У 1970 році фірма Leica здійснила невелику революцію в технології виробництва фототехніки, придумавши систему автоматичного фокусування об'єктивана об'єкт зйомки. За минулі роки ми настільки звикли до цього винаходу, що вважаємо його само собою зрозумілим і дивуємося, не знайшовши його в гаджеті. На сьогоднішній день поширення набули дві системи. контрастна, заснована на вимірі контрасту зображення та фазова, Порівнююча протифазні частини пучка, що формує точку. А нещодавно, буквально на наших очах, з'явилася нова система автофокусу. гібридна, що поєднує швидкість фазового автофокусу з точністю контрастного (як заявляє рекламний слоган Samsung).

Контраст автофокус.

Принцип дії ґрунтується на обчисленні мікропроцесором найбільшого розмаїття між деталями зображення на матриці. Далі програма змушує рухатися лінзи об'єктива вперед-назад доти, доки не буде знайдено максимум контрасту (максимум різниці яскравостей). Приблизно також ми фокусуємося вручну.

Мінуси цієї системи - низька швидкість, неможливість фокусування, що слідкує, невисока точність. Адже блок лінз доведеться спочатку пройти через точку максимуму, а потім повернутися назад, і, можливо, повторити дію.

Плюси — дешевизна, відсутність складних деталей та необхідність налаштування оптичної системи, незалежність від світлосили об'єктива, можливість застосування в будь-якій системі: у компактних камерах, бездзеркалках та відеокамерах.

Фазовий автофокус.

Думаю, що не наводитиму тут дуже складну механічну та оптичну схему фазового автофокусу, відіславши тих, хто цікавиться в інтернетні глибини (ось, наприклад, хороший початок). Відзначу лише, що система фазового автофокусу вимагає наявності спеціальних датчиків, що обчислюють різницю фазсвітлового потоку, поділеного спеціальними дзеркалами. Перші апарати мали лише один такий датчик - горизонтальний, подальший прогрес зробив його хрестовим (фактично об'єднуючим два датчики - горизонтальний і вертикальний), потім високоточним, потім кількість датчиків почала збільшуватися.

Подвійний хрестоподібний датчик

Нинішні дзеркалки навіть початкового рівня можуть похвалитися 9-11 хрестовими датчиками, а у професійних моделях їх кількість сягає 60.

Головним мінусом системи фазового автофокусу є його складність, необхідність точного юстування та налаштування, у тому числі програмного, а отже – ціна.

Плюси — максимальна швидкодія, оскільки величина та напрямок переміщення об'єктива відомі відразу. Завдяки численним датчикам і потужному процесору можливість стеження за об'єктом зйомки і навіть передбачення його переміщення в кадрі.

Гібридний автофокус.

Нещодавно в багатьох дзеркальних камерах з'явився цікавий режим зйомки — LiveView, що дозволяє робити знімки або проводити відеозйомку, спостерігаючи картинку на моніторі в режимі реального часу. Дзеркало піднято, тому автофокус може бути використаний лише контрастний. Можливий також змішаний режим автофокусування - при натисканні на кнопку спуску включається фазовий режим, а після фокусування камера знову перемикається в режим LiveView. Зрозуміло, що подібні компроміси змушують конструкторів вигадувати цікавіші рішення.

У деяких сучасних апаратах як дзеркальних (наприклад, Canon 650D, Canon 70D), так і бездзеркальних (Nikon 1, Samsung NX300) інженерам вдалося поєднати «фазову» систему фокусування з «контрастною». датчикивизначення фази вбудували прямо в матрицю.

Така «псевдо»фазова система працює менш точно і швидко, ніж справжня, і на цьому, мабуть, її мінуси закінчуються, і починаються плюси. Відносна «простота» конструкції – немає потреби у складних оптичних та механічних схемах. Вся робота лягає на плечі матриці та процесора, а його потужність зростає, всі ми знаємо з якою швидкістю, тому ціна цього рішення буде тільки знижуватися.

Одним з неочевидних плюсів гібридного автофокусу є відсутність фронт-і бекфокус об'єктива, так як наведення на різкість відбувається безпосередньо на матриці.

Більше того, дуже схоже на те, що на розвиток саме гібридного способу фокусування буде кинуто основні сили інженерів у найближчі 10-15 років, а може, й менше. Якщо прогноз вірний, то це означає відмова від дзеркального апарату як від класу.

Дата публікації: 04.09.2015

Різкість – одна з найважливіших складових якісної фотографії. Будучи досить різким, знімок може передати сюжет у найдрібніших подробицях та деталях.

За різкість фотографії відповідає насамперед фокусування. Про те, що це таке і як із нею працюють сучасні фотоапарати, ми сьогодні й поговоримо.

Трохи теорії та історії

Об'єктив фокусується не так на конкретному об'єкті, але в певної дистанції.Об'єктив, як і будь-який оптичний прилад (наприклад, проектор, бінокль, мікроскоп, збільшувальне скло), може бути сфокусований лише на певній відстані. І лише об'єкти, що знаходяться на цій дистанції, будуть у кадрі різкими. На деяких об'єктивах навіть передбачено спеціальну шкалу, яка показує дистанцію фокусування в метрах. Під час фокусування в об'єктиві туди-сюди рухається блок лінз, подібно до того, як ми рухаємо звичайну лупу, розглядаючи дрібні предмети: лупа покаже їх різкими тільки тоді, коли перебуватиме на потрібній відстані від них.

При наведенні на різкість ми налаштовуємо об'єктив на певну дистанцію фокусування.

Nikon D810 / Nikon 85mm f/1.4D AF Nikkor

Помилка з цим параметром загрожує тим, що головний об'єкт вийде нерізким.

Цікаве наслідок із попереднього пункту: якщо в кадрі є кілька об'єктів, які розташовані на різних дистанціях, то просто так на всіх сфокусуватися не вийде. Але є рішення: вмістити всі об'єкти в глибину різкості. Про те, як з нею працювати, ми писали в окремих уроках. Зазначимо, що на пристроях із дуже маленьким за розміром сенсором (наприклад, на смартфонах або компактних фотоапаратах) глибина різкості буде дуже великою. Саме тому такі пристрої легко зробити кадр, де різким вийде як передній, і задній план. Але з цієї причини з ними практично неможливо розмити фон на знімку.

Раніше фотографи самостійно фокусували об'єктив. Сьогодні функція ручного фокусування збереглася практично у будь-якій фотокамері. А в дзеркальній фототехніці вона є завжди. Мінус ручного фокусування в тому, що для точного наведення на різкість вам знадобиться багато часу. А якщо ваш об'єкт ще й рухається, то ручне фокусування перетворюється на справжнє випробування нервів, координації та зору фотографа. Починаючи з 80-х років минулого століття почали розвиватися системи автоматичного фокусування. Тоді компанія Nikon представила свою першу камеру, наділену автофокусом – Nikon F3AF.

З того часу фотокамери, наділені функцією автофокусу, витіснили простіші моделі, позбавлені її. Сьогодні практично не випускають фотоапарати без автоматичного фокусування.

Можна говорити, що в наші дні автофокус став невід'ємною частиною сучасної фотокамери. Системи автоматичного фокусування вдосконалюються з кожним роком, стаючи все швидше, чутливіше та гнучкіше в роботі.

Як працює автофокус?

Система автоматичного фокусування – це комплекс датчиків та механізмів. Апарату потрібно оцінити майбутній кадр, зрозуміти, на якій дистанції потрібно сфокусуватися, а потім ще й відповідним чином пересунути блок лінз в об'єктиві так, щоб він проектував на сенсор різке зображення.

За принципом роботи розрізняють два основні типи систем автофокусування.

Фазове фокусування

Перевірений часом тип автоматичного фокусування. Такий тип автофокус є основним для дзеркальних фотоапаратів. Ми знаємо, що ключовий елемент дзеркальної камери – це, власне, дзеркало. Завдяки йому ми можемо бачити зображення, яке отримується прямо через об'єктив апарата. Але на цьому функції дзеркала не закінчуються. І, до речі, дзеркало в камері не одне: там є ціла система дзеркал. Вона влаштована таким чином, що частина відбитого світла відправляється у видошукач, частина потрапляє на спеціальний модуль, на якому встановлені датчики. Сучасний модуль автофокус може містити десятки таких датчиків. Виробники намагаються мати датчики так, щоб вони покривали максимально можливу площу кадру, щоб фотограф міг сфокусуватися на будь-якому фрагменті майбутньої фотографії.

Перед фотографом ці маленькі датчики постають як точки фокусування у видошукачі. Думаю, вони знайомі всім. Фотограф може вибрати самостійно потрібну точку (читай «окремий датчик на модулі фокусування»), а може довірити цей вибір автоматиці апарата.

Для аналізу зображення кожен датчик оснащений власною мініатюрною матрицею шириною один піксель і довжиною кілька десятків пікселів. При цьому деякі датчики оснащуються такими двома матрицями, встановленими хрестом. Датчики хрестового типу більш чутливі, тому вони розміщуються в ключових місцях, а навколо них розташовані звичайні. Наприклад, по центру кадру в більшості випадків розташовується датчик хрестового типу. Фотографи знають, що центральна точка автофокусу - найчіпкіша і найчутливіша.

Система автофокусування починає працювати тоді, коли ви натиснули кнопку спуску наполовину. Також на деяких апаратах є спеціальна кнопка активації автофокусування. Модуль фокусування повідомляє фотокамеру, на яку дистанцію потрібно сфокусувати об'єктив, щоб отримати різке зображення у вибраній точці. Для цього запускається спеціальний моторчик, який рухає об'єктивні лінзи, наводячись на різкість.

Тепер фотокамері залишається сфокусувати об'єктив, і коли це станеться, можна буде робити знімок.

Плюси фазового типу фокусування:

• Швидкість роботи. Цей тип фокусування є найшвидшим на сьогоднішній день. Зазначимо, що швидкість роботи всієї системи автофокусу залежатиме і від інших факторів (наприклад, від швидкості фокусування приводу в об'єктиві).
• Висока чутливість. Датчики фазового фокусування можуть працювати навіть при дуже мізерному освітленні.

Nikon D810 / Nikon AF-S 50mm f/1.4G Nikkor

Слабке вечірнє освітлення не завадило мені швидко сфокусуватися там, де я забажав.

• Висока точність і швидкість автофокусу, що стежить. Завдяки чутливим датчикам і просунутій електроніці сучасні апарати в режимі фокусування, що слідкує, дозволяють не втрачати з фокусу навіть дуже швидко рухаються об'єкти, стежачи за ними по всьому полю кадру.

Nikon D810 / Nikon 70-200mm f/4G ED AF-S VR Nikkor

Завдяки високій швидкості роботи фазовий тип автофокусу чудово підходить для зйомки динамічних сюжетів, у тому числі за участю дітей та тварин.

Мінуси фазового типу фокусування:

• Можливість роботи лише через оптичний видошукач. Адже тільки коли дзеркало фотокамери опущене, світло потрапляє і у видошукач, і датчики фокусування.
• З першого пункту випливає другий: неможливість використання фазового автофокусу під час запису відео.
• Через складність усієї системи фокусування фазового типу може страждати від бек- та фронт-фокусу. При цьому камера систематично фокусуватиметься трохи далі об'єкта зйомки або трохи перед ним. Підсумок один: сам об'єкт, на якому камера фокусувалася, виявиться трохи нерізким. Проблема бек- та фронт-фокусу вирішується налаштуванням обладнання у сервісному центрі. У разі просунутих фотокамер (починаючи з Nikon D7200) настроїти фокус можна самостійно прямо в меню апарата.
• Неповне покриття датчиками фокусування площі кадру. Напевно, ви помічали, що всі точки фокусування зазвичай розташовані ближче до центру кадру, тоді як з краю немає жодної. Це з конструктивними особливостями всієї системи фазової фокусування. Тут загальна закономірність проста: що більш просунута камера в руках, тим, зазвичай, більше датчиків фокусування у ній встановлено, і тим більша площа кадру ними покрита. Втім, варто сказати, що деякі професіонали часто використовують взагалі одну єдину центральну точку фокусування та іншими майже не користуються. Адже центральна точка фокусування найчутливіша, а після фокусування по центру кадру знімок можна перекомпонувати.

Контрастний тип фокусування

Цей тип фокусування влаштований простіше: для нього не потрібен спеціальний модуль і система дзеркал, адже «датчиком фокусування» виступає сама матриця фотоапарата. Електроніка камери аналізує картинку, одержувану матрицею, та оцінює її контраст у вибраній точці. Якщо контраст не максимальний, вона намагається перефокусувати об'єктив так, щоб збільшився контраст. Так автоматика поступово досягає максимальної деталізації картинки у вибраній точці.

У сучасних дзеркальних фотокамерах цей тип фокусування використовується під час роботи в режимі Live View. У бездзеркальних камерах він є основним.

Плюси контрастного типу фокусування:

• Простота та надійність конструкції. Для реалізації цього типу фокусування не потрібні додаткові датчики, дзеркала та інше. Саме завдяки такій простій конструкції бездзеркальні апарати, де використовується лише контрастний автофокус, настільки компактні: з них прибрали систему дзеркал та модуль фазового фокусування. До того ж, оскільки апарат орієнтується не на показання окремого модуля фокусування, а безпосередньо на матрицю фотокамери, при контрастному фокусуванні виключені випадки бек-і фронт-фокуса.
• Фокусуватися можна по всьому полю кадру, а не тільки в межах фокусування. Модулі фазового автофокусу часто грішать тим, що всі їх (нехай і численні) датчики знаходяться в центрі кадру. Це не дає сфокусуватися по краю знімка – там просто немає жодної точки фокусування. Таких проблем не знає контрастне фокусування. Тут ми можемо вибрати будь-яке місце на площині майбутнього знімка для наведення на різкість (навіть із самого краю), адже є можливість задіяти у фокусуванні будь-яку область матриці фотокамери.

Але тут варто зробити застереження: в бездзеркальних камерах функція контрастного автофокусу реалізована так, що все ж таки вибір точок фокусування дещо обмежений, вони не покривають абсолютно всієї площі кадру.

• Можливість реалізації додаткових функцій фокусування, таких як розпізнавання облич.
• Можливість використання автофокусу під час відеозапису. Однак поки що ця можливість є не у всіх апаратах, оснащених контрастним фокусуванням.
• Теоретично висока точність фокусування. Сам принцип контрастного фокусування дозволяє досягти ідеальної якості фокусування. Однак щодо її точності є низка застережень, що залежать від реалізації системи у конкретних апаратах. Про це ми поговоримо у «мінусах».

Мінуси контрастного типу фокусування:

• Повільна швидкість роботи. Напевно, всі власники дзеркалок помічали, що в режимі Live View камера фокусується повільніше. В усьому винен контрастний автофокус, що використовується в цьому режимі. Нехай з кожним наступним поколінням фотокамер швидкість роботи фазового автофокусу збільшується, поки що за цим критерієм поступається фазовому типу.
• Вибагливість до освітлення. Швидкість контрастного фокусування впаде ще сильніше, якщо знімати при недостатньому освітленні.
• Практична реалізація контрастного автофокусу не завжди є ідеальною. Ми вже говорили про те, що практичне виконання у різній фотоапаратурі контрастного автофокусу не завжди розкриває його теоретичні переваги. І ось ще одна особливість: деякі моделі фотокамер пропонують фотографу фокусуватися не по точці зображення, а по великій рамці, що переміщається по площині кадру. Усередині неї може вміститися безліч різних деталей, а значить, можливі й помилки фокусування: хто знає, на що саме всередині цієї рамки захоче сфокусуватися камера?. Насамперед, вони створені для роботи з універсальними китовими об'єктивами, що не мають високої світлосили. Тому, маючи недорогу бездзеркальну камеру, не поспішайте доповнювати комплект світлосильною портретною оптикою: можливо, більшість ваших знімків буде не зовсім різкими. З іншого боку, якщо фотокамера дозволяє фокусуватися по дуже малій ділянці кадру, навпаки, можна досягти точного наведення на різкість під час роботи зі світлосильною оптикою.

Статті та Лайфхакі

Фазовий автофокус у сучасному смартфоні, або, як його називають в англомовних специфікаціях, PDAF є найбільш актуальною системою фокусування.

Незважаючи на наявні недоліки, він забезпечує найкращу якість знімків у більшості випадків. Розглянемо ближче, як ця технологія працює.

Пристрій та принцип дії

Відповідно до законів оптики, промені, відбиті від точки, висвітлюють протилежні ділянки об'єктива однаковою мірою. Якщо точка знаходиться не у фокусі, то ці промені, як кажуть, «розходяться по фазі».

Розмір цієї розбіжності дозволяє процесору камери оцінити, наскільки змістити лінзи, щоб сфокусувати оптичну систему об'єкті.

Технічно це виглядає так. У фотосенсор камери вбудовуються спеціальні датчики, на які направляються промені з різних ділянок об'єктива.

Система коригує положення лінз до тих пір, поки світлові пучки не будуть зведені в крапку.

У фотоапаратах може використовуватися кілька десятків таких датчиків, у смартфонах їх трохи менше.

Переваги фазового автофокусу

Основною перевагою даного типу фокусування перед більш простим та дешевим контрастним є швидкість роботи. Це дозволяє уникнути змащування під час зйомки об'єктів, що рухаються або тремтіння камери.

Важливо і те, що автофокус, що стежить, супроводжує об'єкти по всьому полю кадру, працює істотно краще. Це досягається за рахунок використання не однієї, а цілої групи датчиків.

Недоліки

1. Основним мінусом є висока складність такої системи. Всі елементи апаратної частини повинні бути дуже точно узгоджені, інакше не вийде потрібна точність.

   Не менш важливим є і програмне забезпечення, що потребує достатньої кількості системних ресурсів.

2. Інша проблема – залежність точності роботи системи від світлосили об'єктива та умов освітлення.

   Зазвичай датчики покривають не всю поверхню кадру, а знаходяться ближче до центру, внаслідок чого можлива недостатня точність фокусування на периферії знімка.

Альтернатива

У недорогих моделях гаджетів зазвичай використовується простіший автофокус - контрастний. Він вимагає окремих датчиків, як яких використовується сама матриця камери.

Електроніка оцінює контрастність окремих деталей та послідовно підлаштовує фокус.

Головний мінус – дуже повільна швидкість роботи таких систем: у найважчому випадку фокус може займати до 2-3 секунд. Це призводить до змащування об'єктів на знімках.

Недавня новинка – , що використовує той же принцип, що й оптичні далекоміри.

Він залежить від освітленості, працює набагато швидше, ніж фазовий, але діє дуже короткому відстані. Тому при зйомці об'єктів, віддалених більш ніж на 3-4 м, система перемикається на використання інших типів фокусування.

На закінчення

Наявність фазового автофокусу ще недавно була ознакою флагманської моделі, проте останніми роками він часто з'являється і в девайсах середнього цінового сегмента.

А спеціалізовані програмні алгоритми з використанням штучного інтелекту, що з'явилися останнім часом додатково підвищують якість його роботи.

Але, хоча в смартфонах використовуються простіші технічні рішення, ніж у дзеркальних фотоапаратах, вони все ж таки недостатньо дешеві, щоб витіснити інші види фокусування.

Фокусування не може бути простим. Використовуючи будь-який з основних режимів зйомки – автоматичний, портрет чи пейзаж – ваша камера робить всю роботу за вас. Але це дуже легко, і не професійно. Здавалося все просто, слід наполовину натиснути кнопку спуску затвора, сфокусуватися і зробити кадр. Тоді чому багато знімків виходять змазаними і розмитими? Відповідь полягає в тому, що система автофокус дійсно працює, але не завжди так, як нам хочеться.

Зазвичай у дзеркальному фотоапараті, початкового або середнього класу, є дев'ять точок фокусування, які розкидані на певній відстані один від одного.

Завжди є одна точка автофокусування в центрі, потім дві точки зверху та знизу та по три точки з правого та лівого боку, дві з яких знаходяться на одному рівні, а одна, притиснута до краю кадру. Більш просунуті камери мають ще додаткові шість точок, хоча вони, на відміну перших дев'яти, неможливо вибрати вручну.

Принцип роботи Автофокусу

Для досягнення автофокусування під час зйомки в різних режимах камери використовується інформація від усіх дев'яти точках автофокусування. Камера визначає відстань від кожної частини сцени з камери, вибирає найближчий об'єкт, який збігається з точкою автофокусування та блокує автофокус у цьому положенні.

Це нормально і дуже корисно, якщо ви хочете, зосередитися на найближчих об'єктах у кадрі, але ж так буває не завжди, чи не так? Припустимо, ви знімаєте гарний пейзаж, але при цьому хочете сфокусуватися на квітці, яка знаходиться на передньому плані. Що робити у цьому випадку? - У таких випадках краще вибрати режим ручного фокусування.

Різні можливості фокусування

Автоматичний вибір точок

За замовчуванням, дзеркало використовує всі точки автофокусування в кожному режимі зйомки, але часто ви можете вибрати точки фокусування вручну. Натисніть кнопку вибору точок автофокусування, а саме кнопку у верхньому правому кутку задньої панелі камери (розташування може змінюватися в залежності від марки камери) і на екрані з'явиться підтвердження, що зараз використовується режим багатоточкового автофокусування Auto Select.

Одноточковий режим фокусування

Щоб переключитися між автоматичним режимом фокусування та ручним фокусуванням, натисніть кнопку вибору точок фокусування, як і в попередньому кроці, а потім натисніть «Встановити». Тепер камера перейде в режим використання лише однієї точки фокусування. Щоб повернутися в багатоточковий режим проробіть все те саме.

Зміна точок фокусування

Ви не обмежуєтеся використанням лише центральної точки фокусування в ручному режимі керування. Після перемикання в автоматичний режим по одній точці, можна використовувати клавіші зі стрілками, щоб вибрати будь-яку іншу, доступну точку фокусування. Щоб повернутися до центральної точки знову, натисніть кнопку «Встановити».

Режими фокусування

Посібник з вибору точки фокусування працює в будь-якому режимі фокусування, так що ви можете використовувати або одну точку, або кілька в залежності від того, чи ви знімаєте нерухомий, або рухомий об'єкт. Виберіть відповідний режим фокусування.

Коли використовувати ту чи іншу точку фокусування

Автоматичний вибір

Якщо ви хочете сфокусуватися на найближчому об'єкті і вам необхідно швидко реагувати на те, що відбувається навколо, режим Auto Select буде для вас чудовим варіантом. Це заощаджує час, тому що в даному випадку ви не будете зайняті вибором тієї чи іншої точки, крім того, в цьому режимі добре знімати об'єкти, що рухаються.

Центральна точка фокусування

Центральна точка фокусування є найбільш чутливою до освітлення і найточнішою з усіх, тому вона відмінно підходить для використання за дуже низького рівня освітлення, або навпаки, за дуже яскравого світла. У той час як використання інших точок може призвести до найгірших результатів. Центральна точка ідеально підходить для тих випадків, коли основний об'єкт знаходиться в центрі кадру.

Верхня точка фокусування

Коли ви фотографуєте пейзаж, і для вас важливо зробити акцент на більш віддалених об'єктах і областях сцени, а не на передньому плані, краще використовувати верхню точку фокусування. У цьому випадку об'єкти переднього плану будуть більш розмитими, а об'єкти, що знаходяться на великій відстані, чіткими та різкими.

Діагональ точок фокусування

Портрети виходять особливо добре, коли об'єкт зйомки знаходиться не в центрі кадру, а трохи збоку. Знімаючи портрет, або у горизонтальній або вертикальній орієнтації, виберіть відповідні точки фокусування, розташовані по діагоналі, і сфокусуйтеся на одному з очей об'єкта зйомка. Якщо обличчя повернуто в три чверті, то фокусуйтеся на оці, яке розташоване ближче до камери.

Граничні точки фокусування

Точки фокусування, розташовані в дальній лівій та правій стороні кадру, дуже зручні, в тих випадках, коли ви хочете, зробити зображення переднього плану більш розмитим, а певні об'єкти, що знаходяться більш віддалено, на межах знімка чіткішими.

Як вибрати найкращу точку автофокусування

У той час як для більшості з нас, дев'ять можливих точок фокусування буде більш ніж достатньо, такі високоякісні камери, як Canon EOS-1D X, оснащені неймовірною кількістю фокусування, а саме 61 точкою. Ви можете вибрати навіть кілька точок фокусування у малих групах.

Коли точок фокусування так багато, вибір найоптимальнішої точки може виявитися складним. Часто, здається, найпростіше використовувати центральну точку фокусування, сфокусуватися, потім злегка натиснути на кнопку спуску затвора для досягнення фокусу.
Ви можете заблокувати налаштування фокусування, утримуючи кнопку спуску затвора, створити композицію кадру, а потім повністю натиснути кнопку спуску затвора, щоб зробити знімок. Це часто працює, але не завжди це може бути найкращим варіантом.

Основна проблема з використанням центральної точки фокусування полягає в тому, що інформація про освітлення і значення експозиції встановлюються одночасно. Тобто, наприклад, ви фокусуєтеся спочатку на об'єкті, який знаходиться в тіні, а потім швидко перемикаєтеся на об'єкт, що знаходиться на сонці, то в цьому випадку зображення буде переекспонованим.

Зафіксувати точку

Ви можете натиснути на AE Lock, потім створити композицію кадру, завдяки цьому камера враховуватиме постійно мінливі умови освітлення. При цьому слід тримати затиснутою кнопку спуску затвора, щоб зберегти фокус заблокованим.

Але це, як правило, легше вибрати точку автофокусування, яка ближче до тієї області, на якій вам потрібно сфокусуватися, тому будь-який подальший рух камери буде мінімальними.

Вибір найбільш підходящої точки автофокусування не тільки забезпечує більш точне вимірювання освітленості, він також зменшує тремтіння камери, після того, як точка фокусування була зафіксована. Крім того, точки фокусування розміщені на дисплеї, дотримуючись правила третин, що сприяє створенню правильної композиції.

Еволюція мобільного автофокусу:
від контрастного до Dual Pixel

При зйомці на смартфон дуже важливо, щоб фотографії виходили чіткими. Для цього об'єкт зйомки повинен опинитися у фокусі, перш ніж ви натиснете на кнопку «Зробити фото». Останнім часом ціла низка виробників працює над покращенням технологій автоматичного фокусування, і сьогодні ми розглянемо, чим вони відрізняються один від одного.

При виборі камерофона багато хто приділяє увагу кількості мегапікселів – мовляв, у кого їх більше, той і крутіший. Однак найчастіше важливіше і корисніше поглянути на інші фактори, які не менш серйозно впливають на якість фотографій. Серед них – тип автофокусування камери. У цю область зараз активно попрямували Apple, Samsung, LG та інші виробники, причому багатьом дійсно вдалося значно просунутися вперед.

Що таке автофокус і чому він нам потрібен?

Система автоматичного фокусування налаштовує об'єктив таким чином, щоб сфокусуватися безпосередньо на об'єкті зйомки, забезпечуючи тим самим різницю між чітким знімком та втраченою можливістю.

Спрощено принцип роботи камери полягає в тому, що промені світла відбиваються від об'єктів, що фотографуються, а потім потрапляють на сенсор, який перетворює потік фотонів на потік електронів. Після цього струм перекладається набір бітів, дані обробляються і записуються в пам'ять камери. Особливою популярністю у виробників смартфонів зараз користуються CMOS-сенсори, які перетворюють заряд на напругу прямо в пікселі, забезпечуючи згодом прямий доступ до довільного пікселя.

Теоретично все працює так: лінзи фокусують світло на сенсорі, сенсор потім створює цифрову фотографію. Насправді ж все відбувається не так просто. Кут вхідних променів світла залежить від дистанції, на якій знаходиться об'єкт, що фотографується. На діаграмі зліва продемонстровані лінзи, що фокусують світлові промені на блакитному об'єкті: зелений та червоний об'єкти виявляються не у фокусі та будуть розмиті на фінальному знімку. Якщо ми хочемо сфокусуватися на зеленому або червоному об'єктах, необхідно змінити дистанцію між лінзами та сенсором.

На зорі камерофонобудування більшість пристроїв мали фіксований фокус. У сучасних смартфонах передбачена можливість регулювати відстань між лінзами і сенсором. Тому ви отримуєте якісні деталізовані знімки. Зараз для реалізації автофокусу в смартфонах переважно використовують три методи: контрастний, фазовий та лазерний.

Контрастний автофокус

Контрастний автофокус відноситься до пасивного типу автофокусів. Досі це рішення застосовується у більшості смартфонів – багато в чому тому, що воно є одним із найпростіших. За допомогою сенсора відбувається замір кількості світла на об'єкті, після цього він же переміщає лінзу в залежності від контрасту. Якщо максимальний контраст, то об'єкт зйомки знаходиться у фокусі.

Взагалі, контрастний автофокус цілком непогано справляється зі своїм завданням і має вагому перевагу - він досить простий і не вимагає якогось складного заліза.

Але є в нього кілька недоліків. Зокрема, контрастний автофокус працює повільніше за інших - зазвичай йому потрібно близько секунди, щоб сфокусуватися на об'єкті. За цей час ви можете передумати робити знімок, або, припустимо, якщо ви хотіли зафіксувати об'єкт, що швидко рухається, момент буде втрачено. Це відбувається через те, що левову частку часу займає процес «зсув точки фокусування/лінз об'єктиву – оцінка контрастності – зсув – оцінка контрастності». Крім того, у контрастного автофокусу відсутня можливість фокусування, що слідкує, та й в умовах поганого освітлення він навряд чи вас вразить. Тому цей тип автофокусів на сьогоднішній день використовується переважно у бюджетних смартфонах, таких як Lenovo A536, ASUS Zenfone Go та інших.

Фазовий автофокус: швидка та просунута альтернатива

Одним із першопрохідників тут була компанія Samsung, яка запозичила технологію у цифрових дзеркальних фотокамер та оснастила фазовим автофокусом свій смартфон Galaxy S5. Суть у тому, що в даному випадку застосовуються спеціальні датчики – вони ловлять світловий потік, що проходить, від різних точок зображення, використовуючи лінзи та дзеркала. Усередині датчика відбувається поділ світла на частини, кожна з яких потрапляє на надчутливий сенсор. Відстань між потоками світла вимірюється датчиком, після чого він сам визначає, наскільки потрібно зрушити лінзу для точного фокусування. Так, наприклад, Samsung Galaxy S5 потребує лише 0,3 секунди, щоб сфокусуватися на об'єкті.

Перша і головна перевага фазового автофокусу - він набагато швидше контрастного, це просто must have для зйомки об'єктів, що рухаються. Крім того, камера може оцінювати рух об'єкта за допомогою датчиків, звідси отримуємо можливість автофокусу, що стежить.

Але є і мінуси. Фазовий автофокус, як і контрастний, не дуже добре справляється зі своїми завданнями за умов недостатнього освітлення. Також для нього необхідне потужніше "залізо", тому він, як правило, доступний у смартфонах верхнього сегмента. Серед них, наприклад, Huawei Honor 7, Sony Xperia M5 та Samsung Galaxy Note 5.

Одні виробники пішли далі і вирішили використовувати в смартфонах лазерний автофокус (про це трохи пізніше), інші активно зайнялися вдосконаленням технології фазового автофокусу. Так, наприклад, Apple у своєму iPhone 6s і iPhone 6s Plus використовує так звані «фокусні пікселі»: суть у тому, що технологія задіює частину пікселів як фазовий сенсор, і зйомка на смартфони від Apple виходить дійсно швидкою.

А ось технологія Dual Pixel, яку компанія Samsung застосовує у своїх смартфонах Galaxy S7 та Galaxy S7 Edge, дійсно відрізняється від стандартного фазового фокусування. Вона хоч і є різновидом фазового автофокусу, але все ж таки має деякі відмінності і тонкощі. У смартфонах фазовий автофокус дещо обмежений у можливостях – щоб присвоїти кожному пікселю фокусний сенсор, потрібно сильно його зменшити, звідси отримаємо шуми та нечіткість фотографій. Зазвичай датчиками оснащують близько 10% світлочутливих точок, деякі виробники не виходять і за рамки 5%.

У Dual Pixel кожен піксель оснащений окремим датчиком через збільшення розмірів пікселів. Процесор обробляє показання кожного пікселя, але робить це настільки швидко, що автофокусування все одно займає десяті частки секунди. У Samsung говорять, що технологія Dual Pixel подібна до фокусування за допомогою людського ока, але це швидше метафора. Проте слід визнати інноваційність цього підходу до фазового автофокусу. Зараз це справжній ексклюзив для Galaxy S7 та Galaxy S7 Edge.

Лазерний автофокус: найактивніший

Як і фазовий лазерний автофокус відноситься до активного типу автофокусів. Цим напрямком тривалий час займалася компанія LG, яка спочатку реалізувала лазерний автофокус у своєму смартфоні G3. У основі технології лежить принцип лазерного далекоміра: лазерний випромінювач висвітлює об'єкт, а сенсор заміряє час надходження відбитого лазерного променя, визначаючи відстань до об'єкта.

Одна з головних переваг такого автофокусу – час. Як кажуть у LG, весь процес автофокусування за допомогою лазера займає 0,276 секунд. Значно швидше контрастного автофокусу і трохи швидше, ніж фазовий.

Очевидний плюс лазерного автофокусу - він неймовірно швидкий і добре справляється зі своїми завданнями за умов недостатнього освітлення. Але працює він лише на певній дистанції – найкращий ефект досягається, якщо відстань від смартфона до об'єкта становить менше ніж 0,6 метра. А після п'яти метрів – привіт контрастний автофокус.