OK

Při poskytování služeb nám pomáhají soubory cookie. Používáním našich služeb vyjadřujete souhlas s naším používáním souborů cookie. Více informací

Úvodní stránka » Home » Zaostřovací systém fotoaparátu pod lupou I

Zaostřovací systém fotoaparátu pod lupou I

Ostrost fotografie je dost vágní termín. Základní premisa spočívá v tom, že bod je vždy zobrazen jako ploška. Když je ta ploška dost malá, vnímáme ji jako bod. Zásadní otázkou je, jak malé plošky musí být, abychom je nevnímali jako plošky. Pro pořádek se pro tyto plošky zavedl termín rozptylový kroužek.

Nejslabším místem procesu vytváření fotografie je její ostrost, protože to neumí stoprocentně fotoaparát a více či méně ani fotograf.

Zaostření ze strany fotoaparátu

Digitální záznam ze své podstaty umí zaznamenat jenom konečný počet detailů. To je dáno omezenou schopností snímače stanovit barvy a také počtem obrazových prvků snímače.

Nejpoužívanější 8 bitový JPEG záznam má k dispozici 256 úrovní na každý kanál (RGB). Máme 256 odstínů červené, zelené a modré. Když vyčerpáme všechny kombinace, vyjde 256³ tj. 16,7 milionu barev. Na barevné fotografii s osmibitovou hloubkou a nejpoužívanějším RGB barevným prostorem může být až 16,7 milionu odstínů barev. Zdůrazňuji může být, což neznamená, že na každé fotografii je, to může být problém.

Dalším omezením je reálná velikost detailu. Libovolný detail, jehož obraz na snímači je menší než jeden obrazový prvek snímače (pixel), nemůže být zaznamenán. Navíc Bayerova maska zprůměruje údaje ze 4 sousedních pixelů. Tomu se říká interpolace a procesory fotoaparátů ji zvládají dobře, nikoliv dokonale.

Aby toho nebylo málo, tak hodně záleží také na objektivu a jeho schopnostech rozlišit detail a přenést kontrast v celém poli záběru. Objektivy ztrácí kresbu zejména směrem ke krajům snímku. A co hůř, mají potíže s kresbou při velmi světlém pozadí.

To všechno platí i pokud fotoaparát a fotograf zvládne proces zaostření,což zdaleka není jisté. Fotoaparát musí na požadovaném místě zaostřit. Fotograf musí stanovit správné místo pro ostření, způsob ostření a expoziční čas. Dobré místo je hrana nebo jiný kontrast, které systém vidí, tedy je osvětlené. V tomto směru velmi přispívají světelné objektivy a také citlivé senzory ostření.

Způsoby automatického ostření

Existují dva způsoby automatického ostření. První spočívá v měření kontrastu. Kde je obraz kontrastní, tam je také ostrý. Fotoaparát ze svého snímače měří kontrast části zachyceného snímku. Zaostřovací mechanismus hledá místo s největším kontrastem. Systém sleduje část fotografie na snímači a posune zaostřovací optický člen jedním směrem. Pokud se rozostření zhorší, posune se druhým směrem. Pokud se rozostření zlepší, jede dál. Až dorazí k místu, kde se ostrost začne zase zhoršovat, vrátí se o kousek zpět.

Ostření na základě kontrastu. Optický člen hledá místo s největším kontrastem (horní schéma).

Druhý systém spočívá na fázovém posunu. Na dvojice prvků pro detekci fázového posunu dopadají paprsky z opačné části plochy čoček objektivu. Každý z takto rozdělených paprsků světla má své vlnění (amplitudu) čili fázi. Pokud dojde ke správnému zaostření, fáze obou paprsků jsou stejné. Navíc z toho dokáže autofokus vyčíst, jakým směrem má motorek posunout zaostřovací element. U zrcadlovek je to zařízené tak, že se paprsky odkloní polopropustnou částí zrcátka na dno komory, kde se nalézají senzory fázového ostření. V režimu živého náhledu (Live View) se zrcadlovka přepne na kontrastní měření, protože zrcátko je sklopeno a světlo jde rovně na obrazový snímač, kde nejsou senzory fázového posunu.

1 paprsek světla, 2 hlavní zrcátko, 3 sekundární zrcátko (Sub-Mirror), 4 závěrka, excentrický prvek pro seřízení hlavního zrcátka, excentrický prvek pro seřízení sekundárního zrcátka, 7 snímače fázové detekce, 8 pentagonální hranol, 9 hledáček.

A zaostřeno před objekt, B správně zaostřeno, C zaostřeno za objekt.

Nevýhodou bylo, že všechny kompakty a také zrcadlovky při režimu živého náhledu nemohly tento výhodnější způsob zaostření používat. Minulý čas jsem použil proto, že dnes už to možné je. Vyřešila to technologie hybridních snímačů, která kombinuje výhody kontrastního a fázového AF. Mezi jednotlivými obrazovými prvky snímače jsou zařazeny prvky, které umí fázový posun detekovat. Ty posunou rychle AF modul objektivu téměř do polohy zaostřeno a zbytek „dorazí“ pomalejší, ale přesnější kontrastní ostření. I na kontinuálním ostření se podílí fázové senzory, jinak by nefungovalo. Na místě, kde je fázový prvek, nemůže být obrazový. Jak se nahradí díra, kde se nefotí? Není to třeba. Dnes mají snímače okolo 24 milionů obrazových prvků, takže když jich maximálně pár set chybí, nic se nestane. Navíc dochází k interpolaci, jak jsem popsal výše a tato se dá vypočítat i ze třech obrazových bodů i když méně přesně.

Ještě jinou metodou jde Panasonic, který říká, že přece jenom vynechané obrazové body mohou způsobit o něco horší fotografii. Přišli s technologií DFD (Depth of Defocus), která je modifikací autofokusu na základě kontrastu, ale umí stanovit, kterým směrem se má posunout zaostřovací element. Údajně umí zaostřit za 0,07 vteřiny a sekvenční snímání 7 snímků za vteřinu s automatickým ostřením.

Hybridní autofokus (vpravo) a jeho rozmístěné snímače na fázovou detekci mezi obrazovými pixely. Vlevo je Dual Pixel o kterém se zmiňuji níže.

Canon na to jde jinak. Technologií Dual Pixel. Každý obrazový prvek na snímači (pixel) se skládá z dvou diod. Jejich hodnota je odečítána samostatně pro automatické zaostřování s detekcí fáze a společně pro snímání obrazu. Tím je zajištěno, že se plocha snímacího prvku pro obrazová data nezmenší. Canon má ve svých fotoaparátech obvykle 80 % pixelů typu Dual Pixel. Prvků pro zaostření je tak mnoho a přitom nevznikají ony „díry“ v obrazových informacích.

Strana B pixelu získává světlo pro fázové ostření. Stejně postupuje i strana B.

Po detekci zaostření obrazový prvek snímače zachycuje fotony pro záznam obrázku.

Část snímače Dual pixel Canon.

Výhody kontrastního zaostřování:

  • Technologická jednoduchost, tedy nízká výrobní cena.
  • Přesnost.
  • Ostří v kterékoliv části scény.

Nevýhody kontrastního zaostřování:

  • Pomalé zaostření. Optický systém AF projíždí velký rozsah ostřících vzdáleností na obě strany.
  • Nemožnost účinného sledování pohybu.

Výhody fázového zaostřování:

  • Rychlost.
  • Schopnost sledování pohybu a průběžného ostření.

Nevýhody fázového zaostřování:

  • Složitost systému a nutnost jeho kalibrace.
  • Občasná tendence k malým nepřesnostem.

Další díl o zaostřování snímku při fotografování bude řešit mimo jiné co můžeme považovat za ostré, co ovlivní v tomto směru fotoaparát, co pozorovatel a co fotograf.

Oblíbené odkazy