中國攝影在線

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                  對微單相機的對焦方式做個粗淺的解讀吧

                  2022-1-11 10:00| 發布者:cphoto| 查看:3535| 評論:0|原作者:高寶昌|來自:臭哈蘇

                  摘要:有關無反數字相機的對焦技術,普遍使用的被動式對焦技術有相位對焦和反差對焦兩種類型(主動聚焦技術就是主動發射聚焦光源并獲得相應反射光的聚焦技術,夜間拍攝時通過相機或閃光燈發出光束實現聚焦,就是此類)。孰 ...
                         有關無反數字相機的對焦技術,普遍使用的被動式對焦技術有相位對焦和反差對焦兩種類型(主動聚焦技術就是主動發射聚焦光源并獲得相應反射光的聚焦技術,夜間拍攝時通過相機或閃光燈發出光束實現聚焦,就是此類)。孰好孰壞的爭論此起彼伏,其實各有亮點。相位對焦技術也是單反相機的傳統技術,通過反光鏡下設置的專用測距相位差傳感器,捕捉光通過鏡頭后形成的兩個不同成像(光束匯集點),根據不同成像(光束匯集點)之間的偏移量進行計算,然后操控相機,利用鏡頭的聚焦伺服(自動反饋控制技術)機構移動聚焦鏡片(組),最終以偏移量消化的方式實現合焦的。這是因為不同距離的物體的反射光經過鏡頭后,抵達測距傳感器的時間不同。簡單的以一束光為例解釋的話,譬如從被拍攝人物臉部反射到鏡頭后面的光束,光束匯集點恰好落在圖像傳感器受光面上就是聚焦成功點,相位差檢測就是尋找這個點為依據,并以此點為追蹤目標,根據光斑特征,也就是相位超前還是滯后的特點,驅動聚焦馬達實現前進或者倒退運動,通過趨向光斑匯合點方向驅動,完成對焦。無反微單相機取消了反光鏡組件,光線透過鏡頭直接抵達傳感器,由嵌在傳感器上的相位檢測傳感器實現測距并和自動聚焦機構共同完成自動聚焦的。測距原理和單反相機是一樣的。換句話說,相機測距和自動聚焦機構,就要對通過透鏡組最后一個鏡片,也就是整個鏡頭光學鏡組后的光束進行分析研判,通過追逐光束變化趨勢的方式,經過差分運算,驅動自動聚焦機構,捕捉光束的匯合點,從而實現相機的自動聚焦。至于以哪里為分析目標和對焦點,則是通過鏡頭對準方向和選擇聚焦點的途徑進行。背后則是一個基于算法的嵌入相機內部的內存軟件支撐。

                  濃霧中的野外,徠卡S006拍攝(圖文無關)

                         反差式聚焦技術曾廣泛應用于攝像機,反差式或者對比度對焦技術則是通過檢測圖像傳感器上被攝體形成的相鄰圖像的暗部和亮部的對比度差異,然后經過計算找出對比度的峰值,以此峰值作為已經合焦的判斷依據,通過移動聚焦鏡片(組)找出這個峰值來,認定為達成對焦效果的。這種對焦方式可以不需要專用的對焦傳感器,圖像傳感器就能實現這一功能。而作為智能化傳感器的技術應用,相位傳感器則必須在圖像傳感器上埋點,制造出專用的相位監測點來,這個埋點就無法用來結像,其位置的圖像信息是通過周圍圖像進行大數據分析進行模擬推算而填空實現的。相位傳感器對于高速移動物體的連拍更有優勢,反差檢測技術對于拍攝靜止的物體,精度更高。隨著技術的不斷進步,也許還會有我還沒得及知道的新技術出現和運用了。那樣,我只有與時俱進的跟蹤技術發展的脈絡,及時了解相關技術成就才能保持對新知識的敏銳了。自己的知識儲備追不上新技術的日新月異,知識也就陳化了,判斷也就沒有依據了。

                  為了迎接疫情散去后的出行,添置的交通工具(圖文無關)

                         智能化圖像傳感器已經可以運用于對鏡片曲率的分析計算,物體形狀和大小的測量,其應用領域之廣,對人類的作用之大,已經超越了很多人的想象。

                         概括一下,相位測距聚焦技術針對的是通過鏡頭的光束。通過對光束的分析和研判,利用提前設定好的數據算法,驅動聚焦機構,完成測距和自動聚焦的。而對比度或者叫反差測距聚焦技術針對的是傳感器上的成像。通過對傳感器上臨近像素單元上成像的模糊和銳利程度,利用提前設定好的數據算法,進行分析和研判,驅動聚焦機構,完成測距和自動聚焦的。相位測距法檢測對象是(通過鏡頭的)光束,對比度測距法針對檢測對象是(傳感器上形成的)圖像。但都是以聚焦光斑的光亮度最強和圖像之單元像素電信號最強狀態的特點來實現聚焦的。具體到各個生產廠家,除了機械機構和電子元器件的質量水平各有特色以外,那么基于各自經驗積累基礎上而形成的如何測距和精準聚焦的計算公式,也就是算法,自然成為各自競爭力的具體體現。這樣的描述,是不是更加通俗易懂了呢?



                         那么在實現了對比度峰值聚焦技術以后,給無反相機又能帶來哪些改變呢?因為對比度峰值聚焦技術是基于對圖像傳感器上結像特征的分析而實現的,在經過數碼圖像的大數據分析以后,通過建立人的臉部特征數據模型,根據此模型的數據類型和規律,通過實時數據分析和對照,就能夠讓相機判斷出鏡頭正在對準的是人臉,然后相機就能自動進入臉部聚焦的設定程序,實現人臉識別和臉部聚焦甚至眼部聚焦。以此類推,動物臉部識別和聚焦技術,體育運動聚焦模式,都可以通過大量數據分析后進行數據建模,通過實時取景生成圖像數據特征與數據庫中的建模模型數據實現對照和甄別。這就是反差峰值聚焦技術帶給我們的巨大便利。而這一類型的豐富功能也已經在最新一代的無反數碼相機中得到了普遍運用。這一點,是相位聚焦技術難以實現的。

                  剛剛拋棄了哈蘇夾座而更換了通用快裝板云臺夾座的三腳架(圖文無關)

                         順便說一下,我在以前的文章里曾經對尼康Z9有過極高評價。不在于它的各項拍攝類技術指標多亮眼。而在于它徹底放棄了機械快門組件這個大膽的決定。取消了機械快門組件之后,照相機的結構又進一步大大簡化,機械故障點引發相機故障的可能性進一步減少到了極點。無論精度有多高,畢竟反光鏡取景和測距技術是一種間接的測量技術,拋棄這些機構后的微單相機,光線透過鏡頭后直接抵達影像傳感器,光學成像系統和測距系統都更直接,因而精度也就能達至最高(基于制造精度和算法科學性)。隨著結構的極大簡化,制造成本被進一步壓縮,售價更加親民的數字相機一定會越來越多。在滿足鏡頭安裝的基本要求,相機的形狀也可以隨心所欲和五花八門了。未來的數字相機領域就是相對更加純粹的電子技術的競爭了。新的競爭時代,那些不具備高速機械快門組件制造能力的電子企業如果跨越進數字相機領域,從尼康Z9這種類型的相機起步,門檻可是降低了太多太多,歷史上靠膠片輝煌時來數字時代蹭熱度賣歷史情感的行為也就越來越不靠譜了。電子技術時代一直是新技術、新功能不斷推陳出新的競爭的新時代,只要在圖像處理能力(嵌入相機內的包含色彩再現還原等的圖像處理的編譯碼軟件創新能力)方面獲得提升,獲得競爭機會的可能性也增加了太多。我國的鏡頭制造已經進入特殊色散鏡片和非球面鏡片結構的競爭隊列,圖像傳感器技術正在奮起直追(國防安全和航天技術及工業應用的重大支撐),但愿不久的將來,能看到更多國產數碼相機的問世。

                  攜帶小相機的好處在于隨時可以實現的記錄(圖文無關)

                         佳能在2021年年底宣布停止對單反相機的繼續研發,集中精力開發無反相機系統的消息,也是一個明確的信號。只有單反相機才夠專業的觀念已經過時,單反相機為王的時代,也即將落幕。得益于智能化傳感器技術的不斷推陳出新,信號傳輸和響應效率在索尼A1身上已經得到驗證,解決了拖影問題之后,電子快門的發展優勢在未來越來越明顯,未來的照相機世界將迎來無機械快門的無反時代。技術為王的時代,那些靠賣歷史名聲的老牌相機企業面臨的競爭越來越殘酷了。

                  我寫本文所參閱的圖書資料,也是我的藏書。上面的插圖和文字無關,僅為了烘托

                         (盡管我參閱了大量技術書籍,但依然不敢確保說的每一句話都是正確的。檢查多遍,也依然難免病句和錯別字的存在。技術進步的速度太快,我更新大腦儲備的效率太慢,大家多諒解吧。我只不過是一個總想弄明白一些事情的對技術和知識更加叫真的喜歡攝影的老學究而已。)

                  于2022年1月11日星期二

                  鮮花

                  握手

                  雷人

                  路過

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