Otomatik odaklama, modern fotoğrafçılıktaki en faydalı gelişmelerden biridir. Çoğu modern video gözetim sistemi, otomatik odaklama olmadan hayal edilemez. Bu teknolojiyi kontrol etmeyi öğrenmek, herhangi bir fotoğrafçı için en önemli becerilerden biridir.

Otomatik odaklama nedir?

Başlangıç ​​olarak, başka bir soruya cevap vermek güzel olurdu. odak nedir? Fotoğrafta bu kavram merkezidir, yüksek çözünürlüklü, özgün, bazı küçük detayları olan bir görüntüyü ifade eder. Kesin odak elde etmek, fotoğrafçıların genellikle uğraştığı şeydir.

Mükemmel görüşe sahip bir sistem olarak elimizde bir kamera ile ilgilendiğimiz nesneyi görüyoruz - mükemmel detaylara sahip bir ekran. Tıpkı zayıf görüşte olduğu gibi, zayıf odakta da dünya bulanık görünür. Neyse ki, gözlerimizin aksine, lensin odağı istediğiniz keskinliği elde edecek şekilde ayarlanabilir, ancak bu kolay değildir ve hatta her zaman mümkün değildir. Otomatik odaklamanın devreye girdiği yer burasıdır.

Özünde, otomatik odaklama, merceğin odak uzunluğunu otomatik olarak (fotoğrafçının müdahalesi olmadan) değiştiren herhangi bir teknolojidir. Bu özellik, "göz" kontrolü ve manuel odaklamadan daha hassas olabilir ve gözlerimizin ve reflekslerimizin takip etmekte zorlandığı hareketli nesnelere odaklanmayı geliştirmek için kullanılabilir.

Otomatik odaklama kullanma

Çoğu insan otomatik odaklamaya zaten aşinadır. Gelişmiş formatlı Hasselblad'lardan normal akıllı telefonlara kadar neredeyse tüm modern kameralarda bulunur ve neredeyse her zaman varsayılan odak olarak ayarlanmıştır. Basitçe söylemek gerekirse, otomatik odaklama yok - yaptığınız şeye güven yok.

Süslü bir DSLR satın aldıktan sonra otomatik odaklamanın telefondakinden daha az esnek görünmesi sizce de garip değil mi? Akıllı telefonlarda her şey basittir, parmağınızla düğmeye basarsınız, güzel bir küçük resim elde edersiniz ve çerçeveye giren her şey çok net bir şekilde görülebilir. Ne güzel bir hile.

Bu, 11 noktalı otomatik odaklama sistemine sahip D3100'ün vizör ekranıdır. Daha gelişmiş kameralar şu anda 61. otomatik odak noktasına kadar çalışıyor.

Bir DSLR'ye baktığınızda, vizördeki nokta sayısıyla sınırlı, ne kadar güçlük olduğunu düşünüyorsunuz! Gereksiz ayrıntılara girmeden, DSLR'lerin dijital kameralardan ve akıllı telefonlardan farklı bir otomatik odaklama yöntemi kullandığını ve bunun için özellikle lensin gördüklerini işlemeye gerek olmadığını söyleyelim.

Bu ilk bakışta bir dezavantaj gibi görünebilir, ancak bu otomatik odaklama modu daha hızlı ve daha doğrudur. Bu yazıda, akıllı telefonlar yerine dijital SLR fotoğraf makinelerinde otomatik odaklama sistemine özellikle dikkat edeceğiz (iPhone hakkında okumak istiyorsanız, Google it).

Artık sabit noktalara güvendiğimizi bildiğimize göre, iki önemli konuyu öğrenmenin zamanı geldi. Doğru an nasıl seçilir ve odak ihtiyacımız olan nesnede durmazsa ne olur?

Otomatik odaklama vs. Manuel odaklanma

Öncelikle menüde hangi modun seçili olduğunu görmemiz gerekiyor. Modların çoğu, seçtiğiniz çekim türüne bağlı olarak kamera ayarlarının değiştiği "otomatik sahneler" olarak adlandırılır. Doğal olarak, bu modlar otomatik odaklamayı içerir (elbette makro modu gibi istisnalar vardır).

Örneğin, bir DSLR fotoğraf makinesinde ana mod otomatik odaklamadır. Deklanşöre bastığınızda, vizörde belirli noktaların vurgulanması için bir çeşit sinyal veriyorsunuz. Bu odak noktaları, kameranın konuyu nasıl gördüğünü yansıtır. Eğer çekmeye çalıştığınız şey bu değilse, o zaman şansınız kalmaz.

Bir DSLR'de otomatik netlemeyi bağımsız olarak kontrol etmek için "manuel" modlardan birini (P, A/AV, S/Tv veya M) kullanmanız gerekir. Bu modlarda odak noktası manuel olarak seçilebilir. Odaklanma doğruluğu modelden modele değişir. Ancak genellikle DSLR'ler bu konuda benzerdir. Çekimin tam kontrolünü almak istiyorsanız "Manuel" mod size yardımcı olacaktır.

Elbette, başka türlü de yapabilirsiniz, ancak çoğu fotoğrafçı bu yönteme bağlı kalır. Merkezdeki nesnelere odaklanmak için dikkatli olmalısınız. Bu, bir görüntüyü odaklamanın en kolay yoludur ve üç adımda gerçekleştirilebilir.

Aşama 1.

Odak modu - tek atış. Netleme noktasını vizörün ortasına ayarlayın. Orta AF noktası onunla aynı hizada olacak ve görüntü çok daha keskin çıkacaktır.

Adım 2

Nokta doğrudan konunuz üzerinde olmalıdır, ön odaklama denilen şey için deklanşöre yarım basın. Bu yapıldıktan sonra, kameranızın AF LOCK'u ne çekmek istediğinizi, konuya odak uzaklığının ne olduğunu açıkça "görecek" ve kamerayı hareket ettirseniz bile bunu hatırlayacaktır.

Aşama 3

Odak uzaklığına karar verildiğinde, artık çerçevede tam bir özgürlüğe sahipsiniz. Normalde nesneler fotoğraflar için oldukça sıkıcıdır, ancak kompozisyondan memnun kaldığınızda deklanşöre sonuna kadar basın.

Konuya ilk kez odaklanmak için otomatik odaklamada ortadaki düğmeyi kullanıyoruz, ardından AF kilidinden sonra özgürce yaratabiliyoruz. Buna ön odaklama denir.

Manuel olarak bir odak noktası seçin.

Yeni 51 noktalı sistemlerde bile, tam olarak istediğiniz yerde bir odak noktasına sahip olmak nadirdir. Öyleyse ön odaklamadan sonra yeniden düzenleme yeteneğimiz varsa, ekstra puanların anlamı nedir?

İlk sebep, kompozisyonu değiştirmenin fiziksel olarak imkansız olduğu zamanlar olabilir. "Odaklama ve oluşturma" yöntemi çoğu durum için harika olsa da, en hassas odaklamanın gerekli olduğu ve hiçbir miktarda "gözle" yapmanın uygun olmadığı zamanlar vardır.

Bu gibi durumlarda esnek bir çok noktalı otomatik odaklama sistemine sahip olmak çok kullanışlı hale geliyor.

Ancak bu tür sistemlerin asıl amacı zamandan tasarruf etmek değildir. Amaç, fotoğrafçıya hareketli nesneleri yakalama yeteneği vermektir. Bu, özellikle vahşi yaşam ve spor fotoğrafçıları için önemlidir, çünkü dinamik nesneler çeken herkes için olduğu gibi, onlar için de otomatik netlemeyi doğru şekilde kullanma yeteneği çok önemlidir.

Diyelim ki koşan bir çocuğun fotoğrafını çekmek istiyorsunuz. Odağı ayarladığınızda, çocuk çoktan gitmiş olacak (bu durumda ilk önce odaklandıktan sonra yeniden düzenlemeye çalışmayı unutun).

Günümüz sistemlerinin çok hızlı otomatik odaklamasıyla bile, odak paradigmasını değiştirmeden aynı anda birden fazla çekim yapmanın bir yolu yoktur. Ardışık karelerden birini seçebilmek için yüksek bir çekim hızını nasıl kullanabilirsiniz?

Çoğu DSLR fotoğraf makinesi, yukarıda bahsedilen tek çekim otomatik netleme özelliğine ek olarak, sürekli otomatik netleme adı verilen çok güçlü bir özelliği destekler (Nikon'da AF-C ve Canon'da AL Servo).

Genel olarak nasıl çalışır, sistem ilk kareye odaklandıktan hemen sonra nesnenin hareketi izlenir ve ayrıca otomatik odaklama neredeyse anında seçilir!

Bu, deklanşöre yarım basıldığı ve basılı tutulduğu sürece devam edecektir. Kullanım sırasında, fotoğraf makinesi öznenin hızını nasıl kullanacağını tahmin ederek özneye odaklanmayı sürdürmek için merceği ayarlayacaktır.

Bu şekilde, odaklanma endişesi duymadan hızlı bir şekilde art arda bir dizi fotoğraf çekebilir ve en iyi çekimi elde etme şansını en üst düzeye çıkarabilirsiniz.

Otomatik odaklama ile çekim yapmayı öğrendiğimde benim için en önemli olan ipucu. Otomatik odaklama, onu algılayan sensörlerle yapıldığından, bu yalnızca odak noktası bir çeşit kontrastta olduğunda iyi çalışır!

Örneğin, AF noktasını öznenin kenarına ayarladığımda odak anında ve çok doğru oluyor. Ancak, tonun ve rengin sabit olduğu nesnenin ortasına doğru tutmaya çalışırsam, sensör onu ne kadar keskin gördüğünü belirleyemez.

Bir düşünün, sensör yalnızca odağı belirlemek için kullandığı bilgilere sahiptir. Bu, bir kamışın içinden bakıp görme yeteneğinizin mükemmel olup olmadığını anlamaya çalışmak gibidir. Bu, etrafta yalnızca beyaz bir duvar olduğunda değil, yalnızca nesnelerin kenarlarını görebildiğinizde mümkündür.

Daha önce seçilen odağı yeniden kullanmak için, doğrudan iki farklı noktaya odaklanmaya çalıştığımda ne olduğunu görebilirsiniz. Flash sürücü ve arka plan arasında keskin bir kontrast olduğu için soldaki görüntü daha doğru olacaktır. Doğru olan o kadar doğru olmayacak çünkü kontrast o kadar güçlü değil. (Genel olarak, kamera, sensörler odakta olduğundan emin olana kadar fotoğraf çekmenize izin vermez).

Çoğu DSLR'de, bazı modellerde açılabilen bir AF ışığı bulunur. Karanlıkta odaklanmaya yardımcı olur. Etraftaki her şey siyahsa, kamera 1. ipucundakiyle aynı sorunla karşı karşıyadır, sensörün neyin odakta olup neyin olmadığı hakkında hiçbir fikri yoktur. Ancak, flaşlı fotoğrafçılığın yasak olduğu yerlerde bu modun etkinleştirilmemesi gerektiğini unutmayın.

Göründüğü gibi, çoğu sorunun çözümü bu, para verdi - otomatik netlemeyi iyileştirmenin kolay bir yolunu buldu. Hızlı - yani, maksimum açıklığa sahip (daha küçük açıklık değeri, örneğin f / 1 / .8), yani lensin daha büyük bir açıklığı var.

Fotoğraf makinesi otomatik odaklamaya çalıştığında, elbette ayarlara göre, mümkün olduğu kadar fazla ışığın girmesi için diyaframı her zaman mümkün olduğunca geniş açar. Lensin maksimum diyafram potansiyeli ne kadar büyük olursa, otomatik odaklama işlemi o kadar kolay olur.

Aslında, f / 5.6 lensler, genellikle kit lensler gibi küçük diyafram açıklığına sahip düşük kaliteli DSLR'ler kullanıldığında, otomatik odaklama merkez dışında herhangi bir noktada çalışmaz, profesyonel sınıf kameralar bile yalnızca yüksek maksimum diyafram açıklığına sahip lenslerle başa çıkabilir. potansiyel diyafram

Otomatik odaklama sistemi nasıl çalışır.

Odaklanma, çoğu amatör fotoğrafçı (ve profesyoneller için de) için hassas bir noktadır. İster inanın ister kontrol edin: herhangi bir fotoğraf forumu sizi ikna edecektir ve kamera testleri her zaman yalnızca otomatik odaklama işlemine ayrılmış bir bölüm içerir.

Fotoğraf forumlarındaki otofokus tartışmaları, çoğunlukla karşılıklı cehalet suçlamaları veya “Sen kimsin ?!” Bağırışlarıyla bir ceketin yakalarından sanal olarak kapma suçlamalarıyla sona eriyor. Kendi kendime eğitim almayı ve ev düzeyinde, modern dijital kameralarda otomatik netlemenin nasıl çalıştığını çözmeyi düşündüm. İnternette çok az materyal olduğu ve özel eğitimi olmayan bir kişi için daha az anlaşılabilir olduğu ortaya çıktı. Arama sonuçları ve bilgilerin derlenmesi (LenzRentalz sayesinde!) aşağıda belirtilmiştir.

Modern dijital kameralar iki otofokus sistemi kullanır: kontrast otofokus ve faz algılama otofokus. Daha basit (ve DSLR'lerde daha az yaygın olan) bir otomatik odaklama sistemi ile başlayalım: kontrast otomatik odaklama.

Kontrast otomatik odaklama

Kontrast otomatik odaklama şu şekilde çalışır: işlemci, kamera matrisinden alınan histogramı değerlendirir, merceği biraz hareket ettirir - odak noktasını değiştirir, ardından kontrastın arttığını veya azaldığını görmek için yeniden değerlendirir. Kontrast artarsa, kamera, görüntü en yüksek kontrasta sahip olana kadar odak noktasını seçilen yönde hareket ettirmeye devam eder. Kontrast azaldıysa, merceğe odak noktasını diğer tarafa taşıması talimatı verilir. İşlem maksimum kontrasta ulaşılana kadar tekrarlanır (bu, esasen odak noktasını maksimum kontrast konumundan biraz daha uzağa hareket ettirmek ve kontrastın azalmaya başladığı noktaya geri dönmek anlamına gelir). Kontrast otofokus yöntemini kullanan "odaklanmış" bir görüntü, maksimum kontrasta sahip bir görüntüdür.

Kameranız Canlı Görünüm'de bir histogram gösteriyorsa, kontrasta göre manuel olarak odaklanabilirsiniz.

Kontrast otomatik odaklama ile, bir görüntü sensörün küçük bir alanından değerlendirilir - sensör olarak kullanılır ve fotoğrafçı tarafından seçilen odak noktası ile çakışır. Bu, odaklanmak istediğiniz konuyu seçmenize olanak tanır ve kameranın işlemcisini tüm görüntünün kontrastını değerlendirme zorunluluğundan kurtarır - yalnızca seçilen AF noktalarındaki kontrast değerlendirilir.

Kontrast otomatik odaklamanın dezavantajları

Kontrast otofokusunun ana dezavantajı yavaşlığıdır. "Odak noktasını / lens lenslerini kaydırma - değerlendirme - kaydırma - değerlendirme" işleminin çok adımlı süreci zaman alır ve kamera odak noktasını yanlış yönde hareket ettirerek başlayabilir - o zaman geri dönmeniz gerekir. Son derece düşük hız ve odak izlemenin imkansızlığı nedeniyle, kontrast otomatik odaklama dinamik sahneler için uygun değildir. Yavaşlık, sabit nesneleri çekmeyi bile zorlaştırıyor. Kontrast otofokus, faz otofokusundan çok iyi aydınlatmaya bağlıdır ve - açıkçası - odaklanılan nesnenin iyi kontrastını gerektirir.

Kontrast otomatik odaklamanın faydaları

Kontrast otofokus ayrıca avantajlara sahiptir, bu sayede sadece kameralarda kullanılmaya devam etmekle kalmaz, aynı zamanda varlığını da arttırır. İlk olarak, kontrast otofokus sistemi daha basittir. Faz algılama otofokus için gerekli olan ek sensörler ve mikro devreler gerektirmez. Sadelik maliyeti düşürür ve (ve çoğu için fiyatın hızından fazla olması) kompakt dijital fotoğraf makinelerinde kontrast otomatik odaklamanın kullanılmasının ana nedenidir. (Bir başka neden de, kompakt kameraların alan derinliğinin doğası gereği daha fazla olması ve otomatik odaklama doğruluğu gereksinimlerinin çok daha düşük olmasıdır).

Kontrast otofokus sisteminin basitliği boyutunu küçültür. Örneğin, değiştirilebilir lenslere sahip son zamanlarda ortaya çıkan aynasız dijital kameralar minyatür olma eğilimindedir ve kontrast otofokus sistemi, görüntünün kamera matrisinden “alınmasını” gerektirmez: bu, faz için gerekli olan prizmaların, aynaların ve lenslerin gerekli olduğu anlamına gelir. algılama otofokus sistemi gerekli değildir. Küçük boyut, değiştirilebilir lensli aynasız fotoğraf makinelerinin en büyük avantajlarından biridir - hepsi kontrast otomatik odaklama kullanır.

İkinci avantajı ise kontrast otofokus sisteminde kameranın sensörünün kullanılması. Işık huzmesini özel prizmalar ve aynalar aracılığıyla kameranın matrisine göre yanlış hizalanabilecek ek sensörlere "geri çekmeye" gerek yoktur. Kontrast otofokus ile, kamera matrisindeki gerçek görüntü değerlendirilir ve matrisle tam olarak hizalanması gereken (ve "olması gereken" olduğu anlamına gelmez) ayrı bir görüntü değil değerlendirilir.

Bu nedenle kontrast otofokus, faz algılamadan daha doğru otofokus sağlar. Vurgularım: "kontrast odaklama için bir matris kullanırken." Olympus ve Sony DSLR'ler, Canlı Görünüm modunda kontrast otomatik odaklama için ek, daha küçük bir sensör kullanır, bu da - hizalama gerektiren herhangi bir sistemde olduğu gibi - yanlış hizalama olasılığının devam ettiği anlamına gelir.

Genel olarak, bir kontrast otofokus sistemi, faz algılama otofokusundan daha basit, daha ucuz, daha küçük ve teorik olarak daha doğrudur. Ama o çok daha yavaş. Üreticiler kontrast otomatik odaklamayı hızlandırmak için her türlü çabayı gösteriyorlar, başarılar var, ancak yakın gelecekte daha yavaş kalacak.

Faz algılamalı otomatik odaklama

Temel prensipler

Faz algılamalı otomatik odaklama (faz eşleştirme olarak da bilinir) Honeywell tarafından 1970'lerde tanıtıldı; ilk olarak Minolta Maxxum 7000 kamerada seri olarak kullanıldı Honeywell, Minolta'yı patent ihlali nedeniyle dava etti ve kazandı; bu nedenle üreticiler, faz algılamalı otomatik odaklama sistemi kullanma hakkı için Honeywell'e ödeme yapmak zorunda kaldılar.

Faz algılamalı otomatik odaklama, odaktaki bir noktadan yayılan/yansıtılan ışınların merceğin karşı taraflarını eşit şekilde aydınlatması ("fazda olun") ilkesine dayanır. Mercek bu noktanın önüne veya arkasına odaklanırsa, bu ışık ışınları merceğin kenarlarından farklı şekilde ("faz dışı") geçer.

Mevcut faz algılamalı otomatik odaklama sistemlerinin çoğu, merceğin zıt uçlarından geçen ışınları iki ışına ayırmak için aynalar, lensler veya prizmalar (ışın ayırıcılar) kullanır; ve bu ışınları bir otomatik odak sensörüne (genellikle bir CCD) odaklamak için ikincil bir lens sistemi. Bu sensör, merceğin zıt kenarlarından geçen ışık ışınlarının nereye düştüğünü belirler. Nokta odaktaysa, ışınlar sensöre birbirinden belirli bir mesafede çarpar. Mercek istenen noktaya daha yakın veya daha uzağa odaklanırsa, bu ışınlar arasındaki mesafe daha küçük veya daha büyük olacaktır. Pek çok kelime, işlemin grafiksel görüntüsüne bakmaya çalışalım - (Şekil 1).

Pirinç. 1 Faz algılamalı otomatik odaklama nasıl çalışır?

Hemen bir rezervasyon yapacağım: açıklama ve çizim, "nasıl çalıştığı" hakkında bir fikir edinmek için faz algılamalı otomatik odaklama ilkesinin çok basitleştirilmiş bir açıklamasını verir. Açıklaması bir sayfadan fazla sürecek, formüller, sayılar ve diğer anlaşılmazlıklarla dolu sürecin fiziği ve mekaniği “perde arkasında” kaldı.

Şekil, faz otofokus sistemindeki kamera işlemcisinin, merceğin nesneye çok yakın mı yoksa çok uzak mı odaklandığını hemen belirlediğini açıkça göstermektedir, bu nedenle kontrast otomatik odaklamanın dezavantajlarından biri (kamera odak noktasını hangi yöne hareket ettireceğini bilmiyor) ) başlangıçta yoktur - ileri ve geri hareket etmek ve daha büyük kontrastın hangi yönde olduğunu belirlemek yerine, faz otomatik odaklamada, işlemci odak noktasını hangi yöne kaydıracağını hemen görür.

Ve sonra süreç gelir. Her bir otomatik odaklama lensi, kameraya varlığı ve durumu hakkında bilgi veren bir mikroişlemci ile donatılmıştır, örneğin, "Ben bir 50/1.4 lensim ve odaklama elemanım sonsuzdan %20 daha yakın bir konumda" - veya benzer bir şey. Deklanşöre yarım bastığınızda aşağıdakiler olur:

Kamera, otofokus sensöründen gelen verileri okur, bu üreticinin otofokus lenslerinin özellikleri hakkında bilgi içeren veri dizisini kontrol eder, bazı hesaplamalar yapar ve lense "Otomatik odak noktasını bu şekilde sonsuza kadar hareket ettir" gibi bir şey söyler.

Lens, odak motoruna sağlanan akımın miktarını veya odaklama elemanının ne kadar hareket ettiğini ölçen sensörlere ve mikro devrelere sahiptir. Objektif odaklama elemanını kaydırır ve kameraya "neredeyse hedefte" bir sinyal gönderir.

Kamera, otomatik odak sensörlerinden gelen verileri iki kez kontrol eder ve ince ayar için merceğe bir sinyal gönderir; ince odaklama işlemi, lens "doğrudan hedefe" odaklanana kadar birkaç kez tekrarlanabilir. Bir şeyler ters giderse, kötü şöhretli mercek yalpalaması meydana gelir.

Odaklandıktan sonra, kamera merceğe odağı kilitlemesini söyler ve fotoğrafçıyı bilgilendirir (vizördeki ses ve gösterge ile). Tüm süreç bir saniyenin bir kısmını alır. Çok hızlı.

Faz algılama otofokus devresi

Otofokus sensörü matrisin önüne yerleştirilemez, bu nedenle üreticiler, ışığı ikincil aynaya ileten ve buradan otomatik odak sensörüne yansıyan aynada kısmen şeffaf alanlar kullanır (Şekil 2).

Pirinç. 2 Faz algılamalı otomatik odaklama devresi

Tipik olarak, otomatik odaklama sensörü, ölçüm sensörleriyle birlikte ana aynanın (Şekil 3) altında bulunur. Kırmızı ok, Canon EOS 5D'nin otomatik odak sensörünü gösterir. Görüntü, Canon, ABD'nin izniyle

Pirinç. 3 Otomatik odak sensörü konumu

Faz algılamalı otomatik odaklama sensörlerinin türleri

Her sensör görüntünün sadece küçük bir bölümünü değerlendirebilir. Yatay sensörler, dikey parçalarla daha doğru çalışır. Çoğu görüntüde dikey detay baskındır, bu nedenle daha fazla yatay sensör vardır. Kural olarak, yatay olanlarla çapraz yerleştirilmiş dikey sensörler de vardır (Şekil 4). Hatta bazı kameralar çapraz faz algılamalı otomatik odak sensörleriyle donatılmıştır.

Bazı otomatik netleme sensörleri (neredeyse her zaman merkezde bulunur), farklı merceklerin yardımıyla ve sensörün kendisinin boyutuyla, özellikle hızlı mercekler kullanıldığında daha yüksek otomatik netleme doğruluğu sağlar. Çoğu zaman, yalnızca f/2.8 veya daha açık diyafram açıklığına sahip lensler kullanıldığında etkinleştirilirler. Örneğin Şekil 4, bir f/2.8 lens kullanıldığında çapraz şekilli bir sensörün kullanılacağını, daha koyu lensler için ise yalnızca bir daha az doğru otomatik odak sensörünün kullanılacağını göstermektedir.

Pirinç. 4 Çapraz şekilli AF sensörü

Erken aşama algılamalı otofokus sistemleri (ve bazı modern orta format kameralar), görüntünün merkezinde yalnızca bir sensöre sahipti. Bilgi işlem gücü ve mühendislik becerisi arttıkça, daha fazla sensör eklendi. Artık çoğu kamera yedi / dokuzdan 52'ye sahiptir. - Çekilmekte olan sahnenin gereksinimlerine bağlı olarak - birini, tümünü veya bir sensör grubunu seçebilirsiniz. Kameraya hangi sensör(ler)i kullanacağını söyleyebilirsiniz.

Çok sayıda aşama algılamalı otomatik odaklama sensörü, kameranın işlemcisiyle birlikte harika şeyler yapabilir. Hareket eden bir öznenin hangi sensörlerin odakta olduğunu ve nasıl değiştiğini belirleyerek - öznenin hareketini ölçerek ve kısa aralıklarla okumalar yaparak - kamera, belirli bir süre sonra hareketli bir öznenin nerede olacağını tahmin edebilir. Bu, izleme otofokusunun temelidir.

Lens hızının etkisi

Sensör türünden bağımsız olarak, hızlı lensler kullanıldığında otomatik odaklama daha doğru olacaktır. Odaklama işleminde kamera mümkün olduğu kadar merceği açar, diyaframı sadece kepenkler açıldığı anda seçtiğiniz değere kapatır. Faz algılamalı otomatik odaklama, ışık huzmelerinin açısı ne kadar genişse o kadar doğrudur. Yukarıdaki şemada, f/2.8 lensten (mavi çizgiler) alınan ışınların açısı f/4 lensten (kırmızı çizgiler) daha büyük olacaktır, bu da f/5.6 lensten (sarı) daha büyüktür. çizgiler). Maksimum f/8 diyafram açıklığına sahip bir lens kullanırken, yalnızca en hassas sensörler çalışabilir, ancak odaklama yavaş ve daha az doğru olacaktır. Maksimum diyafram açıklığını f/8 veya f/11'e düşüren bir tele dönüştürücü kullanmaya çalıştığımızda f/5.6 lenslerin otomatik odaklamayı durdurmasının nedeni budur.

Faz algılamalı otomatik odaklamanın faydaları

Faz algılamalı otomatik odaklamanın ana avantajlarından daha önce bahsetmiştik:

Kontrasttan çok daha hızlıdır - hareketli nesneleri yakalamak için yeterince hızlıdır.

Kamera, konunun hareketini tahmin etmek için bir grup sensör kullanabilir ve bu da bize izleme / tahmine dayalı otomatik odaklama sağlar.

Daha az belirgin faydalar da vardır. Faz algılamalı otofokus sensör grupları, alan derinliğinin ön değerlendirmesi olan "elektronik alan derinliği" için kullanılabilir. Bazı kameralar (birkaç tane olmasına rağmen) bir tuzak otomatik odaklama işleviyle donatılmıştır - aktif odak noktasına bir şey girdiğinde fotoğraf çekerler. Sensörler statik bir sahnede hareket algılarsa, kabul edilemez kamera hareketi bildirebilir. Ancak - ana şey - hız ve otomatik odaklamayı izleme

Faz algılamalı otomatik odaklamanın dezavantajları

Her şeyden önce, faz algılamalı otomatik odaklama sistemi fiziksel hizalama gerektirir. Fotoğraf makinesinin sensörüne giden ışık yolu, otomatik netleme sensörüne giden ışık yolu ile eşleşmelidir, böylece otomatik netleme sensöründe odaklanan özne sensörde odaklanmış olur. Her lens, kameraya geri bildirim sağlayan ve odaklama elemanının tam konumu hakkında, otomatik odaklama motoruna belirli bir akım uygulandığında elemanın ne kadar hareket ettiği hakkında bilgi veren bir mikro devre içermelidir. Bütün bunlar, merceğin odak noktasını tam olarak kameranın kendisine gösterdiği yere kaydıracak şekilde tam olarak koordine edilmeli ve doğrulanmalıdır ve kamera bu noktanın tam konumunu bilir. En ufak bir tutarsızlık, yanlış odaklanmaya yol açar.

İkincisi, sistem yazılım yapılandırması gerektirir. Her kamera ve lens üretici tarafından programlanır, belleğe büyük miktarda veri girilir. Bu veriler, kamera ve merceğin tutarlı çalışmasını sağlar ve otomatik odaklama doğruluğu bazen donanım yazılımı güncellemeleriyle iyileştirilebilir. Bu tür güncellemeler genellikle yeni lenslerin piyasaya sürülmesinden sonra yayınlanır.

Üreticiler, faz algılamalı otomatik odaklama sistemlerinin algoritmalarını gizler. Üçüncü taraf lens üreticileri, kamera ve lens arasında değiş tokuş edilen sinyalleri deneysel olarak okumak ve çözmek zorunda kalıyor ve bu verilere dayanarak kendi mikroişlemcilerini ve kendi algoritmalarını geliştiriyor. Bu nedenle, üçüncü taraf lensler kullanılırken otomatik netleme doğruluğu daha düşük olabilir. Kamera üreticilerinin algoritmalarını değiştirmek, üçüncü taraf lenslere otomatik odaklamanın çalışmayı reddetmesine neden oluyor (son zamanlarda Sigma AF 120-300 / 2.8 ve Nikon D3X'te olduğu gibi yeniden programlanmaları gerekiyor).

Daha önce de belirtildiği gibi, lensin açıklığı, faz algılamalı otomatik odaklamanın doğruluğunu etkiler. Hızlı lensler daha zor koşullarda odaklanabilir. Genellikle diyafram bağımlılığı sorun olmaz çünkü koyu renkli lensler geniş bir alan derinliğine sahiptir. Ancak, faz algılamalı otomatik odaklamanın çalışmayı reddettiği maksimum diyaframlar (genellikle f/5.6 veya f/8) vardır. (Unutmayın, merceğin maksimum açıklığından bahsediyoruz - kamera odaklama sırasında merceği otomatik olarak tam açıklığa açar, böylece merceğin maksimum açıklığı kameranın yetenekleriyle eşleşirse ayarlanan değer otomatik odaklamayı etkilemez).

Işık yalnızca ayna aşağıdayken otomatik odak sensörlerine çarptığından, fotoğraf çekildiği anda çalışmayı durdururlar ve ayna orijinal konumuna dönene kadar çalışmaya başlamazlar. Bu nedenle Aşama Algılamalı AF Canlı Görünümde çalışmaz ve sürekli çekim sırasında İzleme AF başarısız olabilir.

Fark etmediğimiz başka sorunlar da var. Doğrusal polarizasyon filtreleri, faz algılamalı otomatik odaklamayı engeller. Şu anda çok az lineer polarizör kaldı, ancak “ucuza” satın alan sahibi, daha sonra otomatik odaklamanın yanlışlığına şaşırdı. Faz otofokus bazı konularda (dama tahtası veya ızgara gibi) basitçe "uçabilir", kontrast otofokus bunlarla kolayca başa çıkabilir.

Canlı görüntü:

Canlı Önizleme modunu seçtim çünkü üreticileri kontrast otomatik odaklamayı iyileştirmeye ve hibrit sistemler oluşturmaya iten şey bu. Daha önce de belirtildiği gibi, kontrast otomatik odaklamanın belirli avantajları vardır ve sınırlamalarının üstesinden gelmek tüm fotoğrafçıların yararına olacaktır.

Olympus ve Sony, ışık huzmesini bölen, bir kısmını vizöre, bir kısmını da ikincil görüntü sensörüne gönderen sistemler oluşturmuş durumda. Böyle bir sistem, Canlı Görünüm modunda bile faz algılamalı otomatik odaklama kullanmanıza olanak tanır. Ancak yanlış odaklama riski de artar, çünkü bir matris değil, yardımcı bir sensör kullanılır.

Canon, başlangıçta faz algılamalı otomatik odaklama kullanan ve ardından kontrastlı otomatik odaklama ile odağı ince ayar yapan bir sistem tanımladı.

Nikon, bir kamera sensöründeki belirli piksellerin faz algılamalı otofokus sensörleri olarak kullanılması ilkesine ilişkin bir patent başvurusunda bulunmuş gibi görünüyor. Bu - bence - sadece bir devrim olacak.

FujiFilm, hibrit otomatik odaklama sistemine sahip bir dizi kompakt dijital fotoğraf makinesini piyasaya sürdü.

Bekle ve gör. Ancak son yıllarda ilk kez otofokus sistemlerinde yapılan değişikliklerin evrimsel değil devrim niteliğinde olabileceği açıktır. Ne - hemfikir olacaksınız - amatör fotoğrafçılar için birçok ilginç ve heyecan verici şeyle dolu.

#5

Makale çok faydalı! Teşekkür ederim!

#6

Ve nazik sözler ve geri bildirim için tekrar teşekkürler! Materyal yararlı ve ilginç görünüyorsa çok memnunum.

#7

#8

Bir soru olabilir mi?
Sensör, ışığın spektral bileşimine duyarlı mı ve bu, odaklama doğruluğunu nasıl etkiler?
Teşekkür ederim.

#9

"SADECE otomatik odaklama hakkında" başlığında yazıyor, burada lanet olası basit nerede? Tabii ki erişilebilir bir şekilde yazılmış, ancak çok karmaşık bir dilde, bir gram basitleştirmeden değil

Mobil otomatik odaklamanın evrimi:
kontrasttan Dual Pixel'e

Akıllı telefon ile çekim yaparken fotoğrafların net olması çok önemlidir. Bunu yapmak için, "Fotoğraf Çek" düğmesine tıklamadan önce konunun odakta olması gerekir. Son zamanlarda, birkaç üretici otomatik odaklama teknolojilerini geliştirmek için çalışıyor ve bugün bunların birbirlerinden nasıl farklı olduklarına bakacağız.

Bir kameralı cep telefonu seçerken, çoğu kişi megapiksel sayısına dikkat ediyor - diyorlar ki, kim daha fazlasına sahipse daha havalı. Ancak, fotoğrafların kalitesi üzerinde eşit derecede ciddi etkisi olan diğer faktörlere bakmak genellikle daha önemli ve yararlıdır. Bunların arasında kameranın otomatik odaklama türü de var. Apple, Samsung, LG ve diğer üreticiler artık bu alana aktif olarak giriyor ve birçoğu gerçekten önemli ilerleme kaydetmeyi başardı.

Otomatik odaklama nedir ve neden buna ihtiyacımız var?

Otomatik odaklama sistemi, merceği doğrudan özneye odaklayacak şekilde ayarlayarak keskin bir çekim ile kaçırılmış bir fırsat arasındaki farkı yaratır.

Basitleştirilmiş, kameranın çalışma prensibi, ışık ışınlarının fotoğraflanan nesnelerden yansıması ve ardından foton akışını bir elektron akışına dönüştüren sensöre düşmesidir. Bundan sonra akım bir dizi bit'e dönüştürülür, veriler işlenir ve kameranın belleğine yazılır. CMOS sensörleri, şarjı doğrudan pikselde voltaja dönüştüren ve ardından rastgele bir pikselin içeriğine doğrudan erişim sağlayan akıllı telefon üreticileri arasında özellikle popülerdir.

Teoride şu şekilde çalışır: lensler ışığı sensöre odaklar, sensör daha sonra dijital bir fotoğraf oluşturur. Gerçekte, her şey o kadar basit değil. Gelen ışık ışınlarının açısı, fotoğrafı çekilen nesnenin bulunduğu mesafeye bağlıdır. Soldaki diyagram, ışığı mavi bir nesneye odaklayan bir merceği göstermektedir: yeşil ve kırmızı nesneler odak dışındadır ve son görüntüde bulanıklaşacaktır. Yeşil veya kırmızı nesnelere odaklanmak istiyorsak, lens ile sensör arasındaki mesafeyi değiştirmemiz gerekiyor.

Kamera foniğinin ilk günlerinde, çoğu cihazın sabit bir odağı vardı. Modern akıllı telefonlarda lensler ve sensör arasındaki mesafeyi ayarlamak mümkündür. Bu nedenle, yüksek kaliteli ayrıntılı görüntüler elde edersiniz. Şimdi, akıllı telefonlarda otomatik odaklamayı uygulamak için esas olarak üç yöntem kullanılıyor: kontrast, faz ve lazer.

Kontrast otomatik odaklama

Kontrast otofokus, pasif otofokus tipini ifade eder. Şimdiye kadar, bu çözüm çoğu akıllı telefonda kullanılıyor - büyük ölçüde en basitlerinden biri olduğu için. Sensör yardımıyla nesne üzerindeki ışık miktarı ölçülür, ardından kontrasta bağlı olarak merceği de hareket ettirir. Kontrast maksimum ise, konu odaktadır.

Genel olarak, kontrast otofokus işini oldukça iyi yapar ve önemli bir avantajı vardır - oldukça basittir ve herhangi bir karmaşık donanım gerektirmez.

Ama aynı zamanda birkaç dezavantajı var. Kontrast AF, özellikle diğerlerinden daha yavaştır ve genellikle bir özneye odaklanması yaklaşık bir saniye sürer. Bu süre zarfında fotoğraf çekme konusundaki fikrinizi değiştirebilir veya örneğin hızlı hareket eden bir nesneyi yakalamak istiyorsanız o anı kaçırabilirsiniz. Bunun nedeni, zamanın aslan payının "odak noktasını / lens lenslerini değiştirme - kontrast değerlendirmesi - kaydırma - kontrast değerlendirmesi" süreci ile alınmasıdır. Ek olarak, kontrast otomatik odaklama, odağı takip etme yeteneğinden yoksundur ve zayıf aydınlatma koşullarında sizi etkilemesi pek olası değildir. Bu nedenle, bu tür otomatik odaklama şu anda esas olarak Lenovo A536, ASUS Zenfone Go ve diğerleri gibi ekonomik akıllı telefonlarda kullanılmaktadır.

Faz algılamalı otomatik odaklama: hızlı ve gelişmiş bir alternatif

Buradaki öncülerden biri, dijital SLR fotoğraf makinelerinden teknoloji ödünç alan ve Galaxy S5 akıllı telefonunu faz algılamalı otomatik odaklama ile donatan Samsung'du. Sonuç olarak, bu durumda özel sensörler kullanılır - lensler ve aynalar kullanarak görüntünün farklı noktalarından geçen ışık akısını yakalarlar. Sensörün içinde ışık, her biri ultra hassas bir sensöre düşen iki parçaya bölünmüştür. Işık akışları arasındaki mesafe sensör tarafından ölçülür ve ardından hassas odaklama için merceğin ne kadar hareket ettirilmesi gerektiğini belirler. Örneğin, Samsung Galaxy S5'in bir nesneye odaklanması yalnızca 0,3 saniye sürüyor.

Faz otofokusunun ilk ve ana avantajı, kontrast otofokustan çok daha hızlı olmasıdır, sadece hareketli nesneleri çekmek için bir zorunluluktur. Ek olarak, kamera sensörler kullanarak bir nesnenin hareketini değerlendirebilir, böylece otomatik odak izleme olanağı elde ederiz.

Ama dezavantajları da var. Faz algılamalı otomatik odaklama, kontrast gibi, düşük ışık koşullarında işini çok iyi yapmaz. Ayrıca daha güçlü donanım gerektirir, bu nedenle genellikle üst düzey akıllı telefonlarda bulunur. Bunlar arasında örneğin Huawei Honor 7, Sony Xperia M5 ve Samsung Galaxy Note 5.

Bazı üreticiler daha da ileri gitti ve akıllı telefonlarda lazer otofokus kullanmaya karar verdi (bundan sonra daha fazlası), diğerleri ise aktif olarak faz algılama otofokus teknolojisini geliştirmeye çalışıyor. Örneğin Apple, iPhone 6s ve iPhone 6s Plus modellerinde “odak pikselleri” denilen şeyi kullanıyor: Buradaki nokta, teknolojinin bazı pikselleri faz sensörü olarak kullanması ve Apple akıllı telefonlarında çekim yapmak gerçekten hızlı.

Ancak Samsung'un Galaxy S7 ve Galaxy S7 Edge akıllı telefonlarında kullandığı Dual Pixel teknolojisi, standart faz odaklamadan gerçekten farklı. Bir tür faz otofokus olmasına rağmen, yine de bazı farklılıkları ve incelikleri vardır. Akıllı telefonlarda, faz algılamalı otomatik odaklama, yetenekleri açısından biraz sınırlıdır - her piksele bir odak sensörü atamak için, onu büyük ölçüde azaltmanız gerekir, bu da gürültü ve bulanık fotoğraflara neden olur. Tipik olarak, ışığa duyarlı noktaların yaklaşık %10'u sensörlerle donatılmıştır, ancak bazı üreticiler %5'i geçmez.

Dual Pixel'de, piksel boyutlarındaki artış nedeniyle her piksel ayrı bir sensörle donatılmıştır. İşlemci her pikselin okumalarını işler, ancak bunu o kadar hızlı yapar ki otomatik odaklama hala saniyenin onda birini alır. Samsung, Dual Pixel teknolojisinin insan gözüyle odaklanmaya benzediğini söylüyor, ancak bu daha çok bir metafor. Bununla birlikte, faz otofokusuna yönelik bu yaklaşımın yenilikçiliğini kabul etmek gerekir. Şimdi Galaxy S7 ve Galaxy S7 Edge için gerçek bir ayrıcalık.

Lazer otofokus: en aktif

Faz algılama gibi, lazer otofokus da aktif bir otofokus türüdür. LG, G3 akıllı telefonunda ilk kez lazer otomatik odaklamayı uygulayan uzun süredir bunu yapıyor. Teknoloji, bir lazer telemetre prensibine dayanmaktadır: bir lazer yayıcı bir nesneyi aydınlatır ve bir sensör, yansıyan lazer ışınının varış süresini ölçerek nesneye olan mesafeyi belirler.

Bu otomatik odaklamanın ana avantajlarından biri zamandır. LG'ye göre, tüm lazer otomatik odaklama işlemi 0,276 saniye sürüyor. Kontrast otomatik odaklamadan önemli ölçüde daha hızlı ve faz algılamadan biraz daha hızlı.

Lazer otofokusunun bariz avantajı, inanılmaz derecede hızlı olması ve düşük ışık koşullarında işini iyi yapmasıdır. Ancak yalnızca belirli bir mesafede çalışır - akıllı telefondan nesneye olan mesafe 0,6 metreden azsa en iyi etki elde edilir. Ve beş metre sonra - merhaba, kontrast otomatik odaklama.

Faz algılamalı otomatik odaklama çok uzun bir süredir var. Birçok fotoğrafçı, belirli kamera modellerinin otomatik odaklama performansından şikayet ediyor, ancak aslında sorun kameralarda değil, odaklama sisteminin kendisinde. 2000'li yıllardaki kameraların eski incelemelerini okursanız, faz algılamalı otomatik odaklama sisteminin ortaya çıkışının en başından bu güne kadar otomatik odaklama ile ilgili sorunlar olduğunu görebilirsiniz. Sorunun ne olduğunu bulmak için otomatik netlemenin nasıl çalıştığını anlamanız gerekir. Bu makalede tartışılacaktır.

DSLR kameralar nasıl çalışır?

Odaklanmanın ayrıntılarını anlamak için önce dijital refleks kamera cihazı.

1. ışık akışı
2. Ana ayna
3. ikincil ayna
4. Kamera deklanşörü ve sensör
5. Ana aynayı ayarlamak için disk
6. İkincil ayna ayar kadranı
7. Faz sensörü
8. Vizör beşli prizması
9. Vizör

Işık mercekten geçer ve yarı saydam birincil aynaya çarpar. Işığı bir pentaprizmaya yansıtır. Bir miktar ışık birincil aynadan geçer ve ışığı faz sensörüne yansıtan ikincil aynaya çarpar. Sensörler sensörün kendisinde bulunur. Bir AF noktasını belirlemek için iki sensör kullanılır. Kamera, sensörlerden alınan sinyalleri karşılaştırır. Sinyaller uyuşmuyorsa, otomatik odaklama odağı ayarlar ve karşılaştırma yeniden yapılır.

Faz algılamalı otomatik odaklama ile ilgili sorun, sensörün odağı optimum görüntüyü alacak şekilde ayarlamasıdır, ancak görüntünün kaydedildiği kameranın ana sensörü matristir ve farklı bir yerde bulunur. Otofokusun kamera matrisi tarafından kaydedilecek ideal bir görüntü oluşturabilmesi için bayonetten faz sensörüne ve matrise olan mesafe tamamen aynı olmalıdır. Bir milimetre kaydırma, otomatik odaklamanın düzgün çalışmamasına neden olur. Ayrıca, otomatik odaklamanın çalışması aynaların konumuna bağlıdır.

Faz sensörünün çalışma prensibi

Sensöre giren ışık, lenslerden geçer ve ışığa duyarlı sensörlere çarpar. Odak doğru olduğunda, merceğin kenarlarından gelen ışık her sensörün tam merkezinde birleşir. Görüntü her iki sensörde de aynı ise odak doğru demektir. Odak doğru değilse, ışık merkezde değil, sensörün diğer bölümlerinde birleşir.

Odaklanma: 1 - çok yakın, 2 - yanlış, 3 - çok uzak, 4 - çok uzak

Işığın sensörde nereye odaklandığını bilerek, objektif lenslerin konumunu düzeltmek için hangi yöne ve hangi değere ihtiyacınız olduğunu hesaplayabilirsiniz.

Sensör, konunun odakta olup olmadığını belirledikten sonra, cevap olumsuzsa odak düzeltmesi yapar. Objektif lens ile odak düzeltmesi, normal odak elde etmek için gerektiği kadar gerçekleştirilir. Sistem çok hızlı çalışır, bu nedenle tüm eylemler bir saniyeden kısa sürer. Sistem odaklandığında, kamera uygun bir sinyal verir. bundan sonra deklanşöre basabilirsiniz.

Otomatik odaklamanın bir sensörünün (noktasının) çalışma prensibini inceledik, ancak modern kameralarda birçoğu var. Bugünlerde 41 hatta 61 AF noktasına sahip kamera bulmak zor değil. Sensörlerin güvenilirliği ve doğruluğu artırıldı. Daha kararlı çapraz AF noktaları vardır. Modern kameralar yalnızca hızlı bir şekilde odaklanmakla kalmaz, aynı zamanda hareketli nesneleri de takip edebilir.

Faz algılamalı otomatik odaklamanın dezavantajları

Ana sorun, kamerayı fabrikada monte ederken yanlışlıktır. Üretim sürecinde en ufak bir arıza meydana geldiyse ve sensör veya çalışmasını etkileyen unsurlardan biri doğru takılmadıysa, sistem bir hata ile çalışacaktır. Üreticiler bu sorunun farkındadır ve bu nedenle odaklama sistemine ince ayar yapmak için bir sistem geliştirilmiştir. Test sırasında sorunlu kameralar belirlenir ve ek konfigürasyonları yapılır.

Kalibrasyon işlemi, her bir AF noktasını ayrı ayrı kontrol eder. Her nokta hassas bir şekilde kalibre edilir ve tüm değişiklikler kamera yazılımına kaydedilir. Böylece bir üretim ortamında otomatik odaklama sorunları ortadan kalkar.

İlk on yıllar boyunca, kamera fotoğrafları büyüktü ve lens ile kaseti fotoğraf plakasına bağlayan basit ama hantal bir "akordeon" yapıdan oluşuyordu. Çekimden önce, fotoğraf plakasının yerine buzlu bir cam (odaklama ekranı) yerleştirildi ve fotoğrafçı, görüntüyü odaklamak için merceği (genellikle tek bir mercek) manuel olarak hareket ettirdi, parlaklığı ve kontrastı artırmak için kendisini koyu bir örtü ile kapladı. Bu süreç hızlı değildi, ancak belirli bir acelesi yoktu: o sırada fotoğraf plakalarının ışığa duyarlılığı düşüktü, deklanşör hızı dakikalardı, bu yüzden çoğunlukla statik sahneler - manzaralar, natürmortlar ve hareketsiz oturmak zorunda kalan insanların portreleri - çekiyorlardı. bunun için.

El yapımı

20. yüzyılın başlarında, fotoğraf malzemelerinin hassasiyeti arttı, format azaldı, kameralar çok daha kompakt ve kullanışlı hale geldi, ancak büyüteçle bile küçük bir odaklama ekranında merceği görüntüye odaklamak zorlaştı. Bu sorun birkaç şekilde çözülebilir. İlk olarak, çerçevedeki nesnelerin çoğunun keskin olması için merceği hiper odak mesafesinde odaklayın. İkinci olarak, lens üzerindeki mesafe ölçeğini işaretleyin ve keskinleştirin, istenen değerleri “gözle” ayarlayın. Üçüncüsü, kameraları mesafeyi ölçmek için bir cihaz - bir telemetre ile donatarak temelde yeni bir çözüm uygulamak mümkün oldu. Bu basit optik cihaz, bir ışın ayırıcı prizmadan ve belirli bir mesafe (taban) ile ayrılmış dönen bir aynadan oluşuyordu. Fotoğrafçı, telemetre penceresinden bakarak aynayı görüntüler hizalanana kadar döndürdü. Dönme açısına ve tabana göre üçgenleme kullanarak, nesneye olan mesafeyi bulmak ve bu mesafeyi lens üzerinde (manuel olarak) ayarlamak mümkün oldu. 20. yüzyılın başlarından itibaren kameralar bu tür cihazlarla donatılmaya başlandı ve 1916'da 3A Autographic Kodak Special'da tasarımcılar ilk kez merceğe eşzamanlı odaklama ile mekanik olarak mesafe ölçümünü birleştirdi. Bu cihaz, kameralarına Leica I modeli (1925) ile başlayan telemetre tedarik etmeye başlayan Leica şirketi sayesinde gerçek bir popülerlik kazandı - aslında, bu tür kameralara telemetre denilmeye başlandı.

Bölmeyi kaldır

1976'da Photokina'da Leica, dünyanın ilk otomatik odaklama sistemi olan Correfot sistemi (1960'tan beri geliştirmekte olduğu) ile bir kamera tanıttı. Bir efsaneye göre, halkın ilgisine rağmen şirket, "müşteriler lensi nasıl düzgün bir şekilde odaklayacağını zaten bildiği için" yayınlamayı reddetti. Aslında, sistem çok oburdu (altı pilden oluşan bir set, bir saatten az çekim sürdü) ve genellikle "ham" idi. Bu nedenle, seri üretilen ilk otomatik odaklı kamera 1977'de Honeywell'in Visitronic sistemi ile donatılmış Konica C 35 AF idi. Bu sistem klasik bir telemetre ve üçgenlemeye dayanıyordu, sadece iki görüntü fotoğrafçının kendisi tarafından değil, iki CCD'den gelen sinyalleri karşılaştıran elektromekanik otomasyonla bir araya getirildi.

Canon, karmaşık elektromekanik olmadan yapmayı tercih ederek biraz farklı bir yol izledi. Canon AF35M (1977), klasik telemetrenin optoelektronik bir versiyonu olan aktif otomatik odaklamayı tanıttı: bir LED kızılötesi bir darbe yaydı ve mesafe, bir CCD sensörü kullanılarak ölçülen nesneden yansıma açısıyla belirlendi. Bir sonraki model olan Canon AF35ML (1981), halihazırda "katı hal üçgenlemesi"ne dayalı pasif otomatik odaklama kullanıyordu: hareketli parça yok ve görüntülerin "indirgenmesi" elektronik olarak gerçekleştirildi - iki CCD'deki sinyallerdeki farkla.

İlk telemetre kameralarında, fotoğrafçı görüntüleri birleştirdi, mesafeyi okudu ve ortaya çıkan değeri merceğin odak ölçeğinde belirledi. 3A Autographic Kodak Special'da bu prosedürler bir araya getirilmiştir.

Faz değişimi

İlk otomatik odaklı refleks kamera Minolta Maxxum 7000 (1985) idi. Bu model, günümüzde yaygın olarak kullanılan lens aracılığıyla (Lens Üzerinden - TTL) bir faz otofokus (AF) sistemi kullandı. Çalışma prensibi, merceğin iki yarısından geçen ışınların bir ayna tarafından yansıtılması ve AF sensörü üzerinde iki farklı noktaya - iki CCD çizgisi - odaklanmasına dayanmaktadır. Mükemmel odaklama için bu noktalar arasındaki mesafe kesin olarak bilinir ve tepe noktaları arasında ölçülen mesafe bu değerle eşleşmezse, kontrol sistemi tepe noktaları doğru yerlere gelene kadar merceği doğru yönde hareket ettirmeye başlar. Gerçek hayatta, elbette, her şey çok daha karmaşıktır - görüntü bir nokta değildir, optik eksende yer almayabilir, vb. Bu sorunlar, çeşitli maskeler ve ek yoğunlaştırıcı lensler tanıtılarak çözülür, ancak prensip şudur: aynı.

Otomatik telemetreler ve gerçek AF Konica C35 AF, iki CCD sensörlü bir elektromekanik telemetre ile donatıldı. Sensörlerden gelen sinyaller karşılaştırıldı, tesadüfleri doğru odaklama anlamına geliyordu.

Faz algılamalı otomatik odaklama çok hızlıdır (sistem merceği hangi yöne hareket ettireceğini hemen bilir ve bu sayede çerçevedeki bir nesnenin hareketini bile takip edebilir), fazla hesaplama gücü gerektirmez ve hareketli parçası yoktur. Bu sistemin ana dezavantajı, düşük ışıkta belirsiz performansının yanı sıra yalnızca ayna indirildiğinde çalışması gerçeğidir: çekim anında ayna yükselir ve mercekten geçen tüm ışık filme veya filme çarpar. AF sensörü değil matris. Bu, bu sistemin, çerçevenin LCD ekranda (LiveView) görüldüğü durumlar için, yani çoğu kompakt dijital kamera ve akıllı telefon için uygun olmadığı anlamına gelir.

Ve ilk gerçek AF Minolta Maxxum 7000 fotoğraf makinesinde ortaya çıktı ve tüm modern aşama algılamalı AF sistemlerinin atası olan tam teşekküllü bir aşama algılamalı otomatik odaklama (TTL) sistemiydi.

Resimde ve benzerlikte

2000'li yılların başından beri filmin yerini alan dijital kameralar için yeni bir otomatik odaklama ilkesinin icat edilmesi gerekiyordu. Tam olarak yeni değil. Bir kişi bir merceği manuel olarak nasıl hedef alır? Odak halkasını, gözlemlenen resim keskin, yani maksimum kontrast olana kadar döndürür. Kontrast otofokus tam olarak aynı şekilde çalışır: merceği hareket ettirerek ışığa duyarlı matris üzerinde maksimum görüntü kontrastı sağlar.

Böyle bir sistem ana matris ile çalışır ve karmaşık optik devreler ve ek sensörler gerektirmez. Ancak, aşama algılamalı otomatik odaklamanın aksine, merceğin hangi yöne hareket ettirilmesi gerektiğini önceden belirleyemez ve bunu tıpkı bir kişinin yapacağı gibi rastgele bir yönde yapmaya başlar. Bu nedenle, odaklama hızı bazen arzulanan çok şey bırakır - özellikle düşük ışık koşullarında veya düşük kontrastlı nesneleri çekerken, sistem keskin ayrıntıları (tıpkı bir kişi gibi) "düşünemediğinde". Bununla birlikte, kompakt dijital kameralar ve özellikle akıllı telefonlar için uzun bir süre boyunca, kontrast otomatik odaklamanın hiçbir alternatifi yoktu.

Canon EOS 70D, Dual Pixel CMOS AF tipi sisteme sahip ilk kameradır. Ortak bir CMOS sensöründe özel olarak ayrılmış fotodiyotları kullanan hibrit bir AF sisteminin aksine, "çift piksel" AF, hem odaklama hem de fotoğraf çekimi için sensörün tüm fotodiyotlarını kullanır.

Hibrit yaklaşım

2010 yılında Fujifilm, yeni bir hibrit otomatik odaklama sistemine sahip FinePix F300EXR'yi piyasaya sürdü. Kamera matrisinde, olağan ışığa duyarlı fotodiyotlara (pikseller) ek olarak, iki tür özelleşmiş eşit olarak dağılmıştır - “sağ” ve “sol”, yani ışığı yalnızca sağdan veya soldan algılarlar. lens (diğer kısım opak bir maske ile kaplıdır). AF sistemi, görüntüyü "sol" ve "sağ" piksellerden oluşan alt matrisler üzerinde karşılaştırdı. Bu iki görüntünün tam eşleşmesi, hassas odak gösterir ve ofset, merceğin ne kadar ve hangi yöne kaydırılması gerektiğini gösterir. Faz AF gibi görünüyor, değil mi? Neredeyse, ama tam olarak değil: alt matrislerin çözünürlüğü, tüm matristen önemli ölçüde daha düşüktür ve hassas odaklamadan çok küçük sapmalarla, sistem farkı göremez, bu nedenle son aşamada kontrastla odaklama kullanılır.

ekstra bir şey yok

Hibrit otomatik odaklama, faz ve kontrast AF sistemlerinin avantajlarını avantajlı bir şekilde birleştirir, ancak dezavantajları da vardır. AF performansını iyileştirmek için, "çalışan" piksel sayısını yalnızca %50 artırmanız gerekir ve bu, matrisin genel duyarlılığında bir azalmaya yol açar. Ancak matris geliştiricileri bu sınırlamayı aşmanın akıllıca bir yolunu bulmuşlardır.

2013'te Canon EOS 70D, Dual Pixel CMOS AF'nin ilk denemesini gördü. Ve 2016 yılında, Dual Pixel sistemle donatılmış kameralı ilk akıllı telefon piyasaya çıktı, amiral gemisi Samsung Galaxy S7.

Otomatik odaklama olmadan "her şeyi keskinleştirmenin" bir yolu var. Film kameraları çağında, ucuz modeller genellikle hiperfokal mesafede basit odaksız bir lensle donatıldı. Böyle bir lens, hiperfokalın yarısından (genellikle 0,5-1 m) sonsuza kadar olan tüm nesneleri az çok keskin bir şekilde tasvir etmenizi sağlar. Benzer lensler, ucuz dijital kameralarla ve kameralı ilk akıllı telefonlarla birlikte sağlandı. Ancak, bu ilke yalnızca geniş minimum diyafram açıklığına sahip ucuz geniş açılı lensler için geçerlidir. Başka bir durum, bir plenoptik kameranın veya "ışık alanı kamerasının" kullanılmasıdır. Yalnızca odak düzlemindeki aydınlatma dağılımını değil, aynı zamanda gelen ışınların yönünü de (ışık alanı) yakalar. Böyle bir görüntü daha sonra herhangi bir şekilde (herhangi bir düzlemde) "yeniden odaklanabilir". Bu tür kameraların fikri 1908 yılında ortaya atıldı ve birkaç yıl önce Lytro şirketi, henüz çok popülerlik kazanmamış olsalar da dijital versiyonlarını üretmeye karar verdi.

Dual Pixel matrisinin her pikseli iki ayrı fotodiyottan oluşur - “sağ” ve “sol”. Böylece, otomatik odaklama sırasında, tüm matris, ana matrisle aynı çözünürlükte "sağ" ve "sol" olmak üzere iki alt matrise bölünür. İki yarıdan gelen sinyalleri karşılaştırmak, hibritlerden daha iyi doğruluk ve kontrast AF sistemlerinden çok daha yüksek hız sağlar (örneğin, Samsung Galaxy S7'de odaklama süresi 0,2 s'den azdır). Dual Pixel bir faz AF sistemi olduğu için kadrajdaki konunun hareketini takip etmenizi sağlar. Ve çekim anında her iki alt matris de bir bütün olarak çalışıyor, küçük matrisleri olan akıllı telefonlar için önemli olan ışık hassasiyetinde düşüş yok. Bu nedenle, bugün böyle bir sistem, AF sistemlerinin evriminin zirvesini temsil etmektedir. Tabii ki, mühendisler tekrar yeni bir şey bulana kadar.

Sonarlar, radarlar ve lidarlar

Otomatik odaklama evrim ağacında ayrı bir dal, doğrudan mesafe ölçümüne sahip harici (kameranın optik sistemine göre) telemetreler tarafından işgal edilir. Otofokus sistemine sahip ilk kameralardan biri, adından da anlaşılacağı gibi ultrasonik sonar tabanlı bir telemetre ile donatılmış Polaroid SX-70 Sonar OneStep (1978) idi. Arkaik mi? Hiç de değil, kameralar için sonar telemetreler bugün hala var. Örneğin RedRockMicro tarafından üretilirler - ancak otomatik için değil, profesyonel kameraların uzaktan manuel odaklaması için. Mesafeyi belirlemenin daha yeni bir ilkesi olan lazer konumu, artık yalnızca inşaat ve askeri teçhizatta değil, aynı zamanda bazı akıllı telefonlarda (LG G3) - olağan kontrastlı otomatik odaklama sistemine ek olarak aktif olarak kullanılmaktadır. Sony patentleri, radar otofokusundan bahseder, ancak piyasada bu türden seri üretilen örnekler yoktur.

Editörler, makalenin hazırlanmasındaki yardımları için Markus Kohlpayntner'a teşekkür eder.