Tại sao ngay cả các máy ảnh cao cấp thường vẫn bao gồm các cảm biến AF bình thường (không phải loại chéo)?


19

Máy ảnh hiện đại thường sử dụng hai loại cảm biến AF: loại thường và loại chéo. Mặc dù các cảm biến AF loại bình thường đáng chú ý là tập trung vào các đường thẳng đứng có độ tương phản cao, các cảm biến kiểu chéo, mặc dù tinh vi hơn (và đắt hơn một cách thích hợp), có thời gian tập trung dễ dàng hơn trong tình huống đó.

Do chi phí tăng thêm bao gồm một số lượng lớn cảm biến loại chéo, máy ảnh rẻ hơn thường chỉ bao gồm một cảm biến như vậy ở điểm AF trung tâm, với các máy ảnh tầm trung thường có cụm xung quanh điểm trung tâm và máy ảnh cao cấp thậm chí còn có nhiều cảm biến kiểu chéo trong các cấu hình khác nhau.

Nhìn vào sự cố của một số máy ảnh cao cấp nhất, ngay cả trong một không gian có giá cả ở bốn chữ số, vẫn còn một lượng cảm biến AF loại thường:

  • Cả Nikon D5 và D850 đều có ~ 150 cảm biến, trong đó 99 là loại chéo

  • Máy ảnh hàng đầu của Canon EOS 1DX mk II, cũng như 5D mk IV của họ có 61 cảm biến với 41 loại chéo

Cho rằng ngay cả trong các mẫu flagship và cao cấp siêu đắt tiền này, khoảng 1/3 cảm biến AF vẫn là loại rất bình thường, tôi muốn biết; Đây có phải là một lựa chọn thiết kế kinh tế thuần túy hay việc đóng gói quá nhiều cảm biến AF kiểu chéo tạo ra những rào cản kỹ thuật khó khăn theo cấp số nhân?


1
Điều đó sẽ không thành vấn đề nếu bạn có cả cảm biến dọc và ngang và nếu chúng được sử dụng để theo dõi lấy nét trên các mục tiêu đang di chuyển.
xenoid

Giống như ngay cả 5D Mark II thấp chỉ có 9 "điểm" AF có thể lựa chọn của người dùng, sáu trong số đó được định hướng theo chiều dọc, hai điểm được định hướng theo chiều ngang và điểm trung tâm là cả ngang và dọc? Nó cũng có thêm bốn "điểm hỗ trợ" dọc và hai điểm gần gần điểm AF trung tâm đang hoạt động để hỗ trợ theo dõi các đối tượng chuyển động khi sử dụng 'AI Servo AF'.
Michael C

Câu trả lời:


28

Trên thực tế, cảm biến AF loại chéo chỉ là hai cảm biến AF "bình thường", một cảm biến có các đường được định hướng theo hướng dọc và một với các đường được định hướng theo hướng ngang, được đặt chồng lên trên cùng một khu vực.

Cảm biến AF không loại chéo có thể là dọc, ngang hoặc thậm chí là đường chéo. Một số máy quay phim AF rất sớm với một "điểm" trung tâm AF duy nhất đã sử dụng đường định hướng theo đường chéo.

Mỗi điểm "AF" "bình thường" là một cặp đường thu thập ánh sáng từ cùng một "điểm" trong trường nhìn của máy ảnh đi vào ống kính ở phía đối diện của thành phần trước của ống kính.

Điểm AF "kiểu chéo" sử dụng hai cặp đường thẳng, một dọc và một ngang.

Hầu hết các máy ảnh có cảm biến AF không loại "bình thường" sử dụng kết hợp một số máy nằm ngang và một số máy dọc.

"Bản đồ" này là của hệ thống Canon 6D AF. Các ô vuông nhỏ màu đen là tất cả những gì có thể nhìn thấy trong khung ngắm. Các hình chữ nhật màu xanh lam (cùng với màu cam ở giữa) biểu thị vùng nhạy cảm thực tế cho mỗi "điểm" AF.

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Lưu ý rằng bốn "điểm" AF bên ngoài ở mỗi bên được định hướng theo chiều dọc và độ nhạy ở f / 5.6, ba "điểm" bên trong được định hướng theo chiều ngang và nhạy với f / 5.6. Điểm AF trung tâm cũng có đường f / 5.6 được định hướng theo chiều dọc và một đường ngang khác nhạy với f / 2.8.

Một "điểm" loại AF chéo chéo chéo thường có một cặp bộ cảm biến dọc và ngang, cũng như một cặp bộ cảm biến đường chéo 90 ° với nhau tạo thành một "X" trên "+" của các cặp dọc / ngang.

Đây là "bản đồ" cho Canon EOS 5D Mark III, 5D Mark IV và 1D X Mark II:

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Một lần nữa, các hình vuông màu xám nhạt là tất cả những gì người ta nhìn thấy trong khung ngắm, nhưng các đường màu đen cho thấy các khu vực nhạy cảm thực tế.

Đây là mảng cảm biến AF được sử dụng trong các máy ảnh đó.

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Các đường cho mỗi "điểm" AF không cần phải có sự tương ứng vật lý với vị trí của chúng trong kính ngắm của máy ảnh bởi vì các vi sóng ở đầu vào của đơn vị AF chuyển hướng ánh sáng tới đúng vạch trên mảng. Bạn có thể thấy rằng các đường chéo cho các phần nhạy cảm chéo f / 2.8 của trung tâm năm "điểm" được trải rộng hơn so với các đường ngang / dọc cho cùng một "điểm" AF. Sự chênh lệch rộng hơn giữa mỗi dòng là điều khiến chúng nhạy hơn ở f / 2.8 và cũng là điều khiến chúng không nhạy ở khẩu độ F / 4 và hẹp hơn.

Có nhiều bộ microlenses "splitter" nằm trong đó ánh sáng phản chiếu từ gương phụ của máy ảnh DSLR đi vào bộ phận PDAF. Mỗi microlens được nhắm vào một điểm cụ thể trong vòng tròn hình ảnh được chiếu bởi ống kính ở một bên và tại một điểm cụ thể trên cảm biến PDAF ở phía bên kia.

Đây là mảng microlens nằm trên cảm biến AF cho hệ thống AF "9 điểm" đơn giản của Canon 5D gốc (hình ảnh các mảng của microlenses "splitter" dường như rất khó tìm thấy - Tôi không thể tìm thấy bất kỳ những cái được sử dụng cho các hệ thống AF tiên tiến hơn):

Quang học đăng ký hình ảnh thứ cấp (SIR)

Hãy nhớ rằng D5 và D500 của Nikon chỉ có 55 điểm AF có thể lựa chọn của người dùng, trong đó 35 điểm (hiển thị bên dưới là hình vuông màu đỏ) là loại chéo. Phần còn lại là các điểm "hỗ trợ" (hiển thị bên dưới dưới dạng dấu chấm) mà người dùng không thể chọn.

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Vậy tại sao các máy ảnh tiên tiến và đắt tiền như vậy lại bao gồm một số điểm AF không phải là loại chéo?

Đó là một phần kinh tế, bởi vì thêm nhiều "điểm" AF hơn sẽ tốn kém hơn, nhưng nó cũng một phần do các hạn chế về vật lý và thiết kế.

Giả sử ống kính được căn chỉnh chính xác (mỗi thành phần được căn giữa không có lỗi nghiêng hoặc khoảng cách) và chỉ vào trường sáng đồng đều, "điểm" trung tâm AF sẽ luôn nhận được ánh sáng có thể sử dụng nhất. Khi một người di chuyển ra khỏi trung tâm, lượng ánh sáng sẽ rơi ra - và hiệu suất AF của các "điểm" AF giống hệt nhau. Đó là tất cả về các góc và một số điều tương tự làm cho độ sáng giảm xuống ở các cạnh và góc của trường nhìn của ống kính.

Ngoài ra còn có lượng xử lý dữ liệu cần thiết cho mỗi "điểm" AF. Tại một số điểm, luật giảm lợi nhuận bắt đầu và khả năng xử lý bổ sung cần thiết để tạo ra tất cả 61 điểm "AF" hoặc tất cả 55 điểm "AF" có thể được tận dụng tốt hơn để làm điều gì đó khác, chẳng hạn như kết hợp thông tin khoảng cách từ cảm biến PDAF với thông tin màu từ cảm biến đo sáng nhạy màu RGB + IR để hỗ trợ theo dõi các đối tượng chuyển động. Đây là điều mà các máy ảnh như 1D X Mark II và D5 làm rất tốt.

Vì vậy, cuối cùng, một số quyết định thiết kế dựa trên cách sử dụng tài nguyên hữu hạn tốt nhất để cung cấp cho hệ thống AF của máy ảnh hiệu suất tổng thể tốt hơn cho các tác vụ cụ thể.

Ví dụ, Canon có một số thân máy thấp hơn so với 5D Mark IV hoặc 1D X Mark II, cung cấp tất cả các điểm AF loại chéo. 80D, 77D và thậm chí Rebel T7i / 800D đều có chung cảm biến AF 45 điểm với tất cả các "điểm" loại chéo. 6D Mark II sử dụng phiên bản FF của cùng một mảng cảm biến PDAF.

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Bốn mươi lăm điểm AF loại chéo tương đương với 90 cặp đường thẳng, cộng thêm hai cặp đường thẳng cho "điểm" đường chéo kép ở trung tâm. Đó vẫn là ít đường hơn 112 cặp đường cần thiết cho các thân cờ để có 41 kiểu chữ thập, 20 "bình thường" và thêm mười cặp đường cho năm "điểm" loại đường chéo kép.

Canon EOS 7D Mark II có 65 điểm AF loại chéo, nhưng chỉ có một "điểm" đường chéo kép ở giữa, do đó, nó cần 132 cặp đường. So sánh nó cạnh nhau với hệ thống 61 điểm được sử dụng trong 1D X Mark II, 5D Mark III và 5D Mark IV.

nhập mô tả hình ảnh ở đây

7D Mark II cũng có bộ xử lý hình ảnh DiG! C 6 kép và một bộ xử lý chuyên dụng khác cho hệ thống AF. 1D X Mark II và 5D Mark IV cũng có bộ xử lý dành riêng cho hệ thống AF ngoài bộ xử lý hình ảnh chính.

Có rất nhiều thông tin tốt về các hệ thống AF hiệu suất cao, bao gồm các so sánh giữa 7D Mark II và hệ thống được chia sẻ bởi 1D X Mark II, 5D Mark III và 5D Mark IV trong phần Tự động lấy nét của bài đánh giá của The-Digital-Picture Canon EOS 7D Mark II .

Ngoài ra còn có thông tin "EOS 7D Mark II so với EOS-1D X và EOS 5D Mark III TTL-SIR (Đăng ký hình ảnh phụ qua ống kính) khá thông tin " được viết bởi cố vấn kỹ thuật lâu năm của Canon USA Chuck Westfall để phản hồi một cuộc điều tra từ Bryan Carnathan tại The-Digital-Picture .

Chúng tôi cũng có một vài câu hỏi khác tại Photography SE, xem xét các khía cạnh khác nhau của PDAF bằng các cảm biến AF chuyên dụng:

Tự động lấy nét hoạt động tốt hơn với ống kính f / 2.8 so với f / 4 hoặc chậm hơn?
Là điểm tập trung chéo chính xác hơn, hoặc chỉ nhanh hơn?

Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.