Основы фотографии # 5.23.2

Каковы особенности контрастного автофокуса? Или эффективное применение автофокуса «по контрасту»

Всё, чем пользуется контрастный автофокус для выполнения своей функции – цифровое изображение снимаемой сцены. Такое изображение, как Вам известно, создаёт светочувствительный сенсор, установленный в любой цифровой фотоаппарат. В дополнительных компонентах нет необходимости. Поэтому успех автоматической фокусировки «по контрасту» зависит целиком от качества создаваемого изображения.

Далее приведу шесть особенностей контрастного автофокуса, включающие краткие практические рекомендации и сравнения с системой ранее рассмотренного типа.

Первая особенность

Контрастный автофокус требователен к интенсивности освещения снимаемого объекта.

Как и в случае с фазовым автофокусом, рассматриваемый тип системы функционирует в нормальных съёмочных условиях. В условиях съёмки с низкой интенсивностью освещения либо цифровое изображение получится тёмным, и управляющая программа не сможет оценить локальный контраст, либо цифровой шум исказит анализируемую картинку.

В сравнении с фазовым автофокусом, детекторы которого чувствительнее к свету, чем основной сенсор камеры, нормальное функционирование контрастного автофокуса требует более высокой интенсивности освещения снимаемого объекта. Так, автофокус «по контрасту» вряд ли сработает, если снимаемый объект освещается светом полной луны. В то время как некоторым современных конструкциям фазового автофокуса, рассматриваемая задача «по плечу».

Пользуясь автофокусом «по контрасту», позаботьтесь о достаточной интенсивности освещения снимаемого объекта.

Вторая особенность

Контрастный автофокус чувствителен к постоянству сюжета.

Если Вы снимаете «с рук», то сюжет изображения, фиксируемого светочувствительным сенсором, может изменяться из-за периодичных коротких смещений камеры из стороны в сторону – «дрожания» фотоаппарата. Тогда, содержимое области, в которой измеряется степень локального контраста, также, может изменяться во время фокусировки. Соответственно, служебные цифровые изображения из набора будут отличаться не только положением фокальной плоскости в пространстве, но и сюжетом, что приведёт к вычислительным ошибкам. Отмечу, чем больше фокусное расстояние объектива, тем сильнее «дрожание» картинки.

В некоторых компактных фотоаппаратах и камерах, встроенных в мобильные устройства, автофокус сигнализирует пользователю, когда не может навести снимаемый объект на резкость именно из-за «дрожания».

Воспользуйтесь штативом или закрепите камеру неподвижно иным способом, чтобы учесть рассматриваемую особенность.

Третья особенность

Чтобы контрастный автофокус сработал, картинка снимаемого объекта, наведённого на резкость, должна обладать сильным локальным контрастом.

Как и фазовый автофокус, системы рассматриваемого типа едва ли могут навести объект на резкость, изображение которого является однородным, другими словами, не содержит тоновых переходов или состоит из «медленных» тоновых переходов. К таким объектам, в частности, относятся однородно окрашенные предметы (лист бумаги, стена и так далее), платье невесты, фотографируемое на удалении.

Здесь Вам понадобиться вспомогательный объект, который следует навести на резкость вместо снимаемого объекта. Приём «наведение по объекту-ориентиру» я приведу в следующей статье.

Четвёртая особенность

Контрастный автофокус не чувствителен к расположению снимаемого объекта в сцене.

В отличие от фазового автофокуса, системы рассматриваемого типа могут навести на резкость объект, расположенный вдалеке от оптической оси объектива. Изображение такого объекта вблизи края кадра. Из-за того что контрастный автофокус использует в качестве «ориентира» цифровое изображение, создаваемое светочувствительным сенсором камеры, любой объект, изображение которого фиксирует сенсор, система может сфокусировать.

Отмечу, автофокусы обоих типов – «по фазе» и «по контрасту» – могут ошибиться с выбором снимаемого объекта, если перед последним располагается объект, сделанный из полупрозрачного материала, например, фата невесты, оконная занавеска, сетчатое ограждение или прутья клетки.

Как учесть описываемую особенность, я расскажу в одной из следующих статей.

Отмечу, как и фазовый автофокус система рассматриваемого типа чувствительна к сюжетам с повторяющимся геометрическим рисунком. Подобным сюжетам свойственны городские пейзажи, на которых крупным планом изображается фасад современного бизнес-центра: окна и перекрытия образуют геометрический рисунок. В случае с фазовым автофокусом подобным сюжетам соответствуют графики распределений пучков световых лучей, изображённые справа на рисунке 11 в статье «Основы фотографии # 5.20».

Пятая особенность

Контрастный автофокус медленнее фазового автофокуса.

Автоматическая фокусировка «по контрасту» основывается на сравнении между собой нескольких изображений снимаемого объекта, это следует из принципа действия систем данного типа. Чтобы получить эти изображения, управляющая программа автофокуса перемещает линзы внутри объектива, затем сравнивает картинки и находит оптимальную позицию линз. Движение линз требует наибольших временных затрат относительно остальных процедур. Поэтому, чем дальше находятся линзы от оптимальной позиции во время включения автофокуса, чем длиннее путь между крайними положениями линз, чем ниже производительность привода, тем медленнее фокусируется фотоаппарат.

Вспомните, в сравнении с системами рассматриваемого типа автофокус «по фазе», чаще всего, даёт приводу всего одну точную команду: никаких «лишних» движений.

Описанную особенность иллюстрирует график ниже:

Рис. 8. Графики, демонстрирующие перемещение линз, которые отвечают за положение в пространстве фокальной плоскости, с течением времени. Сверху – движение линз, управляемое контрастным автофокусом. Снизу – движение линз, управляемое фазовым автофокусом. Графики описывают одну и ту же съёмочную ситуацию, которую я выбрал произвольно.

Используйте объективы, которые оснащаются высокопроизводительным приводом, например, кольцевым ультразвуковым мотором, чтобы увеличить скорость автоматической фокусировки. Дополнительно, учтите первую и вторую особенности.

Шестая особенность

Контрастный автофокус точнее фазового автофокуса.

Причина заключается в относительной простоте систем, рассматриваемого типа, и высокой точности вычислительного алгоритма, определяющего степень локального контраста. По сути, точность автоматической фокусировки в данном случае зависит лишь от точности математических операций, которая при современном состоянии цифровых технологий может быть высокой. В это же время точность наведения на резкость «по фазе» зависит от целого ряда условий: юстировки конкретного объектива относительно датчика автофокуса в конкретном экземпляре камеры, калибровка датчика автофокуса и точности вычислительных алгоритмов и операций, выполняемых управляющей программой.

Применяйте эту особенность, когда Вам требуется максимальная резкость изображения. Типичными съёмочными ситуациями является макросъёмка ювелирных украшений, монет, крошечных представителей флоры и фауны. В статье «Основы фотографии # 5.15» в секции «Пример использования таблицы» я привёл соответствующий пример.

Промежуточный итог

Я рассмотрел принцип действия и особенности контрастного автофокуса, привёл краткие рекомендации к более эффективному применению последнего.

Теперь Вы знаете об особенностях двух современных типов автофокусов. Не появилась ли у Вас к этому моменту идея, наподобие: «А почему бы ни объединить “проворный” фазовый автофокус и точный, относительно простой в реализации контрастный автофокус!»? Если появилась, то описание следующего типа автофокуса Вам принесёт особенное удовольствие. Инженеры воплотили озвученную идею в жизнь в виде комбинированной системы автоматической фокусировки. Опишу её коротко далее.

Гибридный автофокус

В системах нового типа, появившихся сравнительно недавно, в 2010-ых, роль датчика фазового автофокуса берёт на себя основной светочувствительный сенсор.

Функцию детекторов выполняют спаренные сенсели, над которыми устанавливаются индивидуальные пары микроскопических сепарационных линз. Получается, каждую пару детекторов обслуживает одна линзо-призмовая группа.

Специальные сенсели помещаются среди одиночных, «традиционных», сенселей светочувствительного сенсора. Расположение спаренных сенселей варьируется от конструкции к конструкции, однако, все модификации обладают единой особенностью, перенятой у классических конструкций фазового автофокуса. Детекторы не способны наблюдать за объектами снимаемой сцены, изображения которых располагаются вблизи края кадра. Как и прежде, причиной такого ограничения являются «оптические» особенности метода.

Сначала задействуется «фазовая» часть гибридного автофокуса. Управляющая программа определяет дистанцию съёмки (ошибку фокусировки), затем с помощью одной точной команды приводу располагает линзы вблизи оптимальной позиции. Здесь вступает «контрастная» часть гибридного автофокуса. Так как круг поиска теперь существенно уже, чем в традиционном случае, управляющая программа лишь уточняет позицию линз, используя служебные изображения, запечатлеваемые светочувствительным сенсором.

График ниже иллюстрирует наведение на резкость автофокусом комбинированного типа:

Рис. 9. Принцип действия гибридного автофокуса. График, связывающий положение линз, которые отвечают за позицию фокальной плоскости в пространстве, с течением времени.

Описанный принцип действия позволяет сохранить скорость фазового и точность контрастного автофокусов. К тому же, он упрощает систему – исключает применение обособленного датчика автофокуса – и позволяет встраивать гибридную систему автоматической фокусировки в цифровую камеру любого вида: от компактного фотоаппарата до зеркальной камеры.

Здесь я остановлюсь. Как я отмечал прежде, во введение к статье «Основы фотографии # 5.21», у меня ещё не было возможности исследовать на практике особенности гибридного автофокуса. По моему мнению, которое основывается на наблюдаемом мной большом количестве современных патентов по теме, гибридный автофокус является достаточно перспективным типом автоматической фокусировки в цифровых фотоаппаратах. Поэтому, по возможности, воспользуйтесь случаем и самостоятельно оцените особенности системы данного типа. Критерии оценки, которые предлагаю, я привёл в статье «Основы фотографии # 5.18».

В завершение приведу сравнительную таблицу трёх рассмотренных типов автофокуса. В следующих двух статьях разберу съёмочные ситуации, связанные с автоматической фокусировкой, которые я впервые озвучил в начале статьи «Основы фотографии # 5.2». Таким образом, в завершение пятого раздела «основ» Вас ожидают «практичные» тонкости автоматической фокусировки и наведения на резкость вручную, а также резюме с традиционным вопросами-ответами в конце раздела.

Современные типы систем автоматической фокусировки. Ключевая информация

Предыдущие главы

05/02/2016    Просмотров : 9952    Источник: photo-monster.ru    Автор: Марк Лаптенок
Версия для печатиРекомендовать статью

Комментарии: 20

  • Осталось символов: 5000
    Формат JPGУдалить
    Ожидаем загрузку изображений
  • Vladimir Khudyakov 5 Апреля 2016 - 20:52:58

    Дорогой Марк, позволю себе подакучать вам.
    В очередной раз схлестнулся в кровавой битве на полях интернета на тему скорости работы гибридного и фазового АФ.
    Удалось ли вам провести сравнительные тесты?
    Ибо мне доказывают, что фуджевский гибридный АФ работает быстрее никоновского фазового...


    • Марк Лаптенок 6 Апреля 2016 - 19:43:23

      Здравствуйте, Владимир! Позвольте без сомнений.

      Нет, не удалось. Не горю, потому что в моей работе быстрый автофокус не нужен. Но при случае, хочу попробовать Canon 7D Mark II. Если попробую, отпишусь здесь.

      По тем теоретическим предпосылкам, которые я изучал, вполне возможно, что гибридный автофокус будет работать быстрее и точнее своих предшественников. Если даже не сейчас, то в ближайшем будущем. Большинство современных патентов, с которыми я встречался при подготовке статьи, были посвящены фазовому автофокусу. И компании-соискатели разные: Nikon, Sony, Fuji, Canon и другие. Я делаю вывод, если есть разные патенты на одну и ту же тему, значит, компании уделяют ей внимание и считают перспективным направлением, способным конкурировать с традиционными конструкциями.


    • Марина_2 13 Февраля 2016 - 22:25:50

      Марк, мне также сложно воспринимать ваши уроки, но, усвоив прочитанное, становится радостно, что узнала новое и необходимое для понимания алгоритма работы фотоаппарата. Сложно, но интересно! Я даже думаю, что это своеобразная тренировка для умственных способностей. Эти знания обязательно помогут для улучшения качества снимков. Скажите, пжл, а продолжение еще не опубликовано на сайте? Т.е. "Основы фотографии # 5.23.2" это пока последняя информация по фокусу?


      • Марк Лаптенок 13 Февраля 2016 - 23:00:54

        Марина, здравствуйте!

        На данный момент продолжение не опубликовано. Но статьи вплоть до 5.27 я передал редактору. Он выкладывает их постепенно.

        Благодарю Вас за отзыв. Я рад, что Вам интересно. Это меня вдохновляет.

        Вы правы, помогут. Мне помогают, участникам моих занятий помогают. Не сразу, наберитесь терпения и действуйте методично. Требуются время, ежедневная практика (даже 5-15 минут каждый день более значительны, чем 8 часов 1 раз в неделю) и чередование отдыха (сон, физическая нагрузка) с концентрированным вниманием. Знания и навыки откладываются, потом "выстреливают". Иногда это происходит, и не понимаешь, откуда у тебя появилась свежая идея, или почему так просто получилась классная фотография. Так работает мозг любого здорового человека в любом деле. Я закончил курс, посвящённый обучению, где это подробно и наглядно показывается (более наглядно, чем я описываю процессы в фотографии).

        Ещё Вы верно подметили о тренировке умственных способностей. Это ещё одна идея, которую я преследую, создавая свои статьи. Они - пища для мозга, прежде всего. Фотография - это интеллектуальная деятельность, поэтому чем лучше думает фотограф, тем лучше его фотографии.


        • Марина_2 14 Февраля 2016 - 08:52:18

          Марк, я рада, что мой отзыв вызвал у вас положительные эмоции и, что вы так позитивно-пространно ответили на мой комментарий. Я читаю отзывы других читателей и мне хочется им сказать: что вас заставляет здесь учиться? Если вам не подходит такой тип изложения материала, в интернете есть много уроков по фотографии. Сейчас никто ни кого ни к чему не принуждает. Ждем новых статей, и желаем творческих успехов в таком замечательной деле, как фотоискусство!!!


          • Марк Лаптенок 14 Февраля 2016 - 12:21:27

            Марина, благодарю за пожелание!


          • Марина_2 14 Февраля 2016 - 09:52:03

            Извиняюсь, но забыла еще написать о своем пожелании. Марк, нельзя ли к "Основам..." приложить что-то вроде оглавления, чтобы быстро находить ответ на свой вопрос, т.е. наглядно видеть какая тема излагается в той или иной статье? Или я ошибаюсь, есть такой способ...?


            • Марк Лаптенок 14 Февраля 2016 - 12:19:27

              Марина, благодарю за Вашу просьбу. Это необходимо сделать, я уже это понимаю, хотя изначально не ожидал, что эта серия получится настолько большой. Я подумаю, как реализовать просьбу, чтобы было удобно. Как бы Вам хотелось, чтобы это выглядело? Как было бы Вам удобно? Приведите примеры.

              Например, во многих книгах есть список слов (терминов), рядом с которыми указывается номер страницы, на которой этот термин употребляется. Теоретически можно сделать и такой список, и список тем (то есть более общих понятий) с гиперссылками на статьи.

              P.S. Уважаемые читатели, если просьба Марины Вам близка, напишите свои пожелания в комментариях.


              • Марина_2 14 Февраля 2016 - 12:50:10

                Марк, я написала ответ на этот комментарий, но почему-то он разместился в другом месте. Там, где вы общаетесь с iwretch. Если можно, переместите его, пжл, так как разместить его повторно не позволяет система.


        • Sator 11 Февраля 2016 - 18:08:31

          чем это все поможет начинающему фотографу.
          все что тут написано все что может поможет тому кто это собирается разрабатывать а не пользоваться .
          да и не один фотограф не углубляется в то как там у него в апарате работает фокус.он просто берет и снимает.


          • iwretch 11 Февраля 2016 - 19:19:11

            ну как мне это помогло: до прочтения предыдущих статей я вообще не понимал (начинающий фотограф) почему экспо замер работает не всегда корректно. Да на всяких уроках говорят что "так бывает" и этим всё и ограничивается. Тут мне рассказали ПОЧЕМУ это происходит. Теперь я с большей охотой пользуюсь режимом М и понимаю когда и зачем я это делаю. Мне теперь понятно, почему зимние фотки тёмные и у меня они теперь не тёмные и самое главное ПОНЯТНО почему. Оно конечно и в книжке прочитать можно, но книжки у меня нет, а сайт читаю.


            • Марк Лаптенок 13 Февраля 2016 - 12:05:26

              Здравствуйте! Вот Вам метафора. "Просто возьмите" и сядьте за руль грузового автомобиля и попробуйте провезти ценный груз от Владивостока до Москвы без аварий, в срок и с минимальными потерями денег и здоровья. Сможете это сделать без знаний о том, как машина устроена, работает, и что может произойти с ней в дороге, и как с этим справится быстро и с наименьшими усилиями? Если сможете, дайте мне знать.

              Любое занятие, в котором Вы хотите чувствовать себя свободно, требует понимания внутренних процессов. Их не надо учить наизусть, лишь держать в голове общую картину, а также знать, куда отправиться за деталями при необходимости. Ну, это конечно, если Вы хотите воплощать любые свои творческие замыслы. Если же Вас устраивает то, что Вы сейчас снимаете - закройте мои статьи и никогда их не открывайте. Полноте учиться. Это вредно: затягивает, знаете ли, и начинает приносить удовольствие.


              • Sator 13 Февраля 2016 - 20:04:01

                "Просто возьмите" и сядьте за руль грузового автомобиля и попробуйте провезти ценный груз от Владивостока до Москвы без аварий, в срок и с минимальными потерями денег и здоровья.
                Вот я то это сделаю а вы.
                и не все водители знают как устроен двигатель но ездят на них. я вот могу и разобрать и собрать. а то что вы написали о том как фокусируется фот ведь все это вы с копировали с какого то сайта, или вы инженер конструктор объективов и что не мало важно фотоаппаратов а раз нет то все это копиат чужой работы выдан за свою с малой переделкой а это не честно..


                • Марк Лаптенок 13 Февраля 2016 - 21:26:01

                  Отлично! Моя аналогия Вам близка. Вот, не знаю смогу ли доехать, не пробовал, но в фотографии я разбираюсь. Фотография - моя профессия.

                  Это полностью оригинальная статья, как и все остальные моего авторства, другой такой на русском языке нет на данный момент (если есть, дайте мне знать), написана лично мной.

                  Вы завидуете. Бывает. Сложно поверить, что кто-то может досконально разбираться в своём деле и может ещё об этом написать так, что не нужно ничего копировать, красть и так далее. Я Вам по секрету скажу, Вы и на английском языке такую статью едва ли найдёте. Если найдёте, пожалуйста, сообщите.


            • iwretch 8 Февраля 2016 - 22:45:09

              Здравствуйте!
              С большим интересом читаю Вашу серию статей. Многие Вас критикуют за излишнюю сложность, хотя я считаю, что они не правы. Глубокое знание предмета иногда необходимо. Однако, бывает сложно, особенно новичкам, сопоставить текст статьи с знакомыми девайсами, что у нас имеются. В данной части Вы приводите примеры, где бывает контрастный автофокус (мобилка), но так происходит не всегда. Иногда Вы говорите, что тот или иной способ бывает там-то, а где не понятно. У меня например весь фото опыт это зеркалка д5200 и фотик на мобильнике. Очень иногда хочется "глянуть" о чём вы говорите, это касается статей, где затронуты среднеформатные камеры.


              • Марк Лаптенок 10 Февраля 2016 - 00:14:56

                Сергей, здравствуйте!

                Я рад, что Вам интересно. Благодарю за комментарий.

                Напишите конкретнее, какой "способ бывает там-то, а где не понятно". Я постараюсь прояснить ситуацию. Та же просьба к Вам касательно среднеформатных камер: что именно Вам интересно?

                Кстати, если хотите "глянуть", найдите человека или организацию, которая владеет подобным оборудованием и попросите попользоваться. Если бываете в Москве или Санкт-Петербурге, там в фотопрокатах можно взять в аренду среднеформатную камеру. Некоторые мои коллеги так и изучали малодоступное оборудование. Я рад, что пробудил в Вас любопытство!


                • Марина_2 14 Февраля 2016 - 12:44:16

                  А возможно, если, как например, настоящая статья "Основы фотографии # 5.23.2" рядом указать кратко тему. Т.е. получится: "Основы фотографии # 5.23.2 (фокус_продолжение)". И на тех страницах, где перечислены эти самые параграфы в столбик, также рядом уточнить тему. И тогда очень быстро можно будет находить ответ на любой интересующий вопрос. А в настоящий момент приходится перемещаться по параграфам методом тыка. Или оформить в виде оглавления с гиперссылками? Может быть другие читатели предложат лучший вариант?


                  • Марк Лаптенок 14 Февраля 2016 - 13:00:45

                    Вариант с темой в названии технически не получится: есть ограничение по длине заголовка, а одна статья может охватывать несколько тем. Я думаю, заглавная статья-оглавление - оптимальный вариант. В каждой содержательной статье есть ссылка на заглавную статью. Щелчок, переместился в оглавление, нашёл в любом из списков нужную тему, щелчок, переместился. Можно заглавную статью открытой в отдельной вкладке держать, пока читаешь основную статью.

                    Ещё варианты?


                    • Марина_2 14 Февраля 2016 - 13:08:19

                      Я уверена, Марк" вы решите эту проблемку. Благодарю за отзывчивость!


                      • Марк Лаптенок 14 Февраля 2016 - 15:36:29

                        Марина, пожалуйста!


              Еще уроки из рубрики "Все основы"

              Основы фотографии. Оглавление

              Здесь вы найдёте оглавление всех статей из серии «Основы фотографии», краткое содержание и ключевые слова...

              Читать дальше
              01/02/2011. Основы — Все основы. Автор: Марк Лаптенок
              735
              0

              Как провести коррекцию объектива камеры

              Коррекция объектива помогает скомпенсировать несовершенства, присутствующие почти в каждом снимке. Среди может быть затемнение по краям кадра, прямые линии могут искривляться, а...

              Читать дальше
              07/02/2017. Основы — Все основы. Перевод: Алексей Шаповал
              5 885
              2

              Основы фотографии. Глоссарий #2

              Здесь вы найдёте словарь английских терминов, которые были использованы в серии статей "Основы фотографии".

              Читать дальше
              01/02/2011. Основы — Все основы. Автор: Марк Лаптенок
              177
              0

              Основы фотографии. Глоссарий

              Здесь вы найдёте словарь терминов, которые были использованы в серии статей "Основы фотографии".

              Читать дальше
              01/02/2011. Основы — Все основы. Автор: Марк Лаптенок
              187
              0

              10 советов начинающему фотографу

              Когда вы начинаете фотографировать, кажется, что профессиональный рост наступает очень быстро. Вы будете измерять свое мастерство улучшениями, которые видите в своих работах и...

              Читать дальше
              13/01/2017. Основы — Все основы. Перевод: Алексей Шаповал
              17 305
              26

              Ричард Аведон вдохновляет #6

              В 1979 году, через пять лет после смерти отца и собственной перенесённой смертельно опасной болезни, 56-ти летний Ричард Аведон начинает новый проект...

              Читать дальше
              29/09/2016. Основы — Все основы. Автор: Марк Лаптенок
              10 106
              20

              Наверх
              Орфографическая ошибка в тексте:
              своими руками В этом уроке рассказывается, как сделать складной софтбокс размером 40х40 см, который похож на

              Послать сообщение об ошибке администратору? Ваш браузер останется на той же странице.

              Ваше сообщение отправлено. Спасибо!

              Окно закроется автоматически через 3 секунды