Как работает камера без аппаратного автофокуса?

Question

Например, внешний Apple FireWire iSight не имеет аппаратного автофокуса. Так, как это сосредотачивается? Похожие вопросы:

1. Это фокусируется на бесконечность?
2. Означает ли это, что ему нужно «более длинное» минимальное расстояние от объектива, чтобы чтобы объекты были в фокусе?

Answer 1

То, что не может сфокусироваться, просто не фокусируется. Так устроено большинство одноразовых камер. У них объектив с фиксированным фокусом, плоскость фокусировки которого находится на определенном расстоянии, а диафрагма достаточно мала, чтобы обеспечить большую глубину резкости.

С маленькими сенсорами, как в веб-камерах и других крошечных камерах, эффект умножается, потому что глубина резкости огромна. Другими словами, почти все приемлемо резкое , несмотря на то, что не в фокусе. Наилучшим способом является фокусировка на гиперфокальном расстоянии, что означает, что все до бесконечности достаточно резкое , начиная с некоторого расстояния до расстояния фокусировки. Некоторые ультракомпактные камеры могут даже фокусироваться на гиперфокальном расстоянии.

Answer 2

Во-первых, внешний Apple FireWire iSight был автофокус . Таким образом, он фокусировался с помощью крошечного мотора внутри, который регулировал объектив так же, как другие объективы с автофокусом. Поэтому, вероятно, это был плохой пример для выбора.

Когда вы говорите об объективах, которые не имеют автофокуса, я думаю, вы говорите о камерах с фиксированным фокусом .

Чтобы проиллюстрировать, как работают оба автофокуса с фиксированной фокусировкой, сначала приведем краткий обзор различных типов фокусировки.

• Автофокус

  В объективе с автофокусировкой электроника в корпусе и / или датчике определяет, когда объектив находится в фокусе, и регулирует его для фокусировки.

  Существует несколько различных типов систем автофокусировки, но все они пытаются автоматически изменить фокус, определяя, когда объектив находится в фокусе или на расстоянии до объектов, а затем физически перемещая объектив с помощью небольшого мотора. или сервопривод.

• Ручная фокусировка

  В объективе с ручной фокусировкой оператор должен механически регулировать фокусировку объектива, чтобы объекты были в фокусе.

• Фиксированная фокусировка

  В объективе с фиксированной фокусировкой объектив вообще не имеет механизма фокусировки и постоянно фиксируется на определенном фокусном расстоянии.

  Фокусное расстояние обычно выбирается для того, чтобы получить как можно больше в приемлемой фокусировке . Таким образом, если у вас есть веб-камера с фиксированной фокусировкой, ее фокусное расстояние может составлять примерно 1,5 фута перед объективом, где, вероятно, будет находиться лицо человека. В универсальном объективе с фиксированным фокусом фиксированное фокусное расстояние часто составляет гиперфокальное расстояние . Это минимально возможное фокусное расстояние, при котором объекты будут находиться на бесконечном расстоянии в приемлемой фокусировке.

  Объективы с фиксированной фокусировкой обычно имеют довольно маленькую диафрагму , поскольку это увеличивает глубину резкости , обеспечивая фокусировку большего количества объектов на изображении. Объективы с фиксированной фокусировкой с малой диафрагмой и постоянным фиксированным фокусным расстоянием с гиперфокальным расстоянием могут иметь удивительно большую глубину резкости с приемлемой фокусировкой от небольшого расстояния (пара футов) до бесконечности. Это зависит от того, насколько мала апертура на самом деле, и от определения приемлемой фокусировки , которое использовалось для расчета гиперфокального расстояния (другими словами, насколько размытость, по мнению производителя, все еще будет приемлемой).

  Конечно, наличие такой маленькой апертуры также означает, что вы не пропускаете много света, так что это компромисс в способности собирать при слабом освещении. Фиксированная фокусировка также означает, что даже если ваши объекты почти всегда находятся в пределах приемлемого фокуса (по определению приемлемого), фокус никогда не будет резко липким , если только объект не окажется точно на фиксированном фокусном расстоянии объектива.

Answer 3

Метод фокусировки, используемый в настоящее время марсоходом Curiosity НАСА на Марсе, состоит в том, чтобы сделать несколько снимков на разных расстояниях фокусировки и сравнить размер получающихся файлов JPEG. Посредством итерации с помощью встроенного программного обеспечения до получения наибольшего размера файла это изображение представляет самый резкий фокус, который в программном обеспечении сжатия изображений соотносится с соответственно большим размером файла, необходимым для поддержания данного уровня детализации. Хотя требуется фокусирующий двигатель, определение выполняется программным обеспечением на флэш-накопителе, а не программно-аппаратным обеспечением. Эта система может фокусироваться от бесконечности так близко, как двигатели позволяют удлинять объектив.

Недорогие веб-камеры могут автоматически фокусироваться, используя ток от мостовой схемы для отклонения пружины, на которой установлен фокусирующий элемент, снова используя программные тесты для проверки положения самого высокого контраста или размера ключевого кадра. Единственным «мотором» в этом случае является отклонение пружины назад и вперед.

Answer 4

Отсутствие аппаратной автофокусировки может означать, что в ней отсутствуют датчики автофокусировки, и вместо этого фокусируется с использованием контрастных методов в программном обеспечении. Это также может быть просто фиксированное фокусное расстояние. Не уверен, не глядя на детали конкретного устройства.

Согласно Википедии, внешняя версия FireWire iSight имеет автофокус от 50 мм до бесконечности. Если в нем отсутствует «аппаратная автофокусировка», то, скорее всего, это означает, что в датчике изображения нет выделенных датчиков автофокусировки. Это потребует «программной фокусировки», когда программное обеспечение будет направлять фокус в одном направлении, а затем в другом, в поисках настройки, которая разрешает самое резкое изображение путем поиска максимальной контрастности.

Стоит отметить, что внутренние версии iSight имеют фиксированный фокус, как описано в других ответах.