Автофокус испортил фотографию – это вам скажет любой, кто не пользуется автофокусом. И скажем честно, он будет недалек от истины. Ведь раньше искусство попадания в резкость оттачивалось годами и сотнями катушек пленки, что являлось серьезным препятствием и естественным фильтром для тех, кто хотел только легкого результата, а не процесса. На самом деле даже внедрение автоматического экспонометра не продвинуло фотографию в массы так как это сделал автофокус. Спасибо Pentax-у за это, ну и всем остальным.
И что мы имеем сейчас? Более тридцати лет автофокус является неотъемлемой частью любого фотоаппарата. И каждый год выходит самая быстрая и самая точная камера. Но без конца возникают вопросы: а почему эта замечательная камера промахивается или чем она отличается от другой самой быстрой камеры? И вообще почему новенький Nikon D850 через экран работает в десять раз хуже, чем древний Panasonic, который стоит в двадцать раз меньше.
Весь автофокус можно разделить на три группы: фазовый, контрастный
и – назовем так – прочие. Да, бывают и другие кроме этих двух. Суда входит
ультразвуковой, инфракрасный. Лазерный оптический дальномер и так делее, но все
их объединяет одно: несмотря на некоторые преимущества всем этим способам не
хватает гибкости. А потому в современных потребительских фотоаппаратах они не
используются. Так что будем говорить о первых двух. И начнем с фазового.
Для того, чтобы понять как работает фазовый автофокус, нужно отойти немного в сторону и разобрать как в принципе формируется изображение.
Предположим, что у нас есть несколько объектов. Тот, что
стоит слева от объектива, чудесным образом оказывается в левой части
фотографии. И тут житейская логика как бы подсказывает, что свет прошел через
левую часть объектива. Для центрального объекта – все по центру и так далее. И
самое интересное, что в некоторых пособиях по фото приводится именно такая
картинка. Но мы то с вами знаем, что это не так. Свет от объекта попадает на
всю линзу целиком, но на каждую отдельную часть он падает под разным углом. Сам
же объектив построен так, чтобы на его выходе лучи тоже шли под разными углами,
но обязательно пересекались в одной точке. И если эта точка оказывается на матрице
или пленке, то получается четкое изображение. Для объекта, который стоит дальше
или ближе, такая точка тоже есть, но она уже никак не попадает на матрицу. Как
результат – расплывчатое изображение.
Другими словами, каждый кусочек линзы имеет информацию о
всей фотографии целиком. И то, что мы видим как бокэ, является множеством
вариантов одной и той же картинки, образованным разными частями передней линзы,
которые вдобавок смещены относительно друг друга. Кстати, когда мы хотим
повысить резкость, закрывая диафрагму, мы просто отрезаем версии, которые идут
с периферии линзы. Звучит сложно.
Проведем эксперимент. Для наглядности возьмем объектив с большой передней
линзой. Объект в центре находится в фокусе. Расположим второй объект ближе. Он равномерно
размыт – все привычно и ничего удивительного. Но теперь заклеим центральную
часть объектива. Картинка не поменялась то, что было в фокусе там и осталось. А
вот размытие исчезло и теперь мы видим два более резких изображения, а если
закрыть половину объектива, останется одно. Все сходиться. И чем дальше эти
изображения находятся друг от друга, тем более они не в фокусе. То есть
работает принцип обычного оптического дальномера.
Он и используется. Над датчиком автофокуса стоит линза, которая оставляет
только два крайних изображения. Сам же датчик это две линии, состоящие из пикселей,
таких же которые используются в матрице, но без цветных фильтров. Предположим,
что снимаем мы зебру и наш датчик попадает вот на эту полоску. Соответственно она
будет и на левой, и на правой линиях, но в разных местах. А теперь, просто
посчитав смещение, можно узнать сразу же, насколько она выпала из фокуса.
Осталось только передвинуть объектив и сделать кадр.
Но хватит о хорошем, давайте о плохом. Почему же автофокус иногда промахивается, причем делает это с завидным упорством и, как обычно, причин множество. Во первых как уже говорилось датчик это линия. То есть камера не видит всей картины целиком поэтому выбор точки фокусировки зависит только от фотографа и встроенных алгоритмов. Так что если оставляете широкую зону фокусировки, будьте готовы, что выбор камеры не совпадет с вашими желаниями. Кроме того, датчики чаще всего расположены горизонтально и таким образом они могут в видеть только вертикальные линии. Но решается это просто путем добавления вертикального датчика и получаем так называемый крест.
Хотя
проблема количества крестов сейчас актуальна только для старых камер и камер
самого начального уровня. Так у Nikon D3400 – 11 точек фокусировки,
но крестовая всего одна в центре. В то время как у Canon 760D, который уровнем выше на
одну ступень, все 19 точек имеют вертикали. Но несмотря на тип и количество
датчиков для правильной работы автофокуса нужно соблюсти еще два условия. Первое
– освещение. Не стоит забывать, что датчик фокусировки состоит из тех же самых
пикселей, что и матрица, поэтому всё, что разбиралось в предыдущих роликах про количество света и шум
также актуально и здесь. И – второе – сам объект съемки. Место, куда попадает датчик, не
должно быть монотонным. Если оно не имеет фактуры, то даже с прекрасным светом автофокусу просто
не за что будет зацепиться.
Но бывает так, что даже если эти условия соблюдаются, автофокус стабильно мажет. Я говорю о знаменитом бэк и фронт-фокусе, которых так панически боится любой покупатель, посидевший полчаса в интернете. Одним из источников этой напасти может быть объектив. Как уже говорилось, фазовый фокус позволяет с одного раза определить насколько нужно передвинуть объектив для правильной резкости. Но если этот сигнал воспринимается объективом с ошибкой, то будут постоянные недолет или перелет. Кардинально вылечить такой объектив можно только в сервисе.
Но хуже когда “косячит” сама камера. Самая распространенная
причина – плохая сборка. В зеркальной камере зеркало делит весь свет на три
части: в видоискатель, на датчик автофокуса и, когда зеркало поднято и свет
проходит на матрицу. И эти три отрезка должны очень точно совпадать до долей миллиметра.
Если нет, то удовольствия от пользования такой камерой мало. И если камера не
начального уровня, то проблему можно решить с помощью микрорегулировки через
меню фотоаппарата, либо же подкрутить волшебные винты, но это относиться только
к Sony. А вот, если
камера совсем любительская, то сервис вам в помощь.
Перейдем ко второму типу фокуса, контрастному. В той или иной степени он ставится везде, так как не требует специальных датчиков. Только матрица и процессор. Этого достаточно. Сам принцип очень прост. Вся матрица разбита на зоны фокусировки. Их количество не имеет принципиального значения и ограничено только мощностью процессора, так что не стоит гнаться за цифрами в рекламе. При перемещении объектива делается серия снимков из которых выбирается тот, на котором объект в нужной зоне имеет самые четкие границы. Когда такое положение найдено объектив возвращается туда и можно делать основной кадр. У такого фокуса есть один большой плюс – камера видит, что она снимает. Таким образом можно реализовать фокусировку на лице, а в особо продвинутых случаях на конкретном человеке из группы или даже глазах. Кроме того этот фокус максимально точен: он скорее просто ляжет не на то, что вы хотите, чем не промахнется. Замечательно.
Есть минусы? Да – их два. Для того, чтобы найти положение объектива, которое обеспечивает наилучшую резкость, нужно продвинуть объектив дальше, где резкости уже нет. И если для фото это только отнимает время, то на видео это выглядит ужасно. Так что мало купить GH5, нужно еще иметь и руки. Второй родовой травмой контрастного автофокуса является невозможность качественного слежения за объектом, конечно, если движение идет на или от камеры. С перемещением в сторону все хорошо, что и можно показывать в рекламе.
Так что же с Nikon D850? Неужели такая компания не может сделать такую простую вещь хорошо? Не может. Дело в том, что исторически зеркальные фотоаппараты затачивались под использование фазового автофокуса и большинство последних технологий – это развитие того, что было заложено пару десятков лет назад. Контрастный фокус тоже прошел огромный путь развития, но на видеокамерах и небольших фотоаппаратах. А какое главное отличие маленькой камеры от большой? Правильно – объектив. На мыльницах, телефонах, видеокамерах стоят маленькие матрицы, что позволяет использовать объективы с маленьким фокусным расстоянием. А тот, кто вспомнит формулу глубины резко изображаемого пространства, сразу поймет, что маленькое фокусное расстояние означает большую глубину резкости. То есть необходимая точность и скорость фокусировки сильно меньше, чем камерах с большой матрицей. Но выход есть. Нужно выкинуть старые объективы и сделать новые.
В классических объективах для зеркальных камер фокусировка осуществляется с помощью довольно большой группы линз, а где это возможно, и путем перемещения всего линзового блока. Это много стекла и металла, и физику никто не отменял. Современный же вариант – это внутренняя фокусировка с помощью маленькой группы линз, которая способна быстро переместиться в крайнее положение и обратно, кроме того и сами моторы там другие. Владельцы камер Canon могут наглядно убедиться, как работают старые и новые приводы на объективах с маркировкой STM. После такого сравнения сразу хочется доплатить за новую версию.
Что же мы имеем в сухом остатке?
Каждая из систем имеет свои бесспорные плюсы, и – что важнее – минусы.
Причем парадоксально, чем хороша одна система, тем
другая работает совсем плохо. Хотя просто фотографировать можно и так и так,
в конце-концов на художественную ценность это не влияет. Но все-таки можно ли
получить плюсы фазового и контрастного автофокуса одновременно? Можно, если
избавиться от зеркала.
Такой автофокус называется гибридным. У разных
производителей называется он по-разному.
Ведь всем надо зарабатывать денежки на громком названии. Но смысл один и тот же:
работает только матрица. Выбирается ряд обычных пикселей. С помощью изменения
формы микролинзы их заставляют видеть только свет пришедшей с одной половины
объектива. Таким образом мы получаем те же самые линейки, которые необходимы
для фазового фокуса. Причем в отсутствии зеркала располагаться они могут не
только в центральной части. Так в технологии Dual Pixel от Canon этими линейками покрыто 80 процентов
всей матрицы. Постойте, но ведь если эти пиксели получают только половину
света, то значит работают они в два раза хуже? В теории – да. Но стоит помнить, что даже два
раза это практически ничто. Да и сравнивать, собственно, не с чем. Так что в
этом плане все хорошо. Что плохо? Эти датчики состоят из обычных пикселей.
Поэтому они сильно меньше, чем те, что используются в отдельном модуле
автофокуса от зеркальной камеры. А это значит, и света для адекватной работы им
требуется намного больше. Так что в полной мере полагаться на них не стоит. Но
что они действительно могут, так это помочь фокусу контрастному. Такая связка
умеет определять расстояние, да не так точно, но этого вполне достаточно, чтобы
не отправлять объектив туда, где ничего нет. А отмена лишних движений – это как
раз то, чего не хватало для полного счастья.
Видеоурок "Количество света. Ещё раз про настройку камеры". Смотреть
Видеоурок "Шум в фотографии". Смотреть
