Рассмотрим эволюцию систем автофокусировки за последние несколько десятилетий:
В традиционных камерах DSLR требуется точная настройка автофокуса PDAF на основе отдельного датчика для устранения нескольких возможных ошибок. Среди этих ошибок:
- Немного различаются оптические расстояния между датчиком изображения и объективом по сравнению с оптическим расстоянием между датчиком PDAF и объективом.
- Ошибки позиционирования объектива, когда объектив на самом деле перемещается на несколько другое расстояние, чем указано в инструкции камеры. Это может быть простая вещь, например, механический износ механизма фокусировки объектива или слегка неправильно отрегулированный электромеханический датчик положения фокусировки, расположенный в объективе.
- Незначительное изменение регистрационного расстояния объектива (фокусное расстояние фланца a / k / a или, в мире кино, расстояние заднего фокуса). Если объектив находится немного ближе или дальше от датчика изображения и датчика PDAF, чем указано в проектной спецификации, то для ближней и дальней фокусировки могут потребоваться другие регулировки, поскольку объектив был разработан для использования на указанном расстоянии регистрации и движениях фокусировки. механизм не будет в точном соотношении необходимых расстояний.
В большинстве камер, которые используют фокусировку на основе информации от датчика изображения, ни одна из этих вещей не имеет значения, поскольку окончательная фокусировка выполняется с использованием методов обнаружения контраста, а не фазы. Самые ранние системы CDAF не имел возможности PDAF, поэтому вся фокусировка выполнялась с использованием CDAF. Но это также относится и к камерам, которые имеют «гибридный» сенсор PDAF в сочетании с CDAF.
- Если камера поддерживает функцию PDAF на основе основного датчика изображения, функция PDAF используется для очень быстрого приближения объектива к желаемому расстоянию фокусировки, а затем используется функция CDAF для подтверждения или точной настройки положения фокусировки.
- Очевидно, что нет никакой разницы в длине оптического пути от объектива до датчика, поскольку это точно такой же датчик.
- Корректировки положения объектива с использованием обнаружения контрастности также не подвержены ошибкам в количестве движения, заданного камерой, по сравнению с количеством движения, фактически произведенным объективом, поскольку камера просто продолжает перемещать объектив, пока не обнаружит положение с наибольшей контрастностью, вместо того, чтобы указывать объективу, как далеко двигаться и в зависимости от объектива точно следовать этой инструкции.
- Любой механический износ, ошибки регистрации или смещение датчиков положения фокуса являются спорными, поскольку камера не зависит от них в отношении конечного положения фокуса. Вместо этого он измеряет контраст на изображении, проецируемом объективом на датчик, и перемещает объектив до тех пор, пока контраст не будет максимальным.
Простая аналогия между фокусировкой с использованием специального датчика PDAF и фокусировкой с использованием CDAF на основе датчика изображения (включая гибридный PDAF + CDAF) состояла бы в сравнении фокусировки объектива на старой графической камере Speed с фокусировкой с использованием старой зеркальной фотокамеры с ручной фокусировкой.
- Графика скорости не отображается через видоискатель объектива. Фотограф оценил (или измерил с помощью измерительного устройства, внешнего по отношению к камере) расстояние между камерой и объектом. Затем фотограф отрегулировал фокусное расстояние объектива, используя индексированные метки расстояния на объективе. Фокусировка была такой же точной, как правильное размещение меток расстояния на объективе и правильная оценка / измерение камеры до расстояния до объекта.
- Пленка зеркального фотоаппарата обеспечивала сквозной объектив предметного обзора. Фотограф перемещал механизм фокусировки на объективе (обычно вращая кольцо фокусировки), пока объект не оказался в фокусе. Предполагая, что зеркало камеры и фокусирующий экран были правильно выровнены, не имело значения, насколько точна или неточна шкала расстояний, указанная на объективе, потому что в этом случае фотограф фокусировал объектив не на основе шкалы расстояний, а фокусировал его. на основании того, что они видели в видоискателе.
- Гибридная система автофокусировки на основе датчика изображения PDAF + CDAF будет похожа на использование шкалы расстояния объектива, чтобы приблизиться к расстоянию до объекта, а затем просмотр в видоискателе, чтобы установить его еще ближе.
С системой только PDAF на основе основного датчика изображения, используемой Двухпиксельная CMOS AF от Canon в режиме Live View как для видео, так и для фотосъемки, аспектами PDAF вне датчика и CDAF на датчике объединены. Вместо однократного измерения автофокусировки, сопровождаемого единственной инструкцией для объектива о том, как далеко двигаться, как это обычно делает PDAF с использованием отдельного датчика PDAF¹, DP CMOS AF Canon выполняет дополнительные измерения, как объектив перемещается, что обычно делается с CDAF. Это возможно, потому что PDAF выполняется с использованием основного датчика формирования изображения, таким образом, нет времени, чтобы перевернуть зеркальное зеркало между измерением PDAF и до того, как изображение может быть захвачено. PDAF может оставаться активным до тех пор, пока датчик изображения не должен быть очищен перед захватом изображения без замедления скорости съемки камеры.
Очевидно, что нет никакой разницы в длине оптического пути от объектива до датчика, поскольку это точно такой же датчик.
Регулировки положения объектива с использованием измерений «полоскание-повторение» также не так подвержены ошибкам в количестве движения, заданного камерой, по сравнению с количеством движения, фактически произведенным объективом, поскольку фотокамера продолжает оптически измерять фокус и обновляет инструкции относительно того, как далеко сдвинуть объектив, пока не найдет положение с наибольшей контрастностью², вместо того, чтобы указывать объективу, как далеко нужно сдвинуться один раз, а затем в зависимости от объектива точно следовать эта инструкция без оптической перепроверки.
- Любой механический износ, ошибки регистрации или смещение датчиков положения фокуса являются спорными, поскольку камера не зависит от них в отношении конечного положения фокуса. Вместо этого он измеряет контраст на изображении, проецируемом объективом на датчик, и перемещает объектив до тех пор, пока контраст не будет максимальным.
В итоге:
- PDAF на основе специального датчика автофокусировки измеряет насколько не сфокусирован объект , вычисляет, как далеко и в каком направлении должен двигаться объектив, и дает указание объективу переместиться в это положение. Обычно оптически не требуется подтверждать, что объектив на самом деле сдвинул точное заданное расстояние или что объект теперь находится в приемлемой фокусировке. Это потому, что PDAF предназначен в первую очередь для скорости. Если он подтверждает, что объектив сместился на заданное расстояние, это обычно достигается с помощью механического датчика положения в объективе, а не путем его оптического измерения. Это связано с тем, что зеркало уже может поворачиваться вверх (в этом случае датчик PDAF является «слепым»), поскольку датчик положения объектива используется для регулировки конечного положения объектива в соответствии с указаниями камеры.
- CDAF измеряет степень контрастности объекта и перемещает объектив, пока не найдет положение, обеспечивающее максимальный контраст. Он не зависит от конкретного положения объектива, обеспечивающего правильную фокусировку на определенном расстоянии, а зависит только от определения положения объектива, обеспечивающего наибольшую контрастность.
- PDAF на основе датчика изображения может использовать последующие измерения и пересмотренные инструкции так же, как и CDAF для «нацеливания» на цель AF. По мере уменьшения расстояния, на которое инструктируется линза, уменьшаются и любые связанные с этим ошибки, если линза перемещается на расстояние, немного отличающееся от указанного. При использовании объективов STM наименьшая возможная единица перемещения - один шаг шагового двигателя, и AF не сможет приблизиться ближе, чем ближайший шаг, независимо от используемой технологии AF.
Я предполагаю, что pdaf на датчике без cdaf по-прежнему должен преодолевать ошибки (то есть фокусное расстояние фланца, расположение линзы). Позволяет ли pdaf на датчике преодолевать такие ошибки, возможно, итерациями?
Большинство, если не все, ошибок при фокусировке те же, что и при фактическом съемке изображения, и, таким образом, устраняются, поскольку PDAF выполняется в основном датчике формирования изображений вместо отдельного датчика PDAF. Основное устройство формирования изображения на основе датчика PDAF также имеет то преимущество, что не является «слепым» без рефлекторного зеркала, блокирующего основной датчик изображения. Не так уж много потерь в скорости для повторного измерения фокуса после перемещения объектива после первоначального измерения и до того, как изображение будет снято без зеркала в миксе. Благодаря возможности выполнения дополнительных измерений при перемещении объектива ошибки, возникающие в результате различий между фактическим и действительным количеством движения, могут быть значительно уменьшены. 1% -ная ошибка для движения 0,1 мм будет значительно меньше, чем Погрешность 1% для движения 10 мм с коэффициентом 100.
¹ Даже в «Servo» AF или «Continuous» AF процесс составляет Одно измерение PDAF → Одно движение объектива → Одно измерение PDAF → Одно движение объектива → Одно движение объектива → до бесконечности до нажатия кнопки спуска затвора полностью нажата. Нет никакого уточнения положения объектива до «нуля» на стационарном расстоянии до объекта. Скорее, это основано на предположении, что субъект, скорее всего, будет находиться на разном расстоянии для каждого измерения PDAF → движение объектива цикла. Каждое дополнительное измерение выполняется для измерения перемещения объекта, а не того, насколько близко объектив подходил к правильной фокусировке объекта в предыдущем измерении → перемещении цикла. Предсказательная логика также используется для оцените, где объект будет находиться в xx количестве микросекунд, когда затвор откроется после того, как зеркало повернуто вверх.
² Как PDAF, так и CDAF зависят от контраста между деталями объекта, чтобы измерить, насколько сфокусирован объектив.