С камерами начала 2013 года общепризнано, что использование автофокусировки с определением контраста на зеркальных фотокамерах (т. е. просмотр в реальном времени на большинстве зеркальных фотокамер) действительно подходит только для статических или близких к статике объектов из-за медленной скорости фокусировки. С другой стороны, современные лучшие в своем классе беззеркальные камеры (здесь часто цитируется Olympus OM-D E-M5) имеют системы автофокусировки, которые значительно быстрее достигают фиксации фокуса, хотя и не совсем соответствуют характеристикам фазового обнаружения. системы автофокусировки.
Насколько я понимаю, обе системы используют одну и ту же технологию, так почему же беззеркальные камеры имеют гораздо более быструю систему автофокусировки, чем зеркалки в режиме Live View? Действительно ли объективы для беззеркальных систем оптимизированы для быстрой работы CDAF, и если да, то в чем заключается эта оптимизация?
Редактировать: в ответ на один из ответов я не думаю о том, как камеры, такие как серия Nikon 1 или Canon EOS M, имеют более быструю автофокусировку из-за использования элементов обнаружения фазы в датчике; Я понимаю, как использование совершенно другой технологии улучшит ситуацию — меня здесь интересует то, как некоторые производители сделали автофокусировку с определением контраста намного быстрее, чем это возможно в зеркальных фотокамерах. Аналогичные рассуждения применимы к серии Sony SLT, поскольку они снова используют PDAF, а не CDAF.
Основная причина в том, что объективы цифровых зеркальных камер оптимизированы для обнаружения фазы . Каждый компонент линзы рассчитан на быстрое движение и остановку стекла в точно выбранный момент. С другой стороны, обнаружение контраста лучше всего работает с шаговыми двигателями, способными быстро переключать направления, чтобы вы могли перемещать линзы внутри вперед и назад в поисках максимальной контрастности изображения.
Фазодетектор сразу определяет, где находится фокус и насколько должны двигаться линзы для достижения идеального фокуса. Обнаружение контраста должно «найти его». Это вынуждает применять различные инженерные решения в производстве линз.
Кроме того, зеркальные фотокамеры обычно делаются с возможностью просмотра в реальном времени . Большинство производителей думают об этом как о помощи при ручной фокусировке. Они не пытаются создать быструю автофокусировку для видео, так как знают, что профессиональные видеофотографы обычно полагаются на ручную фокусировку (не то чтобы у них был какой-то выбор с такой производительностью...), в то время как фотографы все равно обычно используют видоискатели. Следовательно, у них редко есть выделенные процессоры для определения контраста, а если основной процессор занят фокусировкой - он не работает так же хорошо, как выделенный блок.
Также утверждение в вашем вопросе не совсем верно . Цифровые зеркальные фотокамеры Sony SLT имеют автофокусировку, которая намного быстрее в режиме просмотра в реальном времени, чем беззеркалки, поскольку конструкция SLT в основном позволяет камере полностью использовать датчики PDAF (автофокус с фазовым детектированием) все время во время просмотра в режиме реального времени. Таким образом, вы одновременно получаете автофокусировку DSLR-качества с просмотром в реальном времени. Кроме того, старшее поколение цифровых зеркальных фотокамер Sony предлагало функцию Quick AF Live View , которая никогда не переворачивала главное зеркало для просмотра в режиме реального времени. Вместо этого в видоискателе использовался дополнительный датчик, обеспечивающий автофокусировку качества DSLR за дополнительную задержку перед съемкой фотографии (зеркало должно было перевернуться). вверх, чтобы сделать снимок).
Поскольку этот вопрос и ответ были изначально написаны, многое изменилось в том, как различные типы камер реализуют автофокусировку, и в уровнях, на которых эти реализации работают.
Многие современные зеркальные фотокамеры теперь имеют гибридную автофокусировку с определением фазы и контраста на основе датчика изображения в режиме Live View, которая конкурирует или даже превосходит по производительности автофокусировку на основе датчика изображения во многих современных беззеркальных камерах. В частности, Canon Dual Pixel CMOS AF работает так же хорошо с точки зрения скорости и точности, как и многие современные беззеркальные камеры.
Большая разница сегодня (сентябрь 2017 г.) заключается в том, что цифровые зеркальные фотокамеры могут предложить лучшее из обеих систем — выделенный датчик автофокусировки на основе фазового детектирования автофокусировки или гибридный PD / CDAF на основе основного датчика изображения, который сравним с чем-либо в беззеркальной камере — в то время как беззеркальные камеры могут предлагают только второй вариант.
Системы обнаружения фазы на раннем этапе были разработаны, чтобы быть быстрыми, даже если это означало небольшую жертву в точности. В ранних системах камера одним взглядом решала, как далеко нужно сместить фокус, и отправляла сообщение на объектив. Объектив переместился на эту величину и остановился на этом. Если вы хотите точно настроить автофокусировку, вы можете нажать наполовину, чтобы приблизить объектив, поднять кнопку спуска затвора, а затем нажать еще раз наполовину. Поскольку объектив должен меньше перемещаться, это должно привести к более точной фокусировке. Более поздние конструкции объективов включают в себя способ, которым объектив сообщает камере точное положение механизма фокусировки. Это привело к более точной фокусировке с очень небольшим снижением скорости или вообще без него.
Скорость фокусировки с обнаружением контраста неуклонно улучшалась по мере увеличения вычислительной мощности камер. Поскольку контрастная фокусировка требует нескольких циклов измерения и перемещения, чем больше шагов в секунду может обрабатывать ваша камера, тем быстрее она будет выполнять эти многочисленные вычисления. Новые объективы, разработанные специально для беззеркальных камер, оптимизированы для фокусировки с использованием обнаружения контраста или гибрида, который сочетает фокусировку с определением контраста и фазой с помощью датчика изображения. И в то время как производители цифровых зеркальных камер в основном сосредоточились на создании улучшенных фокусных матриц для фокусировки с определением фазы, производители беззеркальных фотоаппаратов приложили гораздо больше усилий для улучшения фокусировки с обнаружением контраста.
Роджер Цикала из Lensrentals.com недавно написал серию статей о производительности фокусировки, которая довольно подробна и затрагивает некоторые из этих вопросов. Материала много, но читать было интересно.
http://www.lensrentals.com/blog/2012/07/autofocus-reality-part-1-center-point-single-shot-accuracy http://www.lensrentals.com/blog/2012/07/autofocus -reality-part-ii-1-vs-2-and-old-vs-new http://www.lensrentals.com/blog/2012/07/autofocus-reality-part-3a-canon-lenses http:/ /www.lensrentals.com/blog/2012/08/autofocus-reality-part-3b-canon-cameras http://www.lensrentals.com/blog/2012/09/autofocus-reality-part-4-nikon- полнокадровый
Это просто случай оптимизации. Датчики, используемые в этих камерах, были оптимизированы для эффективной автофокусировки. Некоторые используют обнаружение контраста, в то время как другие даже имеют датчики обнаружения фазы.
В случае OM-D E-M5 он использует Contrast-Detect, который представляет собой цикл, измеряющий локальный контраст, перемещающий объектив и повторяющийся до тех пор, пока не будет найден максимальный контраст. Это последнее поколение датчиков выполняет эту итерацию с частотой 240 Гц с обработкой для соответствующего быстрого анализа данных. Olympus настолько уверена в своей способности сделать это быстрее, чем DSLR, что даже не рассматривает встроенную фазовую детекцию.
Nikon, с другой стороны, предпочитает использовать фазовое обнаружение, поэтому они могут фокусироваться так быстро. Эта система требует гораздо меньшего количества итераций — как на DSLR с использованием OVF — потому что собранные данные информируют камеру о направлении и величине расфокусировки. Это не достаточно точно, чтобы сделать это за один раз, но делает это довольно быстро. Следует отметить, что сплиттеры для встроенного определения фазы крошечные, поэтому эти системы работают не так быстро, как те, которые используются в зеркальных камерах при слабом освещении. Камеры Nikon 1 переключаются на автофокусировку с обнаружением контраста при слабом освещении.
Как вы упомянули, объективы влияют на скорость автофокуса. Ключ находится в цикле, описанном выше. При обнаружении контраста камера непрерывно перемещает объектив с небольшими приращениями. В отличие от этого (без каламбура), обнаружение фазы делает большую часть фокусировки с большим движением. Моторы, элементы управления и обратная связь от объектива должны быть настроены для каждого конкретного случая. В случае с современными объективами DSLR против них работает ультразвуковой мотор, используемый во многих объективах.
Например, Canon представила объективы с линейными двигателями (STM) в EOS M, а их высококачественные объективы оснащены ультразвуковыми двигателями (USM). В выпуске прямо говорится, что новые двигатели предназначены для лучшей работы с автофокусом EOS M, который использует обнаружение контраста для точной настройки автофокусировки после того, как определение фазы помещает фокус в приблизительную область.
Рассел МакМахон
Эса Пауласто