Багато моїх читачі скаржаться на погану роботу автофокусу в камері. Давайте розберемо в загальних рисах як працює система автофокусу в сучасних дзеркальних камерах і взагалі способи наведення на різкість в складних випадках.
Якщо розуміти логіку роботи цієї системи, то ви будете знати як «лікувати» такі проблеми.
В даний час в фотокамерах використовується в основному два типи пасивних автофокусів. Контрастний і Фазовий. Зовсім недавно з'явилися ще їх поєднання, коли груба наводка на фокус йде за допомогою фазового методу (найшвидшого), а супер-точна за допомогою контрастного.
Тому непогано буде висвітлити обидва методи, а заодно ми розберемося, чому по LiveView можна налаштувати фокус ідеально навіть тоді, коли в видошукачі ми отримуємо стабільну помилку фокуса і автофокус теж працює з помилкою (фронт / бек автофокусу).
По-перше контрастним методом автофокусу користуються майже всі беззеркальние камери. Знову ж останнім часом стали деякі з них оснащувати більш швидким фазовим методом визначення фокусу.
Суть контрастного методу пов'язана з його назвою, тобто камера визначає в фокусі чи зображення по положенню лінз об'єктива при якому досягається максимальний контраст зображення. При цьому контраст визначається за кінцевим зображенню на матриці камери або його ділянок (центральному, наприклад).
(Які це ділянки поза нашою «глибини» статті)
На зображенні показана дзеркальна камера в режимі «LiveView», з піднятим дзеркалом, коли ми налаштовуємо фокус по екрану. Теж саме відбувається на беззеркальной камері, тільки в автоматичному режимі.
З одного боку, раз ми налаштовуємо фокус по кінцевого зображення на матриці камери, то точність досягається ідеальна, але з іншого боку, для того, щоб зрозуміти в який бік контраст зображення збільшується, при переміщенні лінз об'єктива, а в яку падає, нам (фотокамері ) припадає рухати лінзи об'єктива і порівнювати отримані зображення.
1 - об'єктив
2 - основне дзеркало (в даному випадку в піднятому положенні)
3 - затвор камери
4 - сенсор камери
Як виглядає робота контрастного автофокусу
Камера відкриває затвор і отримує картинку. За зображенні камера не може сказати, в який бік їй рухати лінзи, щоб отримати більш контрастне зображення, а відповідно і більш точний фокус. Тому камера просто рухає лінзи в певному напрямку, наприклад, вперед. Після цього знову зчитує зображення і порівнює значення контрасту картинки з початковим. Якщо контраст впав, значить ми рухаємо лінзи не в ту сторону. І камера зміщує лінзи в зворотному напрямку, далі, ніж вони були в самому початку на певну відстань (визначається прошивкою камери). Знову порівнює картинку - переліт або недоліт?
Є певна методика, як за допомогою мінімальної кількості таких «пристрелити» потрапити в потрібне місце, в фокус. Але ми не будемо заглиблюватися, так як це нам не потрібно на даний момент. Хто хоче - може сам пошукати, я вже не пам'ятаю і назва методу.
Послідовність кроків в контрастному методі визначення правильного фокусу відрізняється для різних виробників камер. Можна робити великі скачки і поступово зменшувати діапазон, отлавливая максимум контрасту (нагадує методику пошуку собакою), а можна пройтися по всьому діапазону фокусування послідовно маленькими кроками, поки не переступиш поріг за яким почнеться падіння контрасту.
Пропоную посувати повзунки на даній анімації, люб'язно наданої Стенфордським університетом
На жаль, ви не маєте flash плеєр.
Але дзеркальні камери в основному покладаються саме на фазовий метод визначення фокусу, який набагато швидше працює, так що ми перейдемо до нього.
Фазовий метод автофокусу відрізняється від контрастного методу тим, що дозволяє на одному єдиному вимірі зробити висновок в яке місце потрібно перемістити лінзи об'єктива для досягнення оптимального фокуса.
Нижче представлена схема фазового автофокусу. Багато хто бачив основне дзеркало фотокамери, яке піднімається в момент зйомки і видає плескають звук, але чи всі знають про додаткове дзеркало, яке забезпечує роботу фазового автофокусу в дзеркальних камерах?
Те, що на схемі виглядає як маленька сірник, прикріплена до середини великий сірники (основне дзеркало) насправді невелике дзеркало, яке працює за рахунок напівпрозорого віконця в основному дзеркалі.
Фазовий метод автофокусу
Де ж знаходиться це віконце? Давайте подивимося.
камера Canon 1D mark II N (професійна лінійка камер Canon), вид на опущене дзеркало.
Начебто наявність напівпрозорого віконця неочевидно, але давайте піднімемо основне дзеркало.
крізь основне дзеркало (через напівпрозоре віконце) видно додаткове дзеркало
Отже, ми бачимо напівпрозоре віконце, додаткове дзеркало і нам пощастило побачити кришку датчика автофокусу. Сам він знаходиться глибше і має досить складний пристрій, яке ми розберемо трохи нижче.
На камері Canon 5D mark II напівпрозоре віконце набагато більш очевидно.
основне дзеркало і напівпрозоре віконце в ньому на камері Canon 5D mark II
видно основне дзеркало, напівпрозоре віконце і додаткове дзеркало на камері Canon 5D mark II
видно віконце датчика фазового автофокусу на камері Canon 5D mark II
Система визначення фази автофокусу в розрізі
Коли ми розібралися з тим, де знаходиться датчик і як на нього потрапляють промені світла, подивимося як він працює.
Як виглядає робота фазового автофокусу
Промені світла потрапляючи на напівпрозоре віконце на основному дзеркалі дзеркальних фотокамер, проникають всередину і відбиваючись від додаткового дзеркала, розташованого за основним, відображаються на систему датчика фазового автофокусу.
В системі кожного датчика (а в камерах Canon їх 2шт, для світлосили F5.6 і F2.8) присутні дві лінзи, які отримують частину зображення з конкретної ділянки задньої лінзи об'єктива (з протилежних країв), відповідного певної діафрагми. Область ця обмежена їх власної діафрагмою, яка дозволяє датчику працювати.
Очевидно, що дана система тим точніше, чим більше кут на який «дивиться» датчик до певної межі, при якому вже буде неможливо визначити кут під яким світло потрапив на датчик.
Раніше всі камери використовували один датчик на діафрагму F5.6, що з одного боку дозволяло користуватися автофокусом майже на всіх об'єктивах (так як мало об'єктивів з меншою світлосилою), але в той же час давало деякі неточності у визначенні фокуса на відкритих діафрагмах.
Наскільки знаю, новатором став Canon і зараз, можливо, він залишається єдиним виробником фотокамер, що використовують два датчика. Датчик налаштований на светосилу об'єктива F2.8 включається при установці об'єктиву з відповідною світлосилою або більш светосильного. Зі зрозумілих причин він не працює на менш светосильних об'єктивах так як область на яку він «дивиться» виявляється елементарно закрита.
запатентована система фазового автофокусу
7 - оптична система визначення фокусу
8 - фоточутливий сенсор
30 - задня лінза об'єктива
31 і 32 - ділянки задньої лінзи об'єктива на які «дивиться» датчик автофокусу
70 - напівпрозоре віконце, через яке потрапляє світло на датчик
73 і 74 - пара діафрагм
75 - маска з діафрагмами
76 і 77 - пара фокусирующих лінз
80 і 81 - ділянки фоточутливого сенсора, які отримують зображення
Тепер спробуйте самостійно навести фокус за допомогою цього аплету, порухати повзунки.
На жаль, ви не маєте flash плеєр.
Датчики не завжди були складними і до сих пір еволюціонують. Швидше за все їх вдосконалення гальмує банальний маркетинг. Але сучасні датчики вже досить складні і дозволяють дуже точно фокусуватися.
Чим же вони відрізняються один від одного і від старих автофокусних датчиків?
По-перше кількістю світлочутливих елементів. По-друге типом цих елементів.
датчик автофокусу Canon 5D mark II
датчик автофокусу Canon 1D X
Кількість світлочутливих елементів впливає на точність і швидкість визначення фокусу. Тип елементів (горизонтальні, вертикальні, діагональні) впливає на те, в якому напрямку контраст буде визначатися краще. Так горизонтальні датчики соотвественно вимірюють зміна контрасту по горизонталі, а вертикальні по вертикалі.
Відповідно хрестоподібні датчики виходять набагато більш чутливі до зміни контрасту зображення, так як можуть вимірювати його зміна в обох напрямках. Діагональні датчики, як на Canon 1D X це вже «вищий пілотаж».
Крім усього є ще фактор при якому ці датчики працюють. Так при різній світлосилі об'єктива працюють різні типи датчиків. У Canon ціла ідеологія, які датчики працюють при F5.6 і темніше, а які на светосильних об'єктивах.
У продовженні ви дізнаєтеся, як налаштовувати автофокус, що можна робити, а що не варто.
(Продовження на наступній сторінці)
Хочете безкоштовно отримувати свіжі
статті по фото?
- - тести об'єктивів і фотокамер
- - статті з історії фототехніки
- - секретні прийоми фотозйомки
- - проф. методи обробки в фотошопі
Оцініть, будь ласка, статтю