中国摄影在线

中国摄影在线 首页 摄影大家 高宝昌 查看内容

对微单相机的对焦方式做个粗浅的解读吧

2022-1-11 10:00| 发布者:cphoto| 查看:2845| 评论:0|原作者:高宝昌|来自:臭哈苏

摘要:有关无反数字相机的对焦技术,普遍使用的被动式对焦技术有相位对焦和反差对焦两种类型(主动聚焦技术就是主动发射聚焦光源并获得相应反射光的聚焦技术,夜间拍摄时通过相机或闪光灯发出光束实现聚焦,就是此类)。孰 ...
       有关无反数字相机的对焦技术,普遍使用的被动式对焦技术有相位对焦和反差对焦两种类型(主动聚焦技术就是主动发射聚焦光源并获得相应反射光的聚焦技术,夜间拍摄时通过相机或闪光灯发出光束实现聚焦,就是此类)。孰好孰坏的争论此起彼伏,其实各有亮点。相位对焦技术也是单反相机的传统技术,通过反光镜下设置的专用测距相位差传感器,捕捉光通过镜头后形成的两个不同成像(光束汇集点),根据不同成像(光束汇集点)之间的偏移量进行计算,然后操控相机,利用镜头的聚焦伺服(自动反馈控制技术)机构移动聚焦镜片(组),最终以偏移量消化的方式实现合焦的。这是因为不同距离的物体的反射光经过镜头后,抵达测距传感器的时间不同。简单的以一束光为例解释的话,譬如从被拍摄人物脸部反射到镜头后面的光束,光束汇集点恰好落在图像传感器受光面上就是聚焦成功点,相位差检测就是寻找这个点为依据,并以此点为追踪目标,根据光斑特征,也就是相位超前还是滞后的特点,驱动聚焦马达实现前进或者倒退运动,通过趋向光斑汇合点方向驱动,完成对焦。无反微单相机取消了反光镜组件,光线透过镜头直接抵达传感器,由嵌在传感器上的相位检测传感器实现测距并和自动聚焦机构共同完成自动聚焦的。测距原理和单反相机是一样的。换句话说,相机测距和自动聚焦机构,就要对通过透镜组最后一个镜片,也就是整个镜头光学镜组后的光束进行分析研判,通过追逐光束变化趋势的方式,经过差分运算,驱动自动聚焦机构,捕捉光束的汇合点,从而实现相机的自动聚焦。至于以哪里为分析目标和对焦点,则是通过镜头对准方向和选择聚焦点的途径进行。背后则是一个基于算法的嵌入相机内部的内存软件支撑。

浓雾中的野外,徕卡S006拍摄(图文无关)

       反差式聚焦技术曾广泛应用于摄像机,反差式或者对比度对焦技术则是通过检测图像传感器上被摄体形成的相邻图像的暗部和亮部的对比度差异,然后经过计算找出对比度的峰值,以此峰值作为已经合焦的判断依据,通过移动聚焦镜片(组)找出这个峰值来,认定为达成对焦效果的。这种对焦方式可以不需要专用的对焦传感器,图像传感器就能实现这一功能。而作为智能化传感器的技术应用,相位传感器则必须在图像传感器上埋点,制造出专用的相位监测点来,这个埋点就无法用来结像,其位置的图像信息是通过周围图像进行大数据分析进行模拟推算而填空实现的。相位传感器对于高速移动物体的连拍更有优势,反差检测技术对于拍摄静止的物体,精度更高。随着技术的不断进步,也许还会有我还没得及知道的新技术出现和运用了。那样,我只有与时俱进的跟踪技术发展的脉络,及时了解相关技术成就才能保持对新知识的敏锐了。自己的知识储备追不上新技术的日新月异,知识也就陈化了,判断也就没有依据了。

为了迎接疫情散去后的出行,添置的交通工具(图文无关)

       智能化图像传感器已经可以运用于对镜片曲率的分析计算,物体形状和大小的测量,其应用领域之广,对人类的作用之大,已经超越了很多人的想象。

       概括一下,相位测距聚焦技术针对的是通过镜头的光束。通过对光束的分析和研判,利用提前设定好的数据算法,驱动聚焦机构,完成测距和自动聚焦的。而对比度或者叫反差测距聚焦技术针对的是传感器上的成像。通过对传感器上临近像素单元上成像的模糊和锐利程度,利用提前设定好的数据算法,进行分析和研判,驱动聚焦机构,完成测距和自动聚焦的。相位测距法检测对象是(通过镜头的)光束,对比度测距法针对检测对象是(传感器上形成的)图像。但都是以聚焦光斑的光亮度最强和图像之单元像素电信号最强状态的特点来实现聚焦的。具体到各个生产厂家,除了机械机构和电子元器件的质量水平各有特色以外,那么基于各自经验积累基础上而形成的如何测距和精准聚焦的计算公式,也就是算法,自然成为各自竞争力的具体体现。这样的描述,是不是更加通俗易懂了呢?



       那么在实现了对比度峰值聚焦技术以后,给无反相机又能带来哪些改变呢?因为对比度峰值聚焦技术是基于对图像传感器上结像特征的分析而实现的,在经过数码图像的大数据分析以后,通过建立人的脸部特征数据模型,根据此模型的数据类型和规律,通过实时数据分析和对照,就能够让相机判断出镜头正在对准的是人脸,然后相机就能自动进入脸部聚焦的设定程序,实现人脸识别和脸部聚焦甚至眼部聚焦。以此类推,动物脸部识别和聚焦技术,体育运动聚焦模式,都可以通过大量数据分析后进行数据建模,通过实时取景生成图像数据特征与数据库中的建模模型数据实现对照和甄别。这就是反差峰值聚焦技术带给我们的巨大便利。而这一类型的丰富功能也已经在最新一代的无反数码相机中得到了普遍运用。这一点,是相位聚焦技术难以实现的。

刚刚抛弃了哈苏夹座而更换了通用快装板云台夹座的三脚架(图文无关)

       顺便说一下,我在以前的文章里曾经对尼康Z9有过极高评价。不在于它的各项拍摄类技术指标多亮眼。而在于它彻底放弃了机械快门组件这个大胆的决定。取消了机械快门组件之后,照相机的结构又进一步大大简化,机械故障点引发相机故障的可能性进一步减少到了极点。无论精度有多高,毕竟反光镜取景和测距技术是一种间接的测量技术,抛弃这些机构后的微单相机,光线透过镜头后直接抵达影像传感器,光学成像系统和测距系统都更直接,因而精度也就能达至最高(基于制造精度和算法科学性)。随着结构的极大简化,制造成本被进一步压缩,售价更加亲民的数字相机一定会越来越多。在满足镜头安装的基本要求,相机的形状也可以随心所欲和五花八门了。未来的数字相机领域就是相对更加纯粹的电子技术的竞争了。新的竞争时代,那些不具备高速机械快门组件制造能力的电子企业如果跨越进数字相机领域,从尼康Z9这种类型的相机起步,门槛可是降低了太多太多,历史上靠胶片辉煌时来数字时代蹭热度卖历史情感的行为也就越来越不靠谱了。电子技术时代一直是新技术、新功能不断推陈出新的竞争的新时代,只要在图像处理能力(嵌入相机内的包含色彩再现还原等的图像处理的编译码软件创新能力)方面获得提升,获得竞争机会的可能性也增加了太多。我国的镜头制造已经进入特殊色散镜片和非球面镜片结构的竞争队列,图像传感器技术正在奋起直追(国防安全和航天技术及工业应用的重大支撑),但愿不久的将来,能看到更多国产数码相机的问世。

携带小相机的好处在于随时可以实现的记录(图文无关)

       佳能在2021年年底宣布停止对单反相机的继续研发,集中精力开发无反相机系统的消息,也是一个明确的信号。只有单反相机才够专业的观念已经过时,单反相机为王的时代,也即将落幕。得益于智能化传感器技术的不断推陈出新,信号传输和响应效率在索尼A1身上已经得到验证,解决了拖影问题之后,电子快门的发展优势在未来越来越明显,未来的照相机世界将迎来无机械快门的无反时代。技术为王的时代,那些靠卖历史名声的老牌相机企业面临的竞争越来越残酷了。

我写本文所参阅的图书资料,也是我的藏书。上面的插图和文字无关,仅为了烘托

       (尽管我参阅了大量技术书籍,但依然不敢确保说的每一句话都是正确的。检查多遍,也依然难免病句和错别字的存在。技术进步的速度太快,我更新大脑储备的效率太慢,大家多谅解吧。我只不过是一个总想弄明白一些事情的对技术和知识更加叫真的喜欢摄影的老学究而已。)

于2022年1月11日星期二

鲜花

握手

雷人

路过

鸡蛋
收藏 分享 邀请
联系客服 关注微信