В чем практическая разница между фазовым и контрастным автофокусом?

Говоря языком ручной фокусировки, автофокусировка с определением контраста похожа на попытку сфокусировать изображение на простом экране с матовым стеклом, а определение фазы похоже на использование средства фокусировки с разделенной призмой или дальномера. В одной схеме вы ищете локальный максимум на плавной кривой, в то время как в другой вы просто ищете, чтобы все совпадало. Гораздо легче решить, когда вещи выстроены в линию, чем когда они максимально контрастны.

Теперь электроника может определить абсолютный максимум контраста быстрее, чем мы, поскольку она может быть достаточно чувствительной, чтобы вернуться в тот момент, когда кривая контраста начинает падать, но это все еще не так просто, как сравнение двух изображений, чтобы увидеть, совпадают ли они. . И, поскольку система обнаружения фазы знает, какое изображение есть какое, она всегда должна знать, в каком направлении ей нужно сфокусироваться, чтобы выполнить коррекцию. С определением контраста всегда приходится догадываться — вы фокусируетесь в одном направлении, и если оно становится хуже, а не лучше, вы меняете направление.

Тем не менее, некоторые из камер, которые они делают в наши дни, имеют невероятную электронику, поэтому для среднего фотографа может не быть заметной разницы . В любом случае управление объективом (и подсветкой монитора, если вы его используете) будет основным источником утечки энергии. Да, чтение всего датчика изображения будет «стоить» дороже, чем чтение нескольких (или одного) специализированных датчиков автофокусировки, но заметите ли вы эту разницу? Возможно нет. Настоящим недостатком автофокусировки с обнаружением контраста обычно является то, что вы не можете использовать оптический видоискатель, поэтому монитор (или электронный видоискатель) активен все время, а не сама система фокусировки.

Тот факт, что фазовое обнаружение останавливается на расстоянии фокусировки, а не превышает его, а затем возвращается, оказывает большое влияние (как упомянул Стэн в своем ответе) на видео, поскольку это движение видно в записи.

Еще одно влияние заключается в том, что для обнаружения фазы требуются специальные датчики в фиксированных положениях, поэтому количество точек автофокусировки относительно невелико. Обнаружение контраста можно выполнять где угодно, и обычно есть камеры, которые могут фокусироваться на 99 или более позициях в кадре .

Наиболее важным преимуществом обнаружения контраста является то, что он не страдает от проблем с передним или задним фокусом. Когда датчик обнаруживает фокус, все находится в фокусе. На самом деле, в своем блоге я предлагаю, как камеры, которые выполняют и определение фазы, и обнаружение контраста, могут даже выполнять самокалибровку . Нам нужно только подождать и посмотреть, кто первым это реализует.

Просто будьте ясны. Любая система фокусировки может промахиваться и иногда будет фокусироваться на неправильном расстоянии. Условия зависят от камеры и объекта. Фронтальный или задний фокус отличается тем, что камера всегда фокусируется слишком близко или слишком далеко. Когда это происходит, камера должна быть откалибрована для правильной фокусировки с рассматриваемыми объективами. Это происходит с фазовой автофокусировкой: подтверждение фокусировки вычисляется датчиком фазовой идентификации, а не датчиком изображения камеры.

Обнаружение контраста имеет гораздо больше информации для работы, поэтому они используют распознавание лиц и другие сложные трюки. Фазовое обнаружение в значительной степени зависит от расстояния.

Contrast-Detect потребляет больше энергии и быстрее разряжает батарею , потому что датчик должен быть включен и постоянно считывать показания. Современные камеры делают это на частоте 240 Гц, чтобы получить высокую скорость автофокусировки, что очень энергоемко.

Разрыв в скорости становится меньше, но Phase-Detect считается более быстрым, хотя я подозреваю, что это не всегда так.

Вопрос требует практического , а не технического ответа.

Фазовое определение лучше подходит для фокусировки на движущихся объектах или объектах, контрастность которых недоступна из-за слабого освещения, например, при съемке спортивных состязаний. Обнаружение контраста может быть быстрее, чем обнаружение фазы, когда объекты не движутся или где много контраста, например, в студийном освещении для портрета. В настоящее время это становится практическим вопросом, потому что камеры и объективы с обнаружением фазы намного больше .

Только более крупные зеркальные камеры (цифровые однообъективные зеркальные) с пентапризмой и зеркалом или камеры DSLT (T означает полупрозрачное зеркало) имеют определение фазы. Кто-то может возразить, что меньшие по размеру SONY NEX5R и NEX6 на самом деле представляют собой крошечные DSLT и имеют определение фазы, но существует так мало объективов, которые могут использовать преимущества этой зарождающейся технологии, что все еще можно с уверенностью утверждать, что размер имеет значение . Неуклюжие, угрожающие огромные линзы зеркальных камер будут по-прежнему доминировать на обочине, даже если облегающие менее опасные крошечные линзы беззеркальных камер будут предпочитаться старыми дальномерными уличными стрелками, путешественниками по миру и любителями активного отдыха, тусовщиками, которые осознали ограничения. своих смартфонов, полупрофессиональных мамочек-футболисток и помощников с камерой на свадьбах (черт возьми, практически всех остальных).

Большинство людей НЕ занимаются профессиональной съемкой спортивных состязаний или диких животных, поэтому в 95% всех сценариев съемки достаточно новых беззеркальных камер меньшего размера с определением контраста. Вот уже около года у этих камер меньшего размера есть даже защищенные от непогоды корпуса, дополнительные аккумуляторные батареи для долгих дней съемки, конкурентоспособная стабилизация изображения и достаточно высокая частота кадров в секунду. Экосистема микро-четырех третей даже включает светосильные объективы с красивым боке, чтобы соперничать со своими предками-динозаврами. И поскольку при съемке видео DSLR также фокусируются с определением контраста, эти камеры меньшего размера часто лучше просто потому, что интерфейс проще в использовании, например, из-за фокусировки с помощью сенсорного экрана или потому, что экран откидывается, чтобы вы могли держать камеру куда хочешь.

Вы бы предпочли более дешевую, легкую, маленькую и тонкую камеру, которая может снимать почти все, или дорогую, тяжелую, большую и очевидную камеру, которая может снимать все, что движется? В настоящее время это практический выбор между этими двумя системами фокусировки.

Фазовая автофокусировка лучше подходит для:

• быстрое получение фокуса - в основном система с разомкнутым контуром, т.е. она выполняет измерение и перемещает линзу.
• движущиеся объекты — измерения можно проводить очень быстро, что позволяет отслеживать движение.
• большие/тяжелые линзы - требуется меньше движений линзы.
• пленочные камеры - требуется только датчик с низким разрешением, который не блокирует плоскость пленки.
• экономия энергии — система автофокусировки активна только на долю секунды, сводя к минимуму движение объектива.

Контрастная автофокусировка лучше подходит для:

• маленькие камеры - нехватка места для направления света на датчик фазового детектирования.
• высокая точность с канцелярскими предметами - в основном система с замкнутым контуром, позволяет избежать систематических ошибок (передний/задний фокус).
• фокусировка в любом месте кадра - датчики PDAF ограничены дискретными местами, сгруппированными вокруг центра.
• инфракрасная фотография - разные длины волн света фокусируются на разных расстояниях, с помощью датчика изображения вы обеспечиваете правильную фокусировку.
• интеллектуальная фокусировка — при поиске деталей можно использовать больше вычислительной мощности/логики, например, при распознавании лиц.

Объективы с тяжелыми группами линз плохо работают с контрастной автофокусировкой, потому что они не могут перемещаться достаточно быстро с множеством крошечных шагов, необходимых для контрастной автофокусировки. Таким образом, такие объективы обычно не предлагаются для систем с контрастным автофокусом. Их можно адаптировать (например, линзы FT для mFT), но тогда они плохо работают.

Таким образом, практическое ограничение состоит в том, что такие объективы не будут доступны для систем контрастной автофокусировки, если только не будет улучшена система автофокусировки (например, гибридная автофокусировка). Для этих систем не будет ярких телеобъективов (особенно зум-объективов). Поэтому, если вы собираетесь фотографировать животных или заниматься спортом, в настоящее время контрастные системы автофокусировки — не лучший выбор.

Еще одно практическое отличие: из-за ограничений по размеру/весу система контрастной автофокусировки накладывает на группы линз, которые все еще можно перемещать быстрыми микрошагами, оптическую коррекцию часто заменяют электронной коррекцией.

Это ограничение, если вы предпочитаете снимать в формате RAW, а ваш конвертер RAW не поддерживает методы электронной коррекции камеры.