Что такое PDAF и как он работает
Технология автофокусировки — одна из ключевых основ мобильной фотографии, обеспечивающая четкие снимки даже быстро движущихся объектов. Но знаете ли вы, что автофокус бывает разных типов? Сегодня мы собираемся разобраться в фазовом автофокусе (PDAF), одним из самых распространенных типов автофокусировки.
Многие современные камеры смартфонов имеют фазовый автофокус. Это быстрее и точнее, чем классическое обнаружение контраста.
Обнаружение контраста — это самая простая и дешевая форма автофокусировки, но также самая медленная и наименее точная при съемке движущихся объектов.
Что такое PDAF и как он работает?
Самый простой способ понять, как работает PDAF — это подумать о свете, проходящем через объектив камеры по самым дальним краям. При идеальном фокусе свет даже от этих крайних точек объектива будет преломляться обратно, чтобы встретиться в точной точке на датчике камеры.
Эта точка фокусировки, установленная перед датчиком изображения или за ним, приводит к размытому изображению. Регулировка объектива для изменения этой точки фокусировки — это именно то, как работает фокусировка камеры.
Другими словами, мы можем сказать, находится ли изображение в фокусе, потому что даже свет, исходящий из двух разных точек объектива, собирается в одной точке.
Цифровые зеркальные и беззеркальные камеры с фазовой автофокусировкой используют два специальных датчика PDAF для захвата отдельных изображений для сравнения.
В компактных камерах и смартфонах вместо этого создается двойная перспектива, используя специальные фазовые фотодиоды на самом датчике изображения.
Эти фотодиоды физически замаскированы таким образом, что на них попадает свет только с одной стороны линзы. Это создает левые и правые пиксели на одном датчике изображения, что дает нам два изображения для сравнения фокуса.
Разность фаз между двумя изображениями рассчитывается для определения точки фокусировки. Получая изображения со смещением влево и вправо, PDAF работает немного подобно человеческому глазу.
Если изображение не в фокусе, данные о разнице фаз между изображениями используются для расчета того, насколько далеко нужно переместить объектив, чтобы сфокусировать его.
Этот принцип делает фокусировку PDAF такой быстрой по сравнению с обнаружением контраста. Однако, когда половина пикселя заблокирована, эти фотодиоды дают меньше света, чем обычный пиксель.
Это может вызвать проблемы с фокусировкой при слабом освещении, когда традиционное обнаружение контраста все еще часто используется в качестве гибридного решения.
Кроме того, вертикальные полосы означают, что у камер могут быть проблемы с фокусировкой на горизонтальных линиях, поэтому лучшие датчики используют схемы перекрестного фокуса.
Некоторые современные сенсоры премиум класса с улучшенным фазовым автофокусом позволяют использовать каждый пиксель для фокусировки, что делает их еще быстрее и точнее.
Плюсы и минусы PDAF
По сравнению с традиционной контрастной автофокусировкой фазовая автофокусировка работает быстрее и точнее. Контрастный автофокус работает медленнее, потому что ему приходится сканировать весь диапазон фокусных точек, чтобы найти самый резкий фокус.
По сути, это метод проб и ошибок. PDAF использует разность фаз, чтобы почти сразу рассчитать, какое расстояние должен пройти объектив, чтобы добиться фокусировки.
Фазовая автофокусировка быстрее и точнее, чем традиционная контрастная автофокусировка.
Однако PDAF на датчике имеет несколько недостатков по сравнению с PDAF DSLR. Маленькие сенсоры смартфонов и даже меньшие пиксели могут создавать проблемы с шумом, что проблематично в условиях низкой освещенности.
Даже автофокусировка с определением фазы может потребовать нескольких попыток, чтобы получить идеальную фокусировку в далеко не идеальных условиях.
Использование большего количества пар детекторов помогает ускорить процесс. В результате смартфоны иногда используют гибридный подход для устранения этого недостатка.
Автофокусировка с определением фазы — незаменимая вещь для серьезного мобильного фотографа. К счастью, вы найдете эту технологию во всех смартфонах высокого класса и даже в большинстве смартфонов среднего класса, выпущенных за последние несколько лет.
Камеры смартфонов высокого класса теперь оснащены значительно улучшенным автофокусом Dual Pixel, Quad Pixel и All Pixel. Кроме того, некоторые смартфоны используют лазерную автофокусировку, чтобы помочь более медленным технологиям.
