Jak funguje automatické zaostření?

reklama

Automatické zaostření je funkce moderních fotoaparátů, které lze snadno považovat za samozřejmost. Ale už jste se někdy přestali ptát, jak to funguje? Zaostření na manuální čočku může být namáhavý a frustrující proces, zejména pro amatéry - tak jak to dělá váš smartphone tak snadno?

Ukazuje se, že ve skutečnosti existuje několik technologií, které se používají k dosažení efektu automatického zaostření. Začněme vysvětlením, na co se zaměřujeme, a poté, jak může počítač v telefonu manipulovat s cílem získat ostrý obraz.

Jak Focus funguje

Objektiv ve vašem smartphone fotoaparát 6 důvodů, proč je váš smartphone nejlepší fotoaparát, který vlastníteTo nemusí být digitální zrcadlovka, ale váš smartphone děruje daleko nad svou váhu, pokud jde o fotografii. Až příště půjdete ven, nechte svůj starý bod a střílejte doma. Přečtěte si více slouží stejnému účelu jako čočka ve vašem oku: vzít světlo, které na něj dopadá, a promítnout je na senzor, aby bylo možné zaznamenat snímek.

Přesné zakřivení čočky určuje, jak daleko musí být senzor k vytvoření jasného obrazu. Pokud jste někdy použili lupu na spalování dřeva za slunečného dne, víte, že pro zaostření na světlo musí být drženo přesně ve správné vzdálenosti.

Totéž se děje s fotoaparáty: pokud je vzdálenost špatná, je obraz rozostřený, a proto rozmazaný. Tato vzdálenost se nazývá „hloubka ostření“ objektivu.

Aby se věci komplikovaly, úhel, pod kterým světlo dopadá na čočku, mění hloubku ostření. Plochější čočka zaostří paralelní paprsky světla ze vzdáleného zdroje, ale rozmazá úhlové světlo přicházející z periferních objektů. Více zakřivená čočka by udělala opak.

Níže uvedené video obsahuje podrobné vysvětlení toho, jak čočky fungují, pokud vás to zajímá:

Tento efekt můžete vidět sami, když zvedáte dva palce, jeden blízko tváře a druhý na délku paže. Pokud zavřete jedno oko, zjistíte, že můžete zaostřit mezi palci. Když je vzdálený jasný, blízký se stane rozmazaným a naopak.

V případě vašeho oka, změna zaostření se provádí pomocí malých svalů pro fyzickou změnu tvaru čočky. Přepracováním těchto svalů je pneumatika unavuje, a proto se příliš dlouho podíváte na oční okolí.

V kamerách, které používají pevné plastové nebo skleněné čočky, je celá čočka namontována na motor, který může změnit svou vzdálenost od senzoru pro dosažení požadovaného zaostření. Objekty, které jsou ve správné ohniskové vzdálenosti, budou ostré, zatímco objekty, které jsou příliš blízko nebo příliš daleko, budou rozmazané.

Otázkou je, jak fotoaparát pozná správnou vzdálenost pro objektiv?

Metody aktivního automatického zaostřování

Nejjednodušší metodou automatického ostření je použití a mechanický systém, který najde vzdálenost k předmětu obrázku, poté jej použije k diktování zaostření.

Nejčasnější patent, podaný Polaroidem v roce 1986, používal sonar. Pulzoval cíl ultrazvukem a pomocí echo určoval vzdálenost. Funguje to, ale při fotografování přes čiré, ale pevné povrchové sklo může klesnout. Pokud se pokusíte vyfotit snímek z okna, funkce automatického zaostření detekuje ozvěnu ze skla a zaostří na ni, přičemž obraz zůstane rozmazaný.

Moderní systémy používají světlo, konkrétně infračervené světlo. Vytvářejí puls infračerveného světla a buď měří množství, které se odráží zpět, nebo čas potřebný k návratu světla, a pak pomocí této informace stanoví vzdálenost. Pokud se podíváte na fotoaparát vašeho telefonu a vedle něj uvidíte dvě malé diody, je pravděpodobné, že váš telefon vypočítá zaostření.

Tento přístup je jednoduchý a má sklon fungovat přiměřeně dobře, má však své nevýhody. Některé povrchy absorbují infračervené světlo, což může vést k nepřesnému odečtu vzdáleností. Kromě toho může jakýkoli zdroj infračerveného záření (například otevřený plamen nebo jasné zářící světlo) přemoci zpětné světlo a způsobit automatické zaostření nefunkční. Pokuste se vyhnout těmto scénářům, pokud chcete získat dobré fotografie pomocí aktivního fotoaparátu s automatickým zaostřováním.

Jaká je tedy alternativa?

Metody pasivního automatického ostření

Implementace pasivního autofokusu může být mnohem nákladnější, takže máte tendenci vidět jej primárně na zrcadlovkách (digitálních i analogových). Pasivní autofokus funguje tak, že provádí matematickou analýzu samotných prvotních obrazových dat, aby určil, zda je či není zaostřeno.

Nejběžnější formou pasivního automatického ostření je „detekce kontrastu“, která vzorkuje jeden nebo více proužků pixelů od středu obrazu a měří kontrast pixel-pixel, úpravou objektivu se pokuste najít konfiguraci, která maximalizuje tento kontrast.

Funguje to proto, že rozmazané obrazové oblasti mají inherentně menší kontrast, a protože tato metoda není zaměňována zdroji IR světla nebo povrchy materiálu, je robustnější než aktivní autofokus. V jednom smyslu je to nejpřesnější způsob, jak posoudit zaostření, protože přímo měří ostrost obrazu.

Ve skutečnosti je tak efektivní, že dokáže zaostřit i přes objektiv, který mění ohniskové vlastnosti kamery - scénář, ve kterém selže každý druhý přístup. Na druhou stranu, detekce kontrastu může chvíli trvat, než najde dobré zaměření (protože musí vyzkoušet mnoho možností) a může mít potíže ve scénách, které postrádají vysoký kontrast (jako v fotografie při slabém osvětlení Ilustrující průvodce fotografováním za nízké hladiny osvětleníPokud jde o zachycení světla, jak fotografujete, když je světlo vzácné? Přečtěte si více ).

Jiný přístup k pasivnímu autofokusu se nazývá „detekce fáze“, který používá dva mikročočky k zachycení vzorků přicházejícího světla a promítnutí na dva senzory. Analýzou rozdílu mezi těmito obrázky může kamera velmi přesně určit, jak paralelní jsou paprsky světla vstupující do kamery, a pomocí těchto informací dosáhnout správného zaostření.

Jedná se o velmi rychlý způsob, jak určit optické zaostření, ale je to drahé kvůli potřebě dalších objektivů, zrcadel a senzorů, takže to uvidíte spíše na špičkových, než na základní fotoaparáty DSLR Nejlepší DSLR na základní úrovni pro nové fotografyPokud chcete své fotografické dovednosti posunout na vyšší úroveň nebo znáte někoho jiného, ​​kdo dělá, pak není lepší způsob, jak vstoupit do světa fotoaparátů DSLR. Přečtěte si více . Nejen to, ale může to být méně přesné než detekce kontrastu, zejména u komplikovaných předmětů, které mají komponenty v několika hloubkách.

V poslední době jsme začali vidět „hybridní“ pasivní systémy automatického zaostřování, které použijte fázovou detekci pro přechod na dobré zaostření, pak použijte detekci kontrastu pro vytvoření malých vylepšení pro nejlepší možné zaostření. Tyto kamery v mnoha ohledech nabízejí to nejlepší z obou světů (rychlost a přesnost), ale v současné době jsou velmi drahý. Doufejme, že v příštích několika letech se náklady sníží.

Automatické zaostření a vy

Toto jsou čtyři hlavní přístupy k automatickému zaostřování, které se dnes běžně používají. V budoucnu uvidíme „kamery světelného pole Kamera Lytro Light Field: Snap Happy Nebo Photo Gimmick?Kamera Lytro, popsaná zaměstnancem jako „první zásadní změna fotografie od doby, kdy byla fotografie vynalezena“, je jistě revolučním zařízením. Fotoaparát otřese věci výměnou většiny těžkých ... Přečtěte si více ”Stávají se více populární, které zachycují obrázky při každém možném zaměření a vyberou nejlepší. Do té doby musíme obejít omezení dostupných technologií.

Tak jak se máš získejte dobré obrázky 5 způsobů, jak se vyhnout rozmazání pomocí smartphonuMyslím, že je bezpečné předpokládat, že většina lidí považuje jejich chytré fotoaparáty za samozřejmost, a to i přes skoky a meze v technologii snímání obrázků v kapse. Bohužel hodně času naše smartphony produkují příliš rozmazané ... Přečtěte si více z autofokus Fotoaparát?

• Nejdůležitější je držte fotoaparát v klidu a ujistěte se, že fokus zcela konvergoval. To se zdvojnásobí, pokud používáte systém automatického zaostřování na základě kontrastu nebo rozsahu, který k nalezení správného zaostření může potřebovat několik sekund.
• Musíte se také ujistit váš předmět je v pořádku autofokus směřovat, obvykle střed hledáčku, ale ne vždy. To je něco, co skoro všechno autofokus systémy jsou závislé na.
• Nakonec musíte být si vědom technologie, kterou používáte a ujistěte se, že je vaše scéna pro ni dobrá. Nepokoušejte se přímo zaostřit na jasný zdroj světla pomocí aktivního systému. Používáte-li systém založený na kontrastu, vyhněte se fotografování v jedné barvě (jako je prázdná zeď) a v noci se nefotografujte.

Kromě toho si toho nemusíte ani myslet. V jistém smyslu je to tak.

Jste fotograf? Máte nějaké tipy, které můžete sdílet při práci s automatickým zaostřováním? Jaký je váš oblíbený fotoaparát? Dejte mi vědět v komentářích!

Obrazové kredity: “Samsung Galaxy S5“, “SLR“, “DSLR“, Wikimedia