tašką ne ta kryptimi – tada reikės grįžti. Dėl itin mažo greičio ir negalėjimo sekti fokusavimą, kontrastinis automatinis fokusavimas netinka dinamiškoms scenoms. Dėl lėtumo sunku fotografuoti net nejudančius objektus. Kontrastinis automatinis fokusavimas daug labiau nei fazinis automatinis fokusavimas priklauso nuo gero apšvietimo ir, aišku, jam reikalingas geras fokusuojamo objekto kontrastas.
Kontrastingo automatinio fokusavimo privalumai
Kontrastinis automatinis fokusavimas taip pat turi privalumų, dėl kurių jis ne tik vis dar naudojamas fotoaparatuose, bet ir padidina jo buvimą. Pirma, kontrastinė automatinio fokusavimo sistema yra paprastesnė. Tam nereikia papildomų jutiklių ir mikroschemų, reikalingų fazės aptikimo automatiniam fokusavimui. Paprastumas sumažina išlaidas ir (daugeliui žmonių kaina viršija greitį) yra pagrindinė priežastis, kodėl kompaktiniuose skaitmeniniuose fotoaparatuose naudojamas kontrastinis automatinis fokusavimas. (Kita priežastis yra ta, kad kompaktinių fotoaparatų lauko gylis yra savaime didesnis, o automatinio fokusavimo tikslumo reikalavimai yra daug mažesni).
Dėl kontrastinės automatinio fokusavimo sistemos paprastumo sumažėja jos dydis. Pavyzdžiui, neseniai pasirodžiusios beveidrodinės skaitmeninės kameros su keičiamais objektyvais paprastai būna miniatiūrinės, o kontrastinė automatinio fokusavimo sistema nereikalauja vaizdo „atimti“ iš fotoaparato matricos: tai reiškia, kad fazei būtinos prizmės, veidrodžiai ir objektyvai. aptikimo automatinio fokusavimo sistema nereikalinga. Miniatiūra yra vienas iš svarbiausių privalumų fotoaparatai be veidrodžių su keičiamais objektyvais – jie visi naudoja kontrastinį automatinį fokusavimą.
Antras privalumas – fotoaparato jutiklis naudojamas kontrastingoje automatinio fokusavimo sistemoje. Nereikia „traukti“ šviesos pluošto per specialias prizmes ir veidrodžius į papildomus jutiklius, kurie gali būti netinkamai suderinti fotoaparato matricos atžvilgiu. Naudojant kontrastinį automatinį fokusavimą, įvertinamas tikras vaizdas fotoaparato matricoje, o ne atskiras vaizdas, kuris turėtų būti (ir „turėtų“ nereiškia, kad taip yra) tiksliai išlygiuotas, kad atitiktų matricą.
Būtent dėl šios priežasties kontrastinis automatinis fokusavimas užtikrina tikslesnį automatinį fokusavimą nei fazės aptikimas. Pabrėžiu: „naudojant matricą kontrastiniam fokusavimui“. „Olympus“ ir „Sony“ DSLR fotoaparatuose naudojamas papildomas mažesnis jutiklis kontrastiniam automatiniam fokusavimui „Live View“ režimu, o tai reiškia – kaip ir bet kurioje sistemoje, kurią reikia išlygiuoti – išliks nesutapimo galimybė.
Apskritai kontrastinė automatinio fokusavimo sistema yra paprastesnė, pigesnė, mažesnė ir teoriškai tikslesnė nei fazės aptikimo automatinis fokusavimas. Bet ji daug lėtesnė. Gamintojai deda visas pastangas, kad paspartintų kontrastinį automatinį fokusavimą, yra ir sėkmės, tačiau artimiausiu metu jis išliks lėtesnis.
Fazės aptikimo automatinis fokusavimas
Pagrindiniai principai
Fazių aptikimo automatinį fokusavimą (taip pat žinomą kaip fazių suderinimą) Honeywell pristatė aštuntajame dešimtmetyje; pirmą kartą serijiniu būdu jis buvo panaudotas fotoaparate Minolta Maxxum 7000. Honeywell padavė Minolta į teismą dėl patento pažeidimo ir laimėjo; todėl gamintojai turėjo sumokėti Honeywell už teisę naudoti fazės aptikimo automatinio fokusavimo sistemą.
Fazės aptikimo automatinis fokusavimas pagrįstas principu, kad spinduliai, skleidžiami/atspindintys iš fokusuoto taško, vienodai apšvies priešingas objektyvo puses („būti fazėje“). Jei objektyvas sufokusuotas prieš arba už šio taško, šie šviesos spinduliai pro objektyvo kraštus praeina skirtingai („ne fazės“).
Dauguma esamų sistemų fazės aptikimo automatinis fokusavimas naudoja veidrodžius, lęšius arba prizmes (spindulio skirstytuvus), kad atskirtų spindulius, einančius per priešingus objektyvo kraštus, į du pluoštus; ir antrinė objektyvo sistema, skirta sufokusuoti šiuos spindulius atgal į automatinio fokusavimo jutiklį (dažniausiai CCD). Šis jutiklis nustato, kur patenka šviesos spinduliai, einantys per priešingus objektyvo kraštus. Jei taškas yra sufokusuotas, spinduliai patenka į jutiklį tam tikru atstumu vienas nuo kito. Jei objektyvas sufokusuotas arčiau arba toliau nei norimas taškas, atstumas tarp šių spindulių bus mažesnis arba didesnis. Daug žodžių, pabandykime pažvelgti į grafinį proceso atvaizdavimą – (1 pav.).
Ryžiai. 1 Kaip veikia fazės aptikimo automatinis fokusavimas
Iš karto padarysiu išlygą: aprašymas ir brėžinys labai supaprastina fazinio automatinio fokusavimo principo paaiškinimą - norint susidaryti supratimą apie tai, kaip tai veikia. Proceso, kurio aprašymas užtruktų ne vieną puslapį, fizika ir mechanika, pilna formulių, skaičių ir kitokio nesuvokimo, liko „už kadro“.
Paveikslėlyje aiškiai matyti, kad fazinio automatinio fokusavimo sistemoje esantis fotoaparato procesorius iš karto nustato, ar objektyvas sufokusuotas per arti, ar per toli nuo objekto, todėl vienas iš kontrastinio automatinio fokusavimo trūkumų (fotoaparatas nežino į kurią pusę perkelti fokusavimo tašką ) iš pradžių nėra – užuot judėjęs pirmyn ir atgal bei nustatęs, kuria kryptimi yra didesnis kontrastas, fazinio automatinio fokusavimo metu procesorius iš karto mato, kuria kryptimi perkelti fokusavimo tašką.
Ir tada ateina procesas. Kiekvienas automatinio fokusavimo objektyvas turi mikroprocesorių, kuris informuoja fotoaparatą apie jo buvimą ir būseną, pavyzdžiui, „Aš esu 50/1,4 objektyvas ir mano fokusavimo elementas yra 20 % arčiau begalybės“ – ar kažkas panašaus. Kai paspaudžiate užrakto mygtuką iki pusės, nutinka:
Fotoaparatas nuskaito duomenis iš automatinio fokusavimo jutiklio, patikrina duomenų masyvą, kuriame yra informacijos apie šio gamintojo automatinio fokusavimo objektyvų savybes, atlieka kai kuriuos skaičiavimus ir nurodo objektyvui kažką panašaus į „Perkelkite automatinio fokusavimo tašką į begalybę taip“.
Objektyve yra jutikliai ir mikroschemos, kurios matuoja į fokusavimo variklį tiekiamos srovės kiekį arba tai, kiek pajudėjo fokusavimo elementas. Objektyvas perkelia fokusavimo elementą ir siunčia signalą į fotoaparatą „beveik taikinyje“.
Fotoaparatas dar kartą patikrina duomenis iš automatinio fokusavimo jutiklių ir siunčia signalą į objektyvą, kad jis tiksliai sureguliuotų; smulkaus fokusavimo procesas gali būti kartojamas keletą kartų, kol objektyvas bus sufokusuotas „tiesiai į taikinį“. Jei kas nors negerai, įvyksta liūdnai pagarsėjęs objektyvas.
Sufokusavus, fotoaparatas nurodo objektyvui užfiksuoti fokusavimą ir informuoja fotografą (garsu ir vaizdo ieškiklyje esančiu indikatoriumi). Visas procesas trunka sekundės dalį. Labai greitai.
Fazės aptikimo automatinio fokusavimo grandinė
Automatinio fokusavimo jutiklis negali būti prieš matricą, todėl gamintojai veidrodyje naudoja iš dalies permatomas sritis, kurios perduoda šviesą antriniam veidrodžiui, nuo kurios ji atsispindi automatinio fokusavimo jutikliui (2 pav.).
Ryžiai. 2 fazių aptikimo automatinio fokusavimo grandinė
Paprastai automatinio fokusavimo jutiklis yra po pagrindiniu veidrodžiu (3 pav.) kartu su matavimo jutikliais. Raudona rodyklė rodo „Canon EOS 5D“ automatinio fokusavimo jutiklį. Vaizdas suteiktas „Canon“, JAV
Ryžiai. 3 Automatinio fokusavimo jutiklio vieta
Fazių aptikimo automatinio fokusavimo jutiklių tipai
Kiekvienas jutiklis gali įvertinti tik nedidelę vaizdo dalį. Horizontalūs jutikliai veikia tiksliau su vertikaliomis dalimis. Daugumoje vaizdų vyrauja vertikalios detalės, todėl yra daugiau horizontalių jutiklių. Taip pat yra vertikalūs jutikliai, kaip taisyklė, išdėstyti skersai su horizontaliais (4 pav.). Kai kuriose kamerose netgi yra įstrižainės fazės aptikimo automatinio fokusavimo jutikliai.
Kai kurie automatinio fokusavimo jutikliai (beveik visada yra centre), skirtingų objektyvų ir paties jutiklio dydžio pagalba pasiekia didesnį automatinio fokusavimo tikslumą, ypač naudojant greitus objektyvus. Dažniausiai jie įjungiami tik naudojant objektyvus su f/2.8 arba lengvesnėmis diafragmomis. Pavyzdžiui, 4 paveiksle parodyta, kad naudojant f/2.8 objektyvą bus naudojamas kryžiaus formos jutiklis, o tamsesniems objektyvams bus naudojamas tik vienas ne toks tikslus automatinio fokusavimo jutiklis.
Ryžiai. 4 Kryžiaus formos AF jutiklis
Ankstyvosios fazės aptikimo automatinio fokusavimo sistemos (ir kai kurios šiuolaikinės vidutinio formato kameros) turėjo tik vieną jutiklį vaizdo centre. Augant skaičiavimo galiai ir inžinerijos meistriškumui, buvo pridėta vis daugiau jutiklių. Dabar daugumoje kamerų yra nuo septynių / devynių iki 52. Priklausomai nuo fotografuojamos scenos reikalavimų, galite pasirinkti vieną, visus arba jutiklių grupę. Galite nurodyti fotoaparatui, kurį (-ius) jutiklį (-ius) naudoti.
Daugybė fazės aptikimo automatinio fokusavimo jutiklių kartu su fotoaparato procesoriumi gali padaryti nuostabių dalykų. Nustačiusi, kuriuos jutiklius sufokusuoja judantis objektas ir kaip jis keičiasi – matuodamas objekto judėjimą ir trumpais intervalais rodydamas rodmenis – fotoaparatas gali numatyti, kur judantis objektas bus po tam tikro laiko. Tai yra sekimo automatinio fokusavimo pagrindas.
Objektyvo greičio įtaka
Nepriklausomai nuo jutiklio tipo, automatinis fokusavimas bus tikslesnis naudojant greitus objektyvus. Fokusavimo procese fotoaparatas kiek įmanoma atidaro objektyvą, uždarydamas diafragmą iki jūsų pasirinktos reikšmės tik tuo metu, kai atidaromos langinės. Fazės aptikimo automatinis fokusavimas yra tikslesnis, kuo platesnis šviesos spindulių kampas. Aukščiau pateiktoje diagramoje iš f / 2,8 objektyvo gaunamų spindulių kampas ( mėlynos linijos) bus didesnis nei naudojant f/4 objektyvą (raudonos linijos), kuris savo ruožtu yra didesnis nei f/5.6 objektyvo (geltonos linijos). Naudojant objektyvą su maksimalia f/8 diafragma, gali veikti tik tiksliausi jutikliai, tačiau fokusavimas bus lėtas ir ne toks tikslus. Dėl šios priežasties f/5.6 objektyvai nustoja automatiškai fokusuoti, kai bandome naudoti telekeitiklį, kuris sumažina maksimalią diafragmą iki f/8 arba f/11.
Fazės aptikimo automatinio fokusavimo pranašumai
Jau minėjome pagrindinius fazės aptikimo automatinio fokusavimo pranašumus:
Tai daug greitesnis už kontrastą – pakankamai greitas, kad būtų galima užfiksuoti judančius objektus.
Fotoaparatas gali naudoti jutiklių grupę, kad įvertintų objekto judėjimą, o tai suteikia sekimo / nuspėjamojo automatinio fokusavimo funkciją.
Taip pat yra mažiau akivaizdžių privalumų. Fazių aptikimo automatinio fokusavimo jutiklių grupės gali būti naudojamos "elektroniniam lauko gyliui" - preliminarus įvertinimas lauko gylis. Kai kurios kameros (nors jų nėra daug) turi trap automatinio fokusavimo funkciją – fotografuoja tuo momentu, kai kažkas patenka aktyvus taškas sutelkti dėmesį. Jei jutikliai aptinka judėjimą statinėje scenoje, jie gali pranešti apie nepriimtiną fotoaparato judėjimą. Bet – svarbiausia – greitis ir sekantis automatinis fokusavimas
Fazių aptikimo automatinio fokusavimo trūkumai
Pirma, fazės aptikimo automatinio fokusavimo sistemai reikalingas fizinis suderinimas. Šviesos kelias iki fotoaparato jutiklio turi būti suderintas su šviesos keliu iki automatinio fokusavimo jutiklio, kad objektas, kurio fokusas yra automatinio fokusavimo jutiklyje, būtų sufokusuotas ant jutiklio. Kiekviename objektyve turi būti lustas, kuris suteikia Atsiliepimas su fotoaparatu ir informuoti jį apie tikslią fokusavimo elemento padėtį, apie tai, kiek elementas juda, kai automatinio fokusavimo varikliui pavedama tam tikra srovė. Visa tai turi būti tiksliai suderinta ir patikrinta taip, kad objektyvas nukreiptų fokusavimo tašką būtent ten, kur jam nurodė kamera, o fotoaparatas žinotų tikslią šio taško padėtį. Mažiausias nenuoseklumas lemia netikslų fokusavimą.
antra, sistema reikalauja programinės įrangos nustatymus . Kiekvieną fotoaparatą ir objektyvą užprogramuoja gamintojas didelis skaičius duomenis. Šie duomenys užtikrina nuoseklų fotoaparato ir objektyvo veikimą, o automatinio fokusavimo tikslumą kartais galima pagerinti atnaujinus programinę įrangą. Tokie atnaujinimai dažnai išleidžiami pristačius naujus objektyvus.
Gamintojai slepia savo fazės aptikimo automatinio fokusavimo sistemų algoritmus. Trečiųjų šalių objektyvų gamintojai yra priversti eksperimentiškai nuskaityti ir iššifruoti signalus, kuriais keičiasi kamera ir objektyvas, ir, remdamiesi šiais duomenimis, kurti savo mikroprocesorius ir savo algoritmus. Dėl šios priežasties automatinio fokusavimo tikslumas gali būti mažesnis naudojant trečiųjų šalių objektyvus. Kamerų gamintojų algoritmų keitimas lemia tai, kad trečiųjų šalių objektyvų automatinis fokusavimas atsisako (juos reikia perprogramuoti, kaip neseniai nutiko su Sigma AF 120-300 / 2.8 ir Nikon D3X).
Kaip jau minėta, objektyvo diafragma turi įtakos fazės aptikimo automatinio fokusavimo tikslumui. greiti lęšiai gali daugiau susikoncentruoti sunkiomis sąlygomis. Paprastai diafragmos priklausomybė nėra problema, nes tamsūs lęšiai turi didelį lauko gylį. Tačiau yra didžiausios diafragmos (dažniausiai f/5.6 arba f/8), kur fazės aptikimo automatinis fokusavimas tiesiog atsisako veikti. (Prisiminti Mes kalbame apie maksimalią objektyvo diafragmą – fokusuojant fotoaparatas automatiškai pilnai atidaro objektyvo diafragmą, todėl nustatyta reikšmė neturi įtakos automatiniam fokusavimui, jei maksimali objektyvo diafragma atitinka fotoaparato galimybes).
Kadangi šviesa patenka į automatinio fokusavimo jutiklius tik tada, kai veidrodis yra nuleistas, jie nustoja veikti fotografavimo momentu ir nepradeda veikti tol, kol veidrodis negrįžta į pradinę padėtį. Štai kodėl fazės aptikimo AF neveikia tiesioginiame vaizde, o stebėjimo AF gali nepavykti nepertraukiamo fotografavimo metu.
Yra ir kitų problemų, kurių nepastebime. Linijiniai poliarizuojantys filtrai trukdo fazės aptikimo automatiniam fokusavimui. Linijinių poliarizatorių dabar likę nedaug, tačiau būna, kad „pigiai“ nusipirkęs savininkas tuomet nustemba automatinio fokusavimo netikslumu. Fazinis automatinis fokusavimas gali tiesiog „išpūsti“ kai kuriuos objektus (pvz., šaškių lentą ar tinklelį), o kontrastinis automatinis fokusavimas gali lengvai su jais susidoroti.
Tiesioginis vaizdas:
Išskyriau tiesioginio vaizdo režimą, nes jis skatina gamintojus tobulinti kontrastinį automatinį fokusavimą ir kurti hibridines sistemas. Kaip jau minėta, kontrastinis automatinis fokusavimas turi tam tikrų privalumų, o jo apribojimų įveikimas bus naudingas visiems fotografams.
„Olympus“ ir „Sony“ jau sukūrė sistemas, kurios skaido šviesos spindulį, dalį siunčiant į vaizdo ieškiklį, o dalį – į antrinį vaizdo jutiklį. Tokia sistema leidžia naudoti fazės aptikimo automatinį fokusavimą net tiesioginio vaizdo režimu. Tačiau taip pat padidėja netikslaus fokusavimo rizika, nes naudojama ne matrica, o pagalbinis jutiklis.
„Canon“ aprašė sistemą, kuri iš pradžių naudoja fazės aptikimo automatinį fokusavimą, o vėliau tiksliai sureguliuoja fokusavimą naudojant kontrastinį automatinį fokusavimą.
Panašu, kad „Nikon“ kreipėsi dėl patento, remdamasi principu, kad tam tikri fotoaparato jutiklio pikseliai bus naudojami kaip fazės aptikimo automatinio fokusavimo jutikliai. Tai – mano nuomone – bus tik revoliucija.
„FujiFilm“ jau išleido kompaktiškų modelių liniją skaitmeniniai fotoaparatai su hibridine automatinio fokusavimo sistema.
Palauk ir pamatysi. Tačiau aišku, kad pirmą kartą į pastaraisiais metais automatinio fokusavimo sistemų pakeitimai gali būti revoliuciniai, o ne evoliuciniai. Kas – sutiksite – yra kupina daug įdomių dalykų fotografams mėgėjams.
Straipsnis labai naudingas! Dėkoju!
Ir dar kartą ačiū už malonūs žodžiai ir atsiliepimai! Labai džiaugiuosi, jei medžiaga pasirodė naudinga ir įdomi.
Ar gali kilti klausimas?
Ar jutiklis jautrus šviesos spektrinei sudėčiai ir kaip tai veikia fokusavimo tikslumą?
Dėkoju.
antraštėje parašyta "TIK apie automatinį fokusavimą", kur čia velniškai paprasta? žinoma, parašyta prieinama, bet oooochen sunki kalba, nė trupučio supaprastinimo
Mobiliojo automatinio fokusavimo raida:
nuo kontrasto iki „Dual Pixel“.
Fotografuojant išmaniuoju telefonu labai svarbu, kad nuotraukos būtų aiškios. Norėdami tai padaryti, objektas turi būti sufokusuotas prieš spustelėdami mygtuką „Fotografuoti“. Pastaruoju metu nemažai gamintojų dirba tobulindami automatinio fokusavimo technologijas, o šiandien pažiūrėsime, kuo jos skiriasi viena nuo kitos.
Renkantis telefoną su kamera, daugelis atkreipia dėmesį į megapikselių skaičių – sako, kas jų turi daugiau, tas šaunesnis. Tačiau dažnai svarbiau ir naudingiau pažvelgti į kitus veiksnius, turinčius ne mažiau rimtos įtakos nuotraukų kokybei. Tarp jų yra fotoaparato automatinio fokusavimo tipas. „Apple“, „Samsung“, „LG“ ir kiti gamintojai dabar aktyviai veržiasi į šią sritį, o daugeliui tikrai pavyko padaryti didelę pažangą.
Kas yra automatinis fokusavimas ir kam jis reikalingas?
Automatinio fokusavimo sistema sureguliuoja objektyvą taip, kad fokusuotųsi tiesiai į objektą, todėl skirtumas tarp aštraus kadro ir praleistos galimybės.
Supaprastinus kameros veikimo principas yra toks, kad šviesos spinduliai atsispindi nuo fotografuojamų objektų ir tada krenta ant jutiklio, kuris fotonų srautą paverčia elektronų srautu. Po to srovė konvertuojama į bitų rinkinį, duomenys apdorojami ir įrašomi į fotoaparato atmintį. CMOS jutikliai dabar ypač populiarūs tarp išmaniųjų telefonų gamintojų, kurie įkrovą konvertuoja į įtampą tiesiai pikselyje, o vėliau suteikia tiesioginę prieigą prie savavališko pikselio turinio.
Teoriškai tai veikia taip: objektyvai fokusuoja šviesą į jutiklį, tada jutiklis sukuria skaitmeninę nuotrauką. Iš tikrųjų viskas nėra taip paprasta. Įeinančių šviesos spindulių kampas priklauso nuo atstumo, kuriuo yra fotografuojamas objektas. Diagrama kairėje rodo objektyvą, fokusuojantį šviesą į mėlyną objektą: žalia ir raudona objektai yra nefokusuoti ir galutiniame vaizde bus neryškūs. Jei norime sufokusuoti žalius ar raudonus objektus, turime pakeisti atstumą tarp objektyvo ir jutiklio.
Pirmosiomis kamerų fonikos dienomis dauguma įrenginių turėjo fiksuotą fokusavimą. Šiuolaikiniuose išmaniuosiuose telefonuose galima reguliuoti atstumą tarp lęšių ir jutiklio. Taigi gausite aukštos kokybės detalius vaizdus. Dabar automatiniam fokusavimui išmaniuosiuose telefonuose daugiausia naudojami trys metodai: kontrastas, fazė ir lazeris.
Kontrastinis automatinis fokusavimas
Kontrastinis automatinis fokusavimas reiškia pasyvų automatinio fokusavimo tipą. Iki šiol šis sprendimas naudojamas daugumoje išmaniųjų telefonų – daugiausia todėl, kad tai vienas paprasčiausių. Jutiklio pagalba matuojamas šviesos kiekis ant objekto, po kurio jis taip pat judina objektyvą priklausomai nuo kontrasto. Jei kontrastas didžiausias, objektas yra sufokusuotas.
Apskritai kontrastinis automatinis fokusavimas savo darbą atlieka gana gerai ir turi nemenką pranašumą – jis yra gana paprastas ir nereikalauja jokios sudėtingos techninės įrangos.
Tačiau jis taip pat turi keletą trūkumų. Visų pirma kontrastinis AF yra lėtesnis nei kiti, paprastai fokusuojant į objektą užtrunka apie sekundę. Per šį laiką galite apsigalvoti apie fotografavimą arba, tarkime, jei norite užfiksuoti greitai judantį objektą, akimirka bus praleista. Taip yra dėl to, kad liūto dalį laiko užima procesas „fokusavimo taško / lęšių keitimas – kontrasto įvertinimas – poslinkis – kontrasto įvertinimas“. Be to, kontrastinis automatinis fokusavimas neturi galimybės sekti fokusavimą, o esant prastam apšvietimui vargu ar jis jus sužavės. Todėl šiuo metu šio tipo automatinis fokusavimas daugiausia naudojamas biudžetiniai išmanieji telefonai, pavyzdžiui, Lenovo A536 , ASUS Zenfone Go ir kt.
Fazės aptikimo automatinis fokusavimas: greita ir pažangi alternatyva
Vienas iš pionierių čia buvo Samsung, kuris pasiskolino technologiją iš skaitmeninių SLR fotoaparatų ir savo „Galaxy S5“ išmanųjį telefoną aprūpino fazės aptikimo automatiniu fokusavimu. Esmė ta, kad į Ši byla naudojami specialūs jutikliai – jie sugaudo praeinantį šviesos srautą iš skirtingų vaizdo taškų naudodami lęšius ir veidrodžius. Jutiklio viduje šviesa yra padalinta į dvi dalis, kurių kiekviena patenka ant itin jautraus jutiklio. Atstumą tarp šviesos srautų matuoja jutiklis, po kurio jis nustato, kiek reikia pajudinti objektyvą, kad būtų galima tiksliai sufokusuoti. Pavyzdžiui, „Samsung Galaxy S5“ užtrunka tik 0,3 sekundės, kad sufokusuotų objektą.
Pirmasis ir pagrindinis fazės aptikimo automatinio fokusavimo privalumas yra tai, kad jis yra daug greitesnis nei kontrastinis automatinis fokusavimas. privaloma tureti judančių objektų fotografavimui. Be to, kamera gali įvertinti objekto judėjimą naudodama jutiklius, todėl gauname automatinio fokusavimo sekimo galimybę.
Tačiau yra ir trūkumų. Fazės aptikimo automatinis fokusavimas, kaip ir kontrastas, nelabai gerai atlieka savo darbą esant prastam apšvietimui. Tam taip pat reikalinga galingesnė aparatinė įranga, todėl ji dažniausiai pasiekiama aukščiausios klasės išmaniuosiuose telefonuose. Tarp jų, pavyzdžiui, „Huawei Honor 7“, „Sony Xperia M5“ ir „Samsung Galaxy Note 5“.
Kai kurie gamintojai nuėjo toliau ir nusprendė išmaniuosiuose telefonuose naudoti lazerinį automatinį fokusavimą (apie tai vėliau), kiti aktyviai tobulina fazės aptikimo automatinio fokusavimo technologiją. Taigi, pavyzdžiui, „Apple“ savo „iPhone 6s“ ir „iPhone 6s Plus“ naudoja vadinamuosius „focus pixels“: esmė ta, kad technologija kai kuriuos pikselius naudoja kaip fazės jutiklį, o „Apple“ išmaniaisiais telefonais fotografuojama tikrai greitai.
Tačiau „Dual Pixel“ technologija, kurią „Samsung“ naudoja savo „Galaxy S7“ ir „Galaxy S7 Edge“ išmaniuosiuose telefonuose, tikrai skiriasi nuo standartinio fazinio fokusavimo. Nors tai yra savotiškas fazinis automatinis fokusavimas, jis vis tiek turi tam tikrų skirtumų ir subtilybių. Išmaniuosiuose telefonuose fazės aptikimo automatinio fokusavimo galimybės yra kiek apribotos – norint kiekvienam pikseliui priskirti fokusavimo jutiklį, jį reikia gerokai sumažinti, dėl to nuotraukos bus triukšmingos ir neryškios. Paprastai apie 10% šviesai jautrių taškų yra su jutikliais, tačiau kai kurie gamintojai neviršija 5%.
„Dual Pixel“ kiekviename pikselyje yra atskiras jutiklis dėl padidėjusio pikselių dydžio. Procesorius apdoroja kiekvieno pikselio rodmenis, tačiau tai daro taip greitai, kad automatinis fokusavimas vis tiek užtrunka dešimtąsias sekundės dalis. „Samsung“ teigia, kad „Dual Pixel“ technologija yra tarsi fokusavimas žmogaus akimis, tačiau tai daugiau metafora. Nepaisant to, būtina pripažinti šio fazinio automatinio fokusavimo metodo naujoviškumą. Dabar tai tikras išskirtinis „Galaxy S7“ ir „Galaxy S7 Edge“.
Lazerinis automatinis fokusavimas: aktyviausias
Kaip ir fazės aptikimas, lazerinis automatinis fokusavimas yra aktyvus automatinio fokusavimo tipas. Ši kryptis ilgas laikas užsiima kompanija LG, kuri pirmoji įdiegė lazerinį automatinį fokusavimą savo išmaniajame telefone G3. Technologija paremta lazerinio nuotolio ieškiklio principu: lazerinis emiteris apšviečia objektą, o jutiklis matuoja atsispindėjusio lazerio spindulio atvykimo laiką, nustatydamas atstumą iki objekto.
Vienas iš pagrindinių šio automatinio fokusavimo privalumų yra laikas. LG teigimu, visas lazerinio automatinio fokusavimo procesas trunka 0,276 sekundės. Žymiai greitesnis nei kontrastinis automatinis fokusavimas ir šiek tiek greitesnis nei fazės aptikimas.
Akivaizdus lazerinio automatinio fokusavimo pranašumas yra tai, kad jis yra neįtikėtinai greitas ir puikiai atlieka savo darbą esant silpnam apšvietimui. Bet tai veikia tik tam tikru atstumu – labiausiai geriausias efektas pasiekiamas, kai atstumas tarp išmaniojo telefono ir objekto yra mažesnis nei 0,6 metro. O po penkių metrų – labas, kontrastinis automatinis fokusavimas.
Kaip automatinis fokusavimas veikia išmaniajame telefone? Kokio tipo automatinis fokusavimas veikia geriausiai? Lazerio, fazinio ir kontrastinio AF privalumai ir trūkumai. Kodėl dvigubas pikselis toks geras?
Kaip automatinis fokusavimas veikia išmaniajame telefone? Į šį klausimą paprasto atsakymo nėra. Būtina susidoroti su kiekvienu automatinio fokusavimo tipu, ištirti konkrečios fokusavimo technologijos ypatybes. Tik tada galima daryti kokias nors išvadas. Todėl dabar kalbėsime apie automatinio fokusavimo technologijų įvairovę ir apie kiekvieno iš jų privalumus ir trūkumus.
Kas yra fotoaparato fokusavimas ir automatinis fokusavimas
Čia viskas paprasta: lęšio lęšis laužia spindulius ir visą šviesą surenka viename taške – židinyje. Ir jei matricos jutiklis yra šioje vietoje, kadras yra išsamesnis ir kokybiškesnis. Natūralu, kad tai fizinis reiškinys naudojo visi fotografai. Jie sufokusuoja tam tikrą kadro dalį, rankiniu būdu sureguliuoja objektyvą ir nukreipia žiūrovo dėmesį į priekinį planą arba foną, pagrindinį objektą arba nedidelę detalę. Likusi nuotraukos dalis bus neryški.
Na, o pradedantieji fotografai gali pasinaudoti automatinio fokusavimo sistema, kai automatika kadre užfiksuoja vieną ar kelis objektus „fokusuotame“, valdydama ir objektyvą, ir matricą. Ir šie objektai (arba objektas) yra kuo ryškesni ir išsamesni. Ir jokių įgūdžių ir kadro pojūčio čia nebereikia.
Tikriausiai dėl šios priežasties skaitmeninė fotografija tapo populiaresnė nei meno juosta ir popierius. Juk automatinis fokusavimas telefono kameroje ar pigus fotoaparatas leidžia be jokių papildomų pastangų nufotografuoti detalų vaizdą. Visas procesas baigiasi paprasta taisyklė: pažymėkite ir spustelėkite.
Automatinio fokusavimo įvairovė ir pagrindiniai jų darbo principai
Kameros objektyvas sufokusuoja spindulius, atsispindinčius nuo objekto, esančio erdvėje prieš objektyvą. Fokusuodamas fotoaparatas fokusuoja į atstumą iki objekto ir iš jo sklindančio švytėjimo intensyvumą. Šiandien yra dviejų tipų automatinio fokusavimo režimai:
- Aktyvi parinktis – ji pagrįsta atstumo matavimu naudojant nuotolio ieškiklio lokatorių.
- Pasyvus variantas – veikia su šviesos spinduliu, matuojant jo intensyvumą.
Pirmajame (aktyviame) režime naudojama lazerio infraraudonoji arba ultragarsinė spinduliuotė, kurios bangos sklidimo ore greitis yra žinomas. Emiterinis modulis skleidžia nukreiptą srautą, kuris atsispindi nuo objekto ir po tam tikro laiko užfiksuojamas imtuvo modulio. Tada automatinio fokusavimo skaičiuoklė padaugina šį laiką iš žinomo bangos sklidimo greičio ir padalija rezultatą iš dviejų, gaunant tiksli vertė atstumus. Nukreipdamas spinduliuotę į norimą sritį, vartotojas gauna optimalų fokusavimą, sutelkdamas žiūrovo dėmesį į šią konkrečią nuotraukos sritį.
Antrasis (pasyvus) režimas išdėstytas kiek kitaip. Jame naudojami specialūs jutikliai (fotodiodai), matuojantys švytėjimo intensyvumą ir specialus procesorius, kuris pagal šio parametro reikšmę nustato židinį. Praktiškai tai atrodo taip: jutikliai fiksuoja švytėjimo intensyvumą, tada procesorius perkelia židinį, po to iš naujo matuojamas intensyvumas, jei srauto tankis padidėjo, tada fokusas laikomas priimtinu. Jei ne, židinys vėl perkeliamas. Ir taip, kol bus nustatytas maksimalus intensyvumas. Rimtų fotoaparatų matricose yra iki 40-60 fotodiodų.
Remiantis šiais principais, labiausiai žinomos sistemos fokusavimas: fazinis, lazeris, kontrastas ir dviejų pikselių. O toliau tekste įvertinsime kiekvieną variantą pakeliui, įvertindami pagrindinius jų privalumus ir trūkumus.
Lazerinio automatinio fokusavimo privalumai ir trūkumai
Šiuo atveju į telefono kameros modelį įmontuotas lazerinis skleidėjas ir imtuvas. Pirmasis generuoja siaurą spindulį, antrasis priima atspindėtą signalą. Dėl to fokusavimo greitis sumažėja iki tūkstantųjų sekundės dalių. Paprastai mes kalbame apie 250-300 milisekundžių, nes lazeris sklinda šviesos greičiu.
Pagrindinis lazerinio fokusavimo privalumas – didelis modulio reakcijos greitis, o pagrindinis trūkumas – dažni gedimai. Siaurai sufokusuotas lazerinis emiteris kartais „iššauna“ pro taikinį, o atsispindėjęs signalas lengvai prarandamas, ypač atvirose erdvėse. Todėl lazerinis automatinis fokusavimas išmaniojo telefono kameroje daugeliu atvejų veikia kartu su fazės arba kontrasto valdymo parinktimi.
Fazinio fokusavimo ypatumai
Technologija pagrįsta pro objektyvą einančio pluošto padalijimu į du srautus. Tai daroma norint išmatuoti atstumą tarp srautų, einančių per priešingus objektyvo kraštus. Jei šis atstumas neviršija tam tikrų duomenų masyve nurodytų verčių, vaizdas laikomas sufokusuotu. Atstumui fiksuoti naudojami specialūs jutikliai, kurie reaguoja į šviesą. Jų signalus apdoroja procesorius, kuris palygina nuskaitytus parametrus su bazinių duomenų masyve ir duoda signalą nukreipti fokusą tinkama kryptimi.
Pagrindinis technologijos privalumas – noras sutelkti dėmesį į judantį objektą. Be to, ši parinktis yra greitesnė nei kontrastinis automatinis fokusavimas. O šia sistema taip pat galima apskaičiuoti tokį parametrą kaip lauko gylis.
Pagrindinis fazinės technologijos trūkumas yra sudėtingas jos įgyvendinimas. Prizmių, veidrodžių, lęšių sistema reikalauja itin tikslaus fizinio išlyginimo ir ne mažiau skrupulingų programos nustatymų. Be to, tokio fokusavimo tikslumas priklauso nuo objektyvo diafragmos santykio ir už Mobilieji telefonai Dėl šio nustatymo kyla didelių problemų.
Kontrasto fokusavimo privalumai ir trūkumai
Technologija nekeičia nei išmaniojo telefono kameros matricos, nei optinės sistemos. Visas fotosensorius arba jo dalis naudojamas kaip jutiklis. Procesorius nuskaito esamą histogramą iš jutiklio ir įvertina kadro kontrastą. Ir tada objektyvui duodama komanda perkelti židinį, o po to histograma dar kartą nuskaitoma iš naujo įvertinus kontrastą. Ir visas ciklas kartojasi tol, kol maksimalus lygis kontrastą pasirinktoje kadro srityje, kuri yra sufokusuota.
Pagrindinis technologijos pranašumas yra įgyvendinimo paprastumo, mažos statybos kainos ir kompaktiško dydžio derinys. Tokį automatinį fokusavimą naudoja visi nebrangių išmaniųjų telefonų gamintojai.
Pagrindinis šios parinkties trūkumas yra labai mažas greitis. Kartais procesorius eina į amžiną „fokusavimo medžioklę“, kuri baigiasi reto kadro praradimu.
Dviejų pikselių technologija
Ši fokusavimo technologija naudojama brangiai refleksinės kameros. Mobiliuosiuose įrenginiuose jis vis dar naudojamas tik pavyzdiniuose „Samsung“ modeliuose, sąmoningai sumažinant fotografinės matricos skiriamąją gebą ir padidinant jos fizinius matmenis.
Šios gudrybės atsiranda dėl noro prie kiekvieno fotografinio jutiklio pikselio pritvirtinti atskirą jutiklį, kuris reaguoja į švytėjimo intensyvumą. Tada signalai iš jutiklių apdorojami tiek pagal fazinio, tiek pagal kontrasto fokusavimo algoritmus, išgaunant ne tik idealiai ryškų, bet ir kontrastingiausią vaizdą.
Jei klasikinio fazinio židinio atveju jutikliai sudaro ne daugiau kaip 10 proc iš viso pikselių kameroje, tada Dual Pixel atveju jie dalijami santykiu 50/50. Paprasčiau tariant, kiekvienas pikselis yra šviesai jautrus elementas ir jutiklis vienu metu. Ši technologija užtikrina tikslesnį ir greitesnį fokusavimą.
Iš „Dual Pixel“ trūkumų reikėtų pažymėti, kad tokius sprendimus įgyvendinti labai sunku. Tokie gudrybės yra aprūpinti tik pavyzdiniais įrenginiais, pavyzdžiui, „Samsung S“ serijos įrenginiais (nuo septinto modelio ir aukštesnio). Kažkas panašaus yra ir naujausiuose „iPhone“ įrenginiuose (nuo šeštojo modelio ir aukštesnių), tačiau „Apple“ šią fokusavimo technologiją vadina „Focus pixel“ ir ji yra artimesnė įprastiniam fazių aptikimo automatiniam fokusavimui nei „Dual Pixel“.
