Что больше влияет на скорость фокусировки, объектив или корпус камеры?

Question

Скорость важнее, но описание точности также приветствуется.

Answer 1

Системы автофокусировки

Автофокус - это система. Нет ни одной детали, которая бы особенно отвечала за то, чтобы система AF работала хорошо или достигала высокой точности. В современных камерах компоненты и программное обеспечение, поддерживающие AF, находятся как в объективе, так и в корпусе камеры. В некоторых камерах, которые все еще основаны на устаревших системах автофокусировки, эти компоненты могут уступать, даже значительно уступать современным полностью электронным системам автофокусировки.

С общей точки зрения, электронные системы автофокусировки, в которых двигатель расположен в объективе, обеспечивают наивысшую производительность и высочайшую точность. Однако объектив AF с мотором фокусировки - это только часть картины ... вам все равно нужно что-то, чтобы управлять этим мотором и заставить его делать свое дело. Существуют также различные виды двигателей, некоторые из которых дешевле и эффективнее, а другие дороже и эффективнее. В дополнение к механическим и электрическим компонентам вам также необходимо соответствующее программное обеспечение ... встроенное программное обеспечение для работы системы автофокусировки. В современной электронной системе автофокусировки прошивка обычно существует как в объективе, так и в корпусе камеры. В более старых системах встроенное программное обеспечение, скорее всего, будет существовать только в корпусе камеры (возможно, вместе с приводным двигателем автофокуса, поскольку в некоторых более старых конструкциях двигатель был включен в корпус камеры, а не в объектив).

Работа автофокуса

В прошлом автофокусировка осуществлялась с помощью систем с частичной обратной связью, в которых камера запускала движение привода АФ, настраивал объектив, и система останавливалась до тех пор, пока вы не сказали ей выполнить другую настройку АФ. В зависимости от конкретной реализации, более одного движения объектива могло произойти в ответ на одну команду AF. Это могло произойти из-за ограниченной или отсутствующей прошивки в объективе, что препятствовало правильной петле обратной связи.

В современных системах AF привод AF осуществляется с помощью систем обратной связи с обратной связью. В замкнутом контуре настройки автофокуса выполняются непрерывно до тех пор, пока не будет достигнут фокус ... по крайней мере, в пределах определенных допусков. Это возможно благодаря более богатой прошивке, размещаемой в объективах с автофокусировкой, что обеспечивает более полную двустороннюю связь между объективом и камерой. Камера дает указание объективу совершить определенный ход, и объектив может предоставить информацию о том, совершил ли он запрошенный ход и было ли это движение запрошенной суммой или нет. Камера и объектив могут непрерывно настраиваться в ответ на одну команду AF от пользователя для достижения более точной фокусировки.

Такая обратная связь с обратной связью является более поздним появлением в системах AF, поддерживаемых более новой технологией линз, более совершенным программным обеспечением привода AF в корпусах камер и более точными датчиками обнаружения фазового сдвига. Скорость и точность АФ все больше зависят от возможностей датчика АФ, количества точек датчика АФ, возможностей программного обеспечения привода АФ и скорости встроенных в камеру процессоров.

Точность автофокуса

Когда дело доходит до точности, есть несколько специфических факторов, которые играют роль. Датчик АФ, вероятно, является наиболее значимым фактором, однако также учитывается встроенное программное обеспечение объектива и оптическое качество объектива. Системы измерения, особенно системы измерения цвета, также становятся частью системы автофокусировки современных камер, предлагая расширенные возможности, которые ранее были невозможны или возможны только для камер очень высокого класса. В настоящее время на рынке имеются цифровые датчики автофокусировки для цифровых зеркальных камер: от базовых 9-точечных датчиков с одной высокоточной точкой до 61-точечного датчика с 41 высокоточными точками и различными вариантами между ними. Размер каждой точки автофокусировки, их плотность, ориентация линий датчиков с определением фазы и даже то, как линии датчиков сходятся, влияют на точность и точность системы AF.

Естественно, чем сложнее датчик AF и чем больше число точек AF, тем сложнее должно быть программное обеспечение, которое его управляет. В современных «сетчатых» (сетчатых) системах АФ, где имеется большое количество точек, а также большое количество точек высокой точности, программное обеспечение привода АФ, как правило, довольно продвинуто. Цветной датчик измерения, оливковый / бирюзовый (красный-зеленый и сине-зеленый) или полный RGB, может участвовать в решениях системы АФ, позволяя использовать цвет объекта, форму и даже идентификацию на основе библиотек известных объектов, чтобы помочь при выборе того, какие точки AF использовать при определении фокуса.

Точность точки автофокусировки зависит от ее структуры. Имеется точек одной линии , горизонтальных и вертикальных датчиков, точек перекрестного типа , которые включают датчики горизонтальных и вертикальных линий в одной точке автофокусировки, и диагональных точек перекрестного типа , которые включают два 45-градусных линейных датчика напротив друг друга для одной точки AF, и точки двойного перекрестного типа , которые используют как стандартный, так и диагональный набор датчиков перекрестного типа в одной точке AF. Чем больше линейных датчиков любой ориентации, участвующих в обнаружении фазового сдвига в одной точке автофокусировки, тем выше точность фокусировки, обнаруживаемая этой точкой.

Конструкция каждого датчика также различается. Некоторые линейные датчики имеют чрезвычайно высокую точность, поскольку они включают в себя больше фотодиодов на линию, что позволяет обнаруживать сдвиг фазы с меньшими приращениями, но при этом требует больше света для этого. Другие имеют более низкую точность, поскольку используют меньше фотодиодов на линию, воспринимая больше света на датчик, поэтому работают при меньшем общем освещении. Некоторые точки автофокусировки работают только до определенных максимальных значений диафрагмы. Точки с наивысшей точностью, как правило, требуют f / 2,8, и в системе автофокусировки, как правило, таких точек меньше. Большинству точек автофокусировки потребуется как минимум f / 4 или f / 5.6, которые работают при меньшем освещении, но также предлагают меньшую точность. Некоторые современные системы автофокусировки поддерживают одну или несколько точек автофокусировки, которые будут работать с объективами с максимальной диафрагмой f / 8 (например, объектив f / 5.6 с объективом 1.4x TC или объектив f / 4 с объективом 2x TC). Большинство современных систем многоточечной автофокусировки имеют точки автофокусировки f / 2.8, f / 4 и f / 5.6, а некоторые включают одну или несколько точек автофокусировки f / 8.

Производительность автофокуса

Когда речь идет о скорости системы автофокусировки, это сводится к двум вещам: свет и производительность обработки. Почти во всех случаях, чем больше света попадет на объектив, тем быстрее будет AF. Это связано с тем, что блок AF, небольшой пакет под зеркалом DSLR, в котором размещается датчик AF, использует только часть света, который фактически проходит через апертуру. Само зеркало наполовину посеребрено и пропускает около 50% света, попадающего на него, во вторичное зеркало, которое будет отражать эти 50% света на блок AF. Кроме того, только область кадра, покрытая точками автофокусировки, на самом деле наполовину посеребрена в главном зеркале, поэтому в первую очередь задействована только часть общего количества света ... так что работали с менее чем 50% общее количество света, проходящего через апертуру объектива. Кроме того, специальная линза сверху блока AF над датчиком отвечает за дальнейшее разделение света, который достигает его. Свет, достигающий блока AF, будет разделен на столько точек AF, и для каждой точки AF свет будет снова разделен, чтобы достичь двух, четырех или даже восьми половин каждого линейного датчика, отвечающего за обнаружение фазового сдвига для каждой точки AF , Датчик автофокусировки должен работать с менее чем 50% света, проходящего через объектив, и каждая точка автофокусировки работает с долей этого света.

Если у вас достаточно света, чтобы использовать точки автофокусировки с наивысшей точностью, ключевым фактором производительности является эффективность программного обеспечения привода AF и скорость процессора, который его выполняет. Эффективный алгоритм, работающий на быстром процессоре, в сочетании с высококачественным объективом, который также включает в себя быстрый процессор и эффективные алгоритмы в собственной прошивке, обеспечит лучшую производительность автофокусировки. В случае Canon 1D X система AF и Metering фактически имеет выделенный процессор, который не зависит от основных процессоров изображений (уникальная настройка), обеспечивая непрерывную автофокусировку с непрерывной вычислительной мощностью. Высокопроизводительные вычисления позволяют системе автофокусировки, как объективу, так и камере, выполнять точную настройку автофокуса по замкнутому циклу несколько раз за доли секунды, поддерживая непрерывную автофокусировку с чрезвычайно высокой точностью и высокой точностью, которая может выполняться от 6 до 14 раз в секунду .

Answer 2

Это сложный вопрос, потому что есть несколько способов сделать AF, которые охватывают тело и линзу, и все это работает вместе как система. Это зависит от того, какой механизм используется для перемещения оптики.

Скорость фокусировки с помощью винта зависит частично от того, насколько быстро корпус может поворачивать кулачок, который приводит в движение объектив, и от того, насколько велик вес и трение в механизме фокусировки объектива. (Стоит отметить, что это одна из причин, по которой объективы AF с винтовым приводом, как правило, кажутся «дешевыми» по сравнению со старыми объективами с ручным управлением: они должны иметь малый вес и трение, чтобы они могли фокусироваться быстро, не заставляя мотор работать тяжелее). Перетаскивание, которое помогает человеческой руке выполнять точную настройку, нежелательно, когда объектив поворачивается корпусом.)

Двигатели в объективе, как правило, работают быстрее (и тише), чем автофокусировка с винтовым приводом, поэтому скорость быстрой фокусировки почти полностью зависит от объектива, который просто действует по командам тела и, возможно, обеспечивает обратную связь о том, как все прошло. , Состояние источника энергии в теле может играть небольшую роль в зависимости от того, как тело управляет своей силой.

Точность зависит от того, насколько хорошо тело может принимать решения о том, насколько хорошо сфокусировано изображение, как хорошо оно может управлять механизмом фокусировки и насколько хорошо механизм удерживает свое положение, когда его не перемещают.

Answer 3

Сравнение некоторых объективов AF первого поколения Minolta на корпусе Maxxum 9000 первого поколения (в значительной степени это первые реальные зеркальные фотокамеры AF ¹ ) с относительно современным (Sony Alpha A900) корпусом показывает, что даже с точно те же линзы, новый корпус значительно увеличивает скорость , в то время как новый объектив на старом теле лишь незначительно улучшает скорость (если вообще). Я не измерял это объективно, но субъективно, я бы сказал, что старое тело с новым объективом дает, может быть, улучшение на 20-30%, в то время как старый объектив с новым корпусом, вероятно, как минимум в 5 раз быстрее.

Я бы добавил, что улучшение скорости было чрезвычайно нелинейным за это время. У меня также есть Maxxum 9 1998 или 99 года, который в значительной степени соответствует A900 - кажется, он немного быстрее, хотя я в этом не уверен.

Я должен добавить, что возраст линз не имеет большого различия в скорости, но могут быть (есть) довольно существенные различия в линзах ровно того же возраста. Например, у меня есть несколько объективов Minolta AF первого поколения - 28, 35, 50, 135 и 28-135. 135, для одного примера, фокусируется действительно быстро. У меня также есть 85 / 1.4, который намного новее - но 135 все еще фокусируется намного быстрее.

По крайней мере для фотографии , точность зависит в первую очередь от тела. Если фокусировка выполнялась в разомкнутом контуре, то неточность между расстоянием, на которое линза должна была двигаться, и расстоянием, которое она фактически сдвинула, привела бы к неточности фокусировки. Вопреки распространенному мнению, я вполне уверен, что фокусировка с открытым контуром никогда не была нормой и, вероятно, вообще не использовалась (например, в патенте Минолты 1982 раскрыта система с замкнутым контуром). Учитывая, что это замкнутый контур, более точное движение объектива в основном означает меньшую настройку для получения точной фокусировки.

По немного другому предмету я бы отметил, что с датчиками f / 2.8 и f / 4, f / 5.6 (и т. Д.) Реальная проблема заключается не в количестве используемого света в большинстве случаев. Реальная проблема - это прежде всего диаметр объектива (выраженный в виде угла), видимый датчиком. Чтобы объяснить это, мне, вероятно, нужно сделать резервную копию и объяснить, как работает датчик автофокусировки. На данный момент давайте придерживаться простого однолинейного датчика. Это начинается с двух призм, очень похожих на разделенное изображение в центре экранов большинства камер с ручной фокусировкой. За каждой призмой находится линейный датчик. Как и в видоискателе с разделенным изображением, камера находит фокус, выравнивая изображения, проходящие через эти две призмы.

Основное различие между датчиком f / 2.8 и (например) датчиком f / 5.6 - это угол этих призм. Это определяет угол между двумя потоками, которые "смотрятся" датчиком фокуса. Чем шире угол между светом, захватываемым двумя призмами, тем больше будет смещение между изображениями, снятыми этими двумя датчиками для заданной степени неправильной фокусировки. Это, в свою очередь, облегчает камере определение степени неправильной фокусировки и более точное определение конечной фокусировки.

Суть в том, что речь идет не о количестве света, а о угле света. Датчик f / 2.8 в помещении все равно (легко) будет бить датчик f / 5.6 при полном солнечном свете, даже если у последнего больше света для работы. Аналогично, наличие объектива быстрее , чем у датчика (например, объектив f / 1.4, датчик f / 2.8), по существу, вообще не дает никаких улучшений.

Что касается различий в скорости между двигателем в теле и объективом, боюсь, мне снова придется противоречить общему мнению. Например, Minolta произвела линзы 300 / 2,8 в версиях с телесным приводом и в объективах (SSM). Версия SSM (как и ожидалось) практически бесшумна и «чувствует», что фокусируется быстрее - но здесь я провел некоторые объективные измерения, и оказалось, что версия SSM незначительно на медленнее , чем механически ведомый предшественник. Однако к тому времени, когда он вышел, он уже не имел большого значения - линзы с механическим приводом были «достаточно быстрыми».

Однако следует добавить, что для , следующих за фокусировкой , объективы SSM / HSM / USM, по-видимому, имеют преимущество. Я подозреваю, что это связано не столько со скоростью фокусировки, сколько с точностью движения. В зеркалке, как правило, задержка составляет 80-100 мс, а зеркало поднимается до того, как делается снимок. Система AF смотрит на движение фокуса и предсказывает, где оно будет, когда затвор действительно откроется. Однако, в отличие от обычного автофокуса, нет никаких сомнений в том, что имеет , что необходимо сделать «разомкнутым контуром» - как только зеркало начинает подниматься, датчик автофокусировки больше не получает свет, поэтому он не могу чувствовать что-либо. Таким образом, в течение этого времени система автофокусировки просто продолжает перемещать фокус объектива, не имея возможности проверить, насколько близко это движение отражает то, о чем она просила.

Хотя сейчас я не могу найти ссылку на нее, один сайт провел тест несколько лет назад. Насколько я помню, они установили мишень на машину и поехали к камере, делая фотографии, пока машина не миновала камеру.

В зависимости от того, как вы хотите интерпретировать результаты, вы можете прочитать полученные результаты как в пользу Sony или Canon. Sony A700 показала наибольший процент изображений в фокусе, но тогдашний Canon 1D (я думаю, что метка IV) произвела большее количество изображений в фокусе благодаря более высокой частоте кадров.

Резюме:

1. По крайней мере с ранними системами автофокусировки, которые были действительно медленными, тело имеет большое значение. 1a. Но большая часть этой разницы произошла более десяти лет назад.
2. Для датчиков f / 2.8 и f / 5.6 (и т. Д.) Действительно важен f / stop, а не количество света.
3. Различия между фокусировкой, управляемой телом и объективом, когда-то были огромными, но теперь минимальными - до такой степени, что объектив за объективом - это не один класс против другого класса. 3a. но для последующей фокусировки у двигателей с объективом все еще есть главное преимущество.

Хотя я не снимаю видео, я предполагаю, что достаточно предиктивного фокуса, что 3a, вероятно, применимо и к видео.

---

До этого было несколько попыток - для пары примеров, Nikon F3AF и Pentax, номер модели которого я не помню. Ни один не продан достаточно, чтобы заметить. С чисто технической точки зрения, ни один из них не может быть честно рассмотрен как доказательство концепции - если у вас достаточно терпения, вы можете указать им на что-то и обнаружить, что они действительно найдут правильную точку фокусировки - в конце концов. Я, однако, оценил бы и то, и другое как абсолютно непрактичное. Фокусировка была слишком медленной, чтобы ее можно было использовать, и выбор объектива был настолько ограничен, что вряд ли имел значение - у Pentax был только один объектив AF, а у Nikon два.

Answer 4

Говоря об оборудовании Canon: скорость в основном определяется объективом, а точность - телом. Однако точность также будет частично зависеть от точности двигателя объектива.

В основном, объектив и корпус работают как замкнутая система. Компьютер в теле определяет текущее состояние фокуса. Эта информация собирается с помощью датчиков. Количество и тип варьируются в зависимости от тела. Например, у моделей низкого уровня есть один датчик поперечного типа в центре и 8 других датчиков точечного типа. Затем компьютер отправляет запрос объективу на вращение фокусирующего элемента по 8-разрядному протоколу SPI с 1-разрядным битом.

Теперь микроконтроллер на объективе определяет, как долго можно запустить двигатель, чтобы достичь требуемой позиции. Это сама система с разомкнутым контуром, скорость и точность которой зависят исключительно от объектива. Это процесс с разомкнутым контуром, и у линзы вообще нет позиционной обратной связи. Он просто поворачивается столько, сколько он думает, что должен. Вот где точность двигателя объектива вступает в игру. Как только запрошенная позиция достигнута, тело снова проверяет фокусировку. Если он удовлетворен фокусом, он отправляет индикацию пользователю или запрашивает исправление позиции.

Однако на практике точность двигателя не влияет на точность фокусировки. Возраст датчиков точки пересечения и пыли, вероятно, будет гораздо большим фактором.