Многие мои читатели жалуются на плохую работу автофокуса в камере. Давайте разберем в общих чертах как работает система автофокуса в современных зеркальных камерах и вообще способы наводки на резкость в сложных случаях.
Если понимать логику работы этой системы, то вы будете знать как «лечить» такие проблемы.
В настоящее время в фотокамерах используется в основном два типа пассивных автофокусов. Контрастный и Фазовый. Совсем недавно появились еще их сочетания, когда грубая наводка на фокус идёт с помощью фазового метода (самого быстрого), а супер-точная с помощью контрастного.
Потому неплохо будет осветить оба метода, а заодно мы разберемся, почему по LiveView можно настроить фокус идеально даже тогда, когда в видоискателе мы получаем стабильную ошибку фокуса и автофокус тоже работает с ошибкой (фронт/бек автофокуса).
Контрастный метод автофокуса
Во-первых контрастным методом автофокуса пользуются почти все беззеркальные камеры. Опять же в последнее время стали некоторые из них оснащать более быстрым фазовым методом определения фокуса.
Суть контрастного метода связана с его названием, т.е. камера определяет в фокусе ли изображение по положению линз объектива при котором достигается максимальный контраст изображения. При этом контраст определяется по конечному изображению на матрице камеры или его участкам (центральному, например).
(Какие это участки вне нашей «глубины» статьи)
режим LiveView
На картинке показана зеркальная камера в режиме «LiveView», с поднятым зеркалом, когда мы настраиваем фокус по экрану. Тоже самое происходит на беззеркальной камере, только в автоматическом режиме.
С одной стороны, раз мы настраиваем фокус по конечному изображению на матрице камеры, то точность достигается идеальная, но с другой стороны, для того, чтобы понять в какую сторону контраст изображения увеличивается, при перемещении линз объектива, а в какую падает, нам (фотокамере) приходится двигать линзы объектива и сравнивать полученные изображения.
1 — объектив
2 — основное зеркало (в данном случае в поднятом положении)
3 — затвор камеры
4 — сенсор камеры
Как выглядит работа контрастного автофокуса
Камера открывает затвор и получает картинку. По картинке камера не может сказать, в какую сторону ей двигать линзы, чтобы получить более контрастное изображение, а соответственно и более точный фокус. Потому камера просто двигает линзы в определенном направлении, например, вперед. После этого опять считывает изображение и сравнивает значение контраста картинки с изначальным. Если контраст упал, значит мы двигаем линзы не в ту сторону. И камера смещает линзы в обратном направлении, дальше, чем они были в самом начале на определенное расстояние (определяется прошивкой камеры). Опять сравнивает картинку — перелет или недолет?
Есть определенная методика, как с помощью минимального количества таких «пристрелов» попасть в нужное место, в фокус. Но мы не будем углубляться, так как это нам не нужно на данный момент. Кто хочет — может сам поискать, я уже не помню и название метода.
Последовательность шагов в контрастном методе определения правильного фокуса отличается для разных производителей камер. Можно делать большие скачки и постепенно уменьшать диапазон, отлавливая максимум контраста (напоминает методику поиска собакой), а можно пройтись по всему диапазону фокусировки последовательно маленькими шажками, пока не переступишь порог за которым начнется падение контраста.
Предлагаю подвигать ползунки на данной анимации, любезно предоставленной Стэнфордским университетом
Но зеркальные камеры в основном полагаются как раз на фазовый метод определения фокуса, который гораздо быстрее работает, так что мы перейдем к нему.
Фазовый метод автофокуса
Фазовый метод автофокуса отличается от контрастного метода тем, что позволяет на одном единственном измерении сделать вывод в какое место нужно переместить линзы объектива для достижения оптимального фокуса.
Ниже представлена схема фазового автофокуса. Многие видели основное зеркало фотокамеры, которое поднимается в момент съемки и издаёт хлопающий звук, но все ли знают про дополнительное зеркало, которое обеспечивает работу фазового автофокуса в зеркальных камерах?
То, что на схеме выглядит как маленькая спичка, прикрепленная к середине большой спички (основное зеркало) на самом деле небольшое зеркало, которое работает за счет полупрозрачного окошка в основном зеркале.
Фазовый метод автофокуса
Где же находится это окошко? Давайте посмотрим.
камера Canon 1D mark II N (профессиональная линейка камер Canon), вид на опущенное зеркало.
Вроде бы наличие полупрозрачного окошка неочевидно, но давайте приподнимем основное зеркало.
сквозь основное зеркало (через полупрозрачное окошко) видно дополнительное зеркало
Итак, мы видим полупрозрачное окошко, дополнительное зеркало и нам посчастливилось увидеть крышку датчика автофокуса. Сам он находится поглубже и имеет довольно сложное устройство, которое мы разберем чуть ниже.
На камере Canon 5D mark II полупрозрачное окошко гораздо более очевидно.
основное зеркало и полупрозрачное окошко в нём на камере Canon 5D mark II
видно основное зеркало, полупрозрачное окошко и дополнительное зеркало на камере Canon 5D mark II
видно окошко датчика фазового автофокуса на камере Canon 5D mark II
система фазового автофокуса в разрезе
Когда мы разобрались с тем, где находится датчик и как на него попадают лучи света, посмотрим как он работает.
Как выглядит работа фазового автофокуса
Лучи света попадая на полупрозрачное окошко на основном зеркале зеркальной фотокамеры, проникают внутрь и отражаясь от дополнительного зеркала, расположенного за основным, отражаются на систему датчика фазового автофокуса.
В системе каждого датчика (а в камерах Canon их 2шт, для светосилы F5.6 и F2.8) присутствуют две линзы, которые получают часть изображения с конкретного участка задней линзы объектива (с противоположных краев), соответствующего определенной диафрагме. Область эта ограничена их собственной диафрагмой, которая позволяет датчику работать.
Очевидно, что данная система тем точнее, чем больше угол на который «смотрит» датчик до определенного предела, при котором уже будет невозможно определить угол под которым свет попал на датчик.
Раньше все камеры использовали один датчик на диафрагму F5.6, что с одной стороны позволяло пользоваться автофокусом почти на всех объективах (так как мало объективов с меньшей светосилой), но в тоже время давало некоторые неточности в определении фокуса на открытых диафрагмах.
Насколько знаю, новатором стал Canon и сейчас, возможно, он остается единственным производителем фотокамер, использующим два датчика. Датчик настроенный на светосилу объектива F2.8 включается при установке объектива с соответствующей светосилой или более светосильного. По понятным причинам он не работает на менее светосильных объективах так как область на которую он «смотрит» оказывается элементарно закрыта.
запатентованная система фазового автофокуса
Расшифровка схемы
7 — оптическая система определения фокуса
8 — фоточувствительный сенсор
30 — задняя линза объектива
31 и 32 — участки задней линзы объектива на которые «смотрит» датчик автофокуса
70 — полупрозрачное окошко, через которое попадает свет на датчик
73 и 74 - пара диафрагм
75 — маска с диафрагмами
76 и 77 — пара фокусирующих линз
80 и 81 — участки фоточувствительного сенсора, получающие изображение
Теперь попробуйте самостоятельно навести фокус с помощью этого апплета, подвигав ползунки.
Эволюция датчиков
Датчики не всегда были сложными и до сих пор эволюционируют. Скорее всего их совершенствование тормозит банальный маркетинг. Но современные датчики уже достаточно сложны и позволяют очень точно фокусироваться.
Чем же они отличаются друг от друга и от старых автофокусных датчиков?
Во-первых количеством светочувствительных элементов. Во-вторых типом этих элементов.
датчик автофокуса Canon 5D mark II
датчик автофокуса Canon 1D X
Количество светочувствительных элементов влияет на точность и скорость определения фокуса. Тип элементов (горизонтальные, вертикальные, диагональные) влияет на то, в каком направлении контраст будет определяться лучше. Так горизонтальные датчики соотвественно измеряют изменение контраста по горизонтали, а вертикальные по вертикали.
Соответственно крестообразные датчики получаются намного более чувствительны к изменению контраста изображения, так как могут измерять его изменение в обоих направлениях. Диагональные датчики, как на Canon 1D X это уже «высший пилотаж».
Кроме всего есть еще фактор при котором эти датчики работают. Так при различной светосиле объектива работают разные типы датчиков. У Canon целая идеология, какие датчики работают при F5.6 и темнее, а какие на светосильных объективах.
<Продолжение статьи завтра>
В продолжении вы узнаете, как настраивать автофокус, что можно делать, а что не стоит.
(продолжение на следующей странице)
(27 votes, average: 4,85 out of 5)
Загрузка...
Дмитрий, здравствуйте.
Надеюсь вы поможете пролить свет на мой случай.
Тушка Nikon D610 при работе с Nikkor портретниками f/1.4 и f/1.8 идеально справляется на максимальной светосиле в условиях портретных съемок «на улице», причем при любых вариантах освещенности — автофокус четко в цель. Но стоит внести оное сочетание в условие студийного освещения и 4 кадра из 5 бек фокус (с одинаковым расстоянием до модели)! Причем нет никакой разницы какие «лампы» в работе. Приходится «лечить» уменьшением светосилы (с f/1.4 до f/1.8 и темнее) в студийных условиях съемки — бек пропадает. Буду очень признателен за подсказку :)
У меня так же на светосильных портретниках Canon. Это зеркалки и с ними нужно смирится. Единственный выход: перейти на беззеркалки. Там нет бэк-фронт фокуса и быть не может.
— есть, но увы, мануальный :-/
Дмитрий, а не подскажите, как в Никон дела обстоят?! Сняв объектив, мы видим фокусировочный экран, а уж за ним зеркало, или я ошибаюсь?
Уже нашёл ответ на вашей странице: :-) (сверху, выше зеркала)
Да, у Nikon также как у Canon. Другой вариант только у Sony, у которой неподвижное полупрозрачное зеркало.
Доброго времени суток!
Спасибо за статью, по поводу контрастного метода автофокуса вообщем-то понятно (из двух смещений линз на матрице определяется какое изображение контрастнее и т.д.), а вот сам ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ фазового метода для меня так и остался не раскрытым, как же все таки камера понимает когда линзы заняли правильное положение.
Ну и вопрос из начала вашего повествования — почему же все таки «по LiveView можно настроить фокус идеально даже тогда, когда в видоискателе мы получаем стабильную ошибку фокуса и автофокус тоже работает с ошибкой (фронт/бек автофокуса)»?
Дмитрий, здравствуйте!
Принцип действия весь описан. И даже с интерактивной картинкой. Детальнее есть ли смысл?
Из статьи: контраст определяется по конечному изображению на матрице камеры или его участкам (центральному, например).
А датчики автофокуса находятся всё-таки вне матрицы. Также как и видоискатель. Несовпадение расстояний до матрицы и до видоискателя/датчиков автофокуса (не юстированная камера) ведёт к описанным ошибкам в её работе.
Доброго времени суток. Непонятно, как соотносится юстировка объектива с самим принципом фокусировки системы «камера-объектив». Если тушка определяет, когда объективу остановиться, то причем здесь проставки и перемычки? Я так понимаю, что процесс общения тушки и стекла выглядит следующим образом:
тушка — «начинаем, крути вправо»
стекло — «кручу вправо»
тушка — «нет, давай влево»
стекло — «ну давай влево»
тушка — «теперь стой, крути назад и потихоньку»
стекло — «блин, задрал уже... кручу... как там?»
тушка — «стоп! было нормально — куда прешь? Верни назад на два пальца!»
стекло — «чтоб тебя... Ну что?»
тушка — «ну слава яйцам! Стой! Снимаем!»
Если со стеклом все в порядке и оно способно дать четкую картинку в ручном режиме, то все должно быть хорошо и на автомате. Инерция системы не в счет, т.к. после грубой наводки происходит точная (медленная) настройка.
Мне вообще иногда кажется, что пара больших японских производителей сговорились и топят стекла от сторонних производителей, внося для них свои «поправки». Зачем тушке вообще знать, что за стекло на нее одето?
Уважаемые мастера сервиса и ремонта объективов, прокомментируйте, пожалуйста.
Вот, кстати, мне тоже интересно — о какой юстировке и фронт/бэкфокусах объектива идет речь? Почему так? Ведь что мы имеем — датчик автофокуса в тушке, который определяет «резко», либо «нерезко вперед/назад на сколько-то там попугаев», он и дает команду на столько-то сдвинуть линзы, если произошел перелет-недолет, то соответственно скомпенсировать это. Понятно зачем нужна юстировка камеры — там должна быть жесткая связь между резкостью на датчике автофокуса и на матрице, а вот объективы тут причем?
Денис, здравствуйте!
Датчик автофокуса работает через объектив и ему не всё равно какой конструкции объектив. Ошибка может быть весьма существенной. Потому может понадобиться подстройка под конкретный объектив.
На зумах, кроме того, может получиться, что на одном конце фокус идеальный, а на другом — сильная промашка. Слава богу на новых камерах есть подстройка под оба конца зум-объектива (короткий и длинный). А по идее, для идеальной работы, нужен график по всем фокусным расстояниям и дистанциям фокусировки. Что есть на вооружении ремонтников — не знаю.
Самое продвинутое решение для обычных фотографов — USB Dock для объективов Sigma. Там можно эти параметры настраивать, хоть не в виде графика, но зато по всем фокусным и дистанциям.
Здравствуйте, Ян!
Как будто я и не писал этой статьи :)
Я не мастер-ремонтник, но и вопрос про автофокус не требует таких больших знаний в ремонте камер.
В статье указано, что датчики автофокуса находятся внизу, под зеркалом. А матрица камеры находится на линии с объективом, у задней стенки камеры.
Вывод о том, правильный ли в данный момент фокус камера делает на основе данных от датчиков автофокуса, а не на основании того, что сейчас на матрице (на матрице на зеркалках ничего т.к. её закрывает зеркало до момента съемки).
Т.е. если автофокус врет по каким-то причинам (они могут быть разные), то камера имеет ложные сведения о фокусе. И объектив может быть не виноват. Плюс в зависимости от объектива датчики нужно немного настраивать. Под все родные объективы камера обычно настроена (для того и нужно знать, что за объектив надет), а вот насчет сторонних... невыгодно, чтобы они работали хорошо. Но тем не менее, на Sigma 50/1.4 Art автофокус работает прекрасно, например.
По-другому работают беззеркалки. Там именно так как вы написали, у них изображение сразу на матрицу проецируется.
Здесь в статье и во многих других источниках ясно описана логика (а не техника) работы автофокуса. Она (логика) исключает влияние любых технических неточностей. Вот о чем я. Из чего можно сделать вывод, что статья некорректна. Я не только здесь задавал подобные вопросы и никто(!) и нигде(!) не мог дать внятного ответа. Ничего личного ) Просто на основании всего прочитанного сейчас и ранее остается только один вывод — все разговоры о юстировке, фронт/бэк-фокусах — это только лишь для того, чтобы запудрить мозги обывателю или пустить пыль в глаза, мол, смотрите, я — специалист. Вы пишете такую статью, полную технических терминов и пр., а в комментариях сознаетесь, что даже и не разбираетесь в этом! Это как понимать?
В статье описан принцип работы автофокуса, из которого понятны многие вещи связанные с его работой. Про неточности я тоже написал и фото винтов сделал. Мне непонятна ваша логика, если статья про другое, нежели вы ожидали, то почему она некорректна?
Да, в статье ничего не написано про влияние объективов разной конструкции на точность автофокуса. Но про это я и не собирался писать. Только сейчас вы задаете этот вопрос. Больше никто про это не спрашивал.
Когда человек читает данную статью, вряд ли он имеет возможность изменить свой объектив, так что тема неактуальна.
Информация про юстировку не имеет отношения к принципу работы автофокуса. Разве статья называется: «Юстировка объектива»?
Ян, вы просто не поняли про что статья.
Если вы хотите узнать про влияние кривизны, размера и расстановки линз конкретного объектива на автофокус конкретной фотокамеры, то спрашивать нужно у разработчиков. Как и про допуски при изготовлении объективов и фотокамер.
Я хорошо понимаю принцип работы автофокуса фотокамер, но разработкой объективов не занимаюсь, потому такие подробности за гранью моих интересов и большинства читателей тоже.
Спасибо за статью! В Вашем обзоре Вы не написали про микронастройку автофокуса на 5Д Макр 2. Та что в самой камере есть и доступна через меню! Я так понял с помошью неё можно устранять бэк ифронт фокус! Или я что то недопонял?!
Андрей, здравствуйте!
Да, доступна микронастройка. В конце статьи Проверка объектива на фронт-бэк фокус вы даже найдете описание программы, который это можно делать точно и автоматически.
Это то я видел! А насколько эффективна внутрекамерная настройка?!
Умеренно эффективна. Если её не хватает, то значит случай критический и нужно идти в сервис-центр, где поставят юстировочные кольца или уберут их. В большинстве случаев внутрикамерной настройки хватает.
Дмитрий, здравствуйте!
Можно сделать одно уточнение, об эксцентриках. У EOS 5 D 4 «эксцентрика» (не знаю, как правильно их назвать). Они расположены как на последнем фото в данной статье, симметрично слева и справа от затвора. «Крутить» нужно только те, что слева от затвора (если смотреть в камеру через видоискатель) и «крутить» стоит попарно?
Здравствуйте, Руслан!
К сожалению, не знаю.
Может так оказаться, что они отвечают за разные края зеркала и нужно крутить попарно иначе будет перекос. Но это мои догадки.
Ну что ж, попробуем в слепую...
Может вы мне поможете с выбором отвертки? Я не могу рассмотреть резьбу. То мне кажется «звездочка», то «шестигранник» мерещится. А с размером я вообще в догадках...
Руслан, вроде выглядит как «звездочка». Нужно посмотреть набор проф.часовых отверток и ключиков угловых на ебее
Дмитрий, просто огромное спасибо за статью! Было бы замечательно, если бы вы смогли бы добавить описание или ссылку на методику юстировки камеры электронным способом, аналогичную с методикой, применяемой сервисными центрами, но применимую в «домашних» условиях.
Роман, методика простая. В статье Проверка объектива на фронт-бэк фокус описана методика автоматической электронной настройки с помощью программы Reikan Focal. Остальные способы относительно трудоемкие. У меня для Reikan Focal еще остались лицензии.
Начну опять из корня. Судя по отзывам на никоновских сайтах моторные портретники с f/1.4 и f/1.8 на открытых ведут себя хорошо (особенно с фокусным 85 мм) в плане точности автофокуса. По крайней мере на этот параметр я нареканий не встречал.
Роман, в чудеса верится слабо. Если нет датчика на эту диафрагму — значит точность будет не идеальной, расчётной.
Дмитрий спасибо за статью.
А как Вы думаете почему в новом Nikon D600 датчики автофокуса настроены на диафрагмы 5,6 и 8, а не 5,6 и 2,8?
Возможно Nikon предпочитает, чтобы его камера лучше фокусировалась на тёмных объективах (со светосилой ниже F8). Самым очевидным и простым примером может служить объектив с телеконвертером. Скажем берете вы объектив 100-400/4.5-5.6, ставите через двухкратный телеконвертер и получаете 200-800/9-11.2. И поскольку датчики автофокуса работают не точечно, а областями, то, возможно, у вас сохранится автофокус на этих диких значениях светосилы объектива на камерах Никон. А вот на Canon — увы. Начиная со светосилы F8 автофокус перестает работать насовсем (и это хорошо тк он настроен на F5.6). Это легко проверить на любом мануальном объективе (перестает работать подтверждение фокусировки).
Таки да нашел в одном обзоре подтверждение про телеконверторы, причем это политика Никона, то есть и в других профтушках та же история. Но если у Никона автофокус настроен на 5,6 и 8, то что будет на F/2,8?
В этом вся прелесть. Так сказать «разделение труда» Canon и Nikon. Напомню, что речь идёт о светосиле объектива, не диафрагме установленной на камере. Современный объектив всегда фокусируется на полностью открытой диафрагме. Таким образом Canon имея специальный датчик для светосильных объективов будет фокусироваться точнее на открытых диафрагмах и светосильных объективах (объективы светосилой F1.2-F2.8 из общей линейки). У Никона в этом случае будет работать датчик автофокуса настроенный на F5.6 и понятное дело, что F1.2 сильно отличается от F5.6, потому ошибка может быть заметной. Кстати, есть ли у Никон объективы F1.2? Что-то не слышал...может в этом и причина.
В теории Canon должен быть точнее с примерно F3.5 и до F1.2. На практике таких тестов я не видел.
И в защиту Никона :) С телеконвертерами Canon будет работать неуверенно. При экстремальных увеличениях (500×2 и тп) вообще не будет работать автофокус.
Но у Canon тут есть свои плюсы — у него довольно солидная линейка светосильных телеобъективов на любой вкус (вот, например, есть Canon 800/5.6L)
Спортивные фотографы в последнее время все работали на Canon по этой причине. Теперь у них есть выбор.
Хотя я бы не стал надеятся на то, что с такой низкой светосилой, которая получается с телеконвертером будет очень цепкий автофокус на Никон. Скорее это попытка пробиться на рынок фотографов снимающих дикую природу. Там максимальное фокусное с кое-каким автофокусом может быть полезнее иногда, чем хороший автофокус на более близкой дистанции.
А при наличии мотора в объективе он фокусируется без использование датчика тушки или с использованием? Последние никоновские портретники с f/1.4 и f/1.8 все моторные.
Объектив не настолько умный. Вначале всегда идёт команда от тушки, а объектив просто старается компенсировать свои люфты (при наличии мотора и мозгов), которые вылезают со временем, ничего больше.
Если в нем нет мотора, а мотор в камере, то и думать ему не положено совсем. За него думает и управляет им камера.
По поводу того, что после диафрагмы F8 подтверждение работать перестает — у меня Canon 350D дает подтверждение с объективном МТО-500, у которого диафрагма F8.5, как так? :)
Конечно, работает не столь уверенно, как на светосильных, но тем не менее, работает.
Денис, до F8 работает гарантированно. Дальше — как повезет. Небольшой «люфт» в плюс есть.
Попробуйте:
1)использовать подтверждение по боковой точке
2) поставить затемняющий фильтр (там так диафрагма регулируется)
3) фокусироваться в более темных условиях
:)
Спасибо!Было очень интересно!Наверное,позже прочитаю ещё раз.С нетерпением жду продолжения.Да,к слову,на фото,пылищи в камерах не меряно :) Какой нибудь радикальный метод борьбы с пылью не подскажете?
С уважением,Николай.
Николай, как видите с пылью в камере особо не борюсь. Борюсь только с пылью на зеркале и матрице. Для этого есть кисточки (для зеркала) и силиконовые палочки (для матрицы).
Камере 1d mark II N уже шесть лет и пыль в шахте камеры проблем не вызывает. Главное, чтобы песок туда не попадал и соленая вода.
Спасибо за овет,вообще спасибо за Ваши статьи!Читаю с интересом и удовольствием!Про пыль спрашивал,потому что,однажды имел горький опыт с чисткой матрицы на 40D.Собрался ехать в Крым и в предвкушении интересных фотографий,в день отъезда (!),решил почистить матрицу.Почитав форумы,купил жидкость Eclipse и буквально за 3 секунды,безвозвратно растворил ею покрытие матрицы.Пыли не стало,но и покрытия Indium Tin Oxide тоже...Сейчас всё в прошлом и вспоминается теперь с юмором,но тогда...это был для меня удар!Оказалось,что есть разница между Eclipse и Eclipse 2,на которую я не обратил внимания.Первая растворяет,вторая-нет.Увы,это нигде не указывается,даже на самой баночке с жидкостью об этом ни слова.С тех пор ни про какие жидкости слышать не хочу,а объективы меняю исключительно на штативе,байонетом вниз.Но вопрос чистки,всё равно,рано или поздно будет.Думаю,интересно было бы и не только мне,прочитать Вашу статью по теме.
С уважением,Николай.
Ок, кратенькую статью по чистке матриц обещаю.
Вообще их чистят без жидкостей — палочками с силиконовыми наконечниками. Для среднего формата вообще просто — снять цифрозадник и смахнуть кисточкой :)
Темы будущих статей можно еще в разделе «Темы статей» предлагать. Это чтобы вам удобно было проверять список будущих материалов и быть уверенным, что ваша тема на повестке дня.
В очередной раз спасибо, про дополнительное зеркало до этого поста можно было почитать только в зарубежной литературе.
Аркадий, ваша похвала особенно приятна. Стараюсь писать про нюансы еще не особо освещенные в русскоязычных материалах.