Компьютерра, 2008 № 36 (752) - [41]

 

Системы автофокуса

Если объект находится на "бесконечном" удалении от камеры (в реальности, в зависимости от фокусного расстояния и светосилы объектива, а также размеров матрицы, "бесконечное" удаление может означать расстояние от трех-пяти до нескольких десятков метров и далее), то резкое изображение формируется в фокальной плоскости объектива. Как только объект съемки приближается к камере, плоскость резкого изображения тоже сдвигается, и, чтобы она по-прежнему оказалась на светочувствительном элементе, объектив приходится удалять от него. Такое перемещение называют фокусировкой, и в простейших камерах оно осуществлялось вручную, путем визуального совмещения двоящегося изображения в окулярах видоискателей незеркальных механических аппаратов либо путем достижения максимальной резкости на матовом стекле зеркалок (иногда такие камеры дополнительно снабжались системой оптических клинов, подобно оптическим дальномерам). Сейчас с полной уверенностью можно сказать, что ручная фокусировка, которая иногда все же требуется (в темноте, в случае быстродвижущихся предметов и в ряде других ситуаций; с механическими объективами, наконец), эффективно работает только на зеркальных камерах: на незеркальных фокусировка хоть через окуляр, хоть по основному дисплею получается слишком грубой.

Но большинство фотографов давно привыкли пользоваться автофокусировкой, которая бывает нескольких видов, делящихся прежде всего на активные и пассивные. К активным относятся ультразвуковая (измеряется время между посылкой и возвращением отраженного от объекта ультразвукового импульса) и инфракрасная (то же самое, но для инфракрасного импульса). Обе системы относительно дешевы, потому (по крайней мере инфракрасная) и по сей день применяются в бюджетных компактах. Недостатки их на виду: для редко употребляемой ныне ультразвуковой препятствием будет даже забор из сетки-рабицы, не говоря уж об обычном стекле; инфракрасная работает стабильнее, но может "зависнуть" на объектах с большим поглощением (или, наоборот, отказать на фоне костра или пожара). Кроме того, на системах активного автофокуса практически невозможно создать такую вещь, как следящий автофокус (с непрерывным отслеживанием положения объекта).

Во всех камерах класса выше бюджетного применяются пассивные системы автофокуса. Автофокус по контрасту используется во всех незеркальных камерах. В простейшем случае изображение с матрицы подвергается непрерывному анализу, и, подвигав объектив туда-сюда, программа останавливает его при достижении максимального контраста. В более сложных случаях изображение делят на зоны, которые учитывают по отдельности или каким-то образом комбинируют для более точного выделения объекта. Достоинством автофокуса по контрасту является его чисто софтверная реализация, не требующая специальных датчиков, а недостатком - крайняя медлительность, ведь изначально система "не знает", в фокусе изображение или нет, и обязательно должна сделать несколько попыток-итераций, прежде чем достигнуть оптимума.

Фазовый автофокус самый быстрый и точный из всех, но требует датчика (обычно - целой системы датчиков, бывает и более десятка), установленного на пути светового потока. Датчики устроены наподобие дальномерных визиров старинных незеркальных камер: в них изображение двоится, и при определенном расстоянии между "двойниками", заданном конструктивно, изображение считается сфокусированным. Причем система изначально "знает", в какую сторону надо подкручивать объектив для достижения нужного результата, и в подавляющем большинстве случаев срабатывает за одну итерацию, со скоростью, определяемой быстродействием моторчика объектива. В зеркалках, по понятным причинам, фазовый автофокус реализовать проще всего.

В реальности все, конечно, не так трагично: 4-мегапиксельного разрешения вполне достаточно, чтобы распечатать домашний постер размером А2, и стыдиться перед гостями не придется. Однако, надеюсь, я привел достаточно аргументов в пользу зеркалок для тех, кто любит за свои деньги получать все лучшее. Не забудем еще и аргумент насчет доступности всего парка накопленной с незапамятных времен оптики (ну, почти всего - некоторые камеры не будут работать со старыми механическими объективами, но это не очень большое ограничение), да еще и превратившейся при этом из нормальных объективов в портретники, а из портретников - в телевики (смею утверждать, что широкоугольники, положение с которыми стало похуже, и применяются в любительской практике пореже). И даже тот, кто покупает камеру впервые, получил доступ к вторичному рынку старых объективов, и тем самым возможность задешево приобрести вполне качественный объектив лет этак двадцати-тридцати от рождения (ну, конечно, с автоматикой там не то, что сегодня, но и цена тоже не ломает).

Фанаты незеркальных "просьюмерок" на все мои аргументы найдут (и находят) контраргументы - большая часть перечисленных мною преимуществ сегодняшних зеркалок вполне может быть перенесена теми или иными путями на конструкции без зеркала. Более того, я не рислкую ошибиться, утверждая с уверенностью, что так и будет: механическое зеркало обязательно отомрет, а новые электронные конструкции будут работать еще быстрее и точнее. Наконец, есть области фотосъемки, где миниатюрные цифромыльницы рулят однозначно: это репортажная съемка всяких корпоративных междусобойчиков или встреч "одноклассников" с последующим выкладыванием в Интернет необработанных фоток пачками. Тут альтернативы карманной (а то и встроенной в мобильник) камере просто нет.