Технологія автофокусування-одна з ключових основ мобільної фотографії, що забезпечує чіткі знімки навіть швидко рухомих об’єктів. Але чи знаєте ви, що автофокус буває різних типів? Сьогодні ми розберемося з фазовим автофокусом (PDAF), одним із найпоширеніших типів автофокусування.
Багато сучасних камер смартфонів мають фазовий автофокус. Це швидше і точніше, ніж класичне виявлення контрасту.
Виявлення контрасту — це найпростіша і найдешевша форма автофокусування, але також найповільніша і найменш точна при зйомці рухомих об’єктів.
Найпростіший спосіб зрозуміти, як працює PDAF — це подумати про світло, що проходить через об’єктив камери по найдальших краях. При ідеальному фокусі світло навіть від цих крайніх точок об’єктива буде заломлюватися назад, щоб зустрітися в точній точці на датчику камери.
Ця точка фокусування, встановлена перед датчиком зображення або за ним, призводить до розмитого зображення. Регулювання об’єктива для зміни цієї точки фокусування – це саме те, як працює фокусування камери.
Іншими словами, ми можемо сказати, чи є зображення у фокусі, оскільки навіть світло, що надходить з двох різних точок об’єктива, збирається в одній точці.
Цифрові дзеркальні та бездзеркальні камери з фазовим автофокусом використовують два спеціальні датчики PDAF для зйомки окремих зображень для порівняння.
У компактних камерах і смартфонах замість цього створюється подвійна перспектива, використовуючи спеціальні фазові фотодіоди на самому датчику зображення.
Ці фотодіоди фізично замасковані таким чином, що на них потрапляє світло тільки з одного боку лінзи. Це створює ліві та праві пікселі на одному датчику зображення, що дає нам два зображення для порівняння фокусу.
Різниця фаз між двома зображеннями розраховується для визначення точки фокусування. Отримуючи зображення зі зміщенням вліво і вправо, PDAF працює трохи подібно людському оку.
Якщо зображення не фокусується, дані про різницю фаз між зображеннями використовуються для обчислення того, наскільки далеко потрібно перемістити об’єктив, щоб сфокусувати його.
Цей принцип робить фокусування PDAF таким швидким порівняно з виявленням контрасту. Однак, коли половина пікселя заблокована, ці фотодіоди дають менше світла, ніж звичайний піксель.
Це може спричинити проблеми з фокусуванням при слабкому освітленні, коли традиційне виявлення контрасту все ще часто використовується як гібридне рішення.
Крім того, вертикальні смуги означають, що камери можуть мати проблеми з фокусуванням на горизонтальних лініях, тому найкращі датчики використовують схеми перехресного фокусування.
Деякі сучасні сенсори преміум класу з поліпшеним фазовим автофокусом дозволяють використовувати кожен піксель для фокусування, що робить їх ще швидше і точніше.
Плюси і мінуси PDAF
Порівняно з традиційним контрастним автофокусом, фазовий автофокус швидший і точніший. Контрастний автофокус повільніший, оскільки йому доводиться сканувати весь діапазон фокусних точок, щоб знайти найгостріший фокус.
По суті, це метод спроб і помилок. PDAF використовує різницю фаз, щоб майже відразу розрахувати, яку відстань повинен пройти об’єктив, щоб досягти фокусування.
Фазове автофокусування швидше і точніше, ніж традиційне контрастне автофокусування.
Однак PDAF на датчику має кілька недоліків порівняно з PDAF DSLR. Маленькі сенсори смартфонів і навіть менші пікселі можуть створювати проблеми з шумом, що проблематично в умовах низької освітленості.
Навіть автофокусування з визначенням фази може зажадати декількох спроб, щоб отримати ідеальне фокусування в далеко не ідеальних умовах.
Використання більшої кількості пар детекторів допомагає прискорити процес. Як результат, смартфони іноді використовують гібридний підхід для усунення цього недоліку.
Автофокусування з визначенням фази — незамінна річ для серйозного мобільного фотографа. На щастя, ви знайдете цю технологію у всіх смартфонах високого класу і навіть у більшості смартфонів середнього класу, випущених за останні кілька років.
Камери смартфонів високого класу тепер оснащені значно поліпшеним автофокусом Dual Pixel, Quad Pixel і All Pixel. Крім того, деякі смартфони використовують лазерне автофокусування, щоб допомогти повільнішим технологіям.