Tại sao Canon và Nikon giới hạn hoặc vô hiệu hóa tự động lấy nét ngoài các số f nhất định?

Một điều mà tôi nhận thấy với máy ảnh DSLR của Canon là chúng sẽ vô hiệu hóa hoặc hạn chế lấy nét tự động khi khẩu độ tối đa của ống kính hẹp hơn các giá trị nhất định, được chỉ định trong câu trả lời của tôi đối với khẩu độ nào được yêu cầu để bật tự động lấy nét, bao gồm cả loại chéo hoặc lấy nét chính xác cao, trên máy ảnh DSLR của Canon? Lưu ý rằng máy ảnh của Nikon cũng thường bị giới hạn ở f / 5.6 ngoại trừ các mẫu có phiên bản sửa đổi mới nhất của hệ thống Multi-CAM 3500 AF như trong D4 và D800.

Theo như tôi biết, Olympus và Pentax không có những hạn chế này, ngay cả khi tự động lấy nét có thể chậm hoặc không đáng tin cậy ngoài f / 5.6. (Sony / Minolta yêu cầu ít nhất f / 6.3, ngoại trừ ống kính gương tự động lấy nét 500mm f / 8, và Alpha 850 và 900 có điểm AF trung tâm với độ chính xác cao ở f / 2.8.) Ví dụ, trên Pentax, 9 trong số 11 điểm là loại chéo và vẫn như vậy ở tất cả các khẩu độ. Hệ thống Pentax AF đã được báo cáo là hoạt động ở f / 8 và hơn thế nữa, mặc dù rất chậm. Máy ảnh Olympus Four Thirds cũng sẽ tiếp tục cố gắng lấy nét dưới f / 5.6. Tại sao Canon và Nikon chọn giới hạn chức năng AF thay vì cố gắng lấy nét với hiệu suất giảm vượt quá mức giới hạn trên?

Các hệ thống lấy nét tự động không có khả năng sử dụng các điểm lấy nét chéo có độ chính xác cao nhất nếu bạn không sử dụng ống kính khẩu độ lớn. Chúng không giới hạn độ chính xác một cách giả tạo, chúng chỉ đơn giản là hoạt động trong các ràng buộc của khẩu độ tối đa.

Canon đưa các giới hạn này vào để đảm bảo AF đáng tin cậy . Nếu bạn không tin vào lý thuyết đó, hãy thêm một đoạn băng giữa teleconverter và ống kính của bạn, trên ba chân trên cùng bên trái. Điều này sẽ đánh lừa cơ thể bạn nghĩ rằng bạn không có teleconverter kèm theo và ống kính của bạn chỉ đơn giản là 300 / 4.0 hoặc bất cứ thứ gì bạn có.

Hơn nữa, chỉ các máy ảnh Canon 1-series mới có khả năng AF với ống kính af / 8, mặc dù chỉ ở điểm trung tâm. Thông thường thiết lập này đến từ việc kết hợp một ống kính dài với một bộ mở rộng. (Lưu ý: gần đây hơn là Canon 5D Mark III, 7D với firmware v.2.0 trở lên và 7D Mark II có thể AF với điểm trung tâm lên đến f / 8. Canon 5D Mark IV và 1D X Mark II có thể AF với nhiều Các điểm AF với ống kính f / 8. Canon 1D X yêu cầu phần sụn sau này để AF một ống kính f / 8 với điểm trung tâm. Như ban đầu, nó sẽ chỉ lấy nét với f / 5.6 và các ống kính rộng hơn.)

Điều này thực sự dẫn đến một vấn đề về trải nghiệm người dùng . Chắc chắn, chúng có thể bao gồm ISO 204800 hoặc 409600, nhưng chất lượng sẽ không làm ai hài lòng. Họ đang cố gắng giữ cho phần lớn người dùng hài lòng với những gì máy ảnh có thể làm và hầu hết người tiêu dùng đều hài lòng nếu AF không săn lùng vô tận.

Giới hạn khẩu độ là hệ quả của việc thiết kế các hệ thống lấy nét tự động theo pha và không dành riêng cho Canon.

Tự động lấy nét theo pha trong máy ảnh DSLR hoạt động bằng cách hướng ánh sáng tới cảm biến AF bằng cách sử dụng gương thứ hai sau gương chính bán bạc. Cảm biến AF sử dụng một cặp ống kính để tập trung ánh sáng từ đối tượng vào một cặp cảm biến 1 chiều, các đường pixel hiệu quả. Bằng cách đo độ lệch giữa các mẫu tương phản được đo trên mỗi cảm biến, khoảng cách đến đối tượng có thể được tính toán. Xem sơ đồ thô này (không theo tỷ lệ!)

Kích thước và khoảng cách giữa cặp cảm biến AF xác định độ chính xác của phép đo AF. Tuy nhiên, có một sự đánh đổi - chúng càng cách xa nhau, khẩu độ phải càng rộng để ánh sáng trực tiếp đến cả hai cảm biến. Trong sơ đồ tôi đã bao gồm một điểm dừng khẩu độ đại diện, giả sử f / 4.0 (ống kính mở rộng f / 2.8). Khi ống kính dừng xuống, ánh sáng tới f / 4.0 sẽ bị chặn tiếp cận với các cảm biến AF.

Các đơn vị AF hiện đại có nhiều điểm AF, mỗi điểm bao gồm một cảm biến cặp ở các khoảng cách và hướng khác nhau. Điểm trung tâm thường có cặp cảm biến tách rộng thêm và do đó chỉ hoạt động ở độ chính xác tối đa ở f / 2.8. Thông thường các điểm AF có các cặp pixel 1D ở 90 độ để phát hiện chi tiết ngang hoặc dọc. Một hàng pixel sẽ có độ phân tách lớn hơn nên điểm AF chỉ hoạt động như một cảm biến "kiểu chéo" khi sử dụng ống kính khẩu độ lớn, nếu không, cảm biến dọc hoặc ngang bị tắt, để lại điểm AF đơn hướng thông thường.

Các cảm biến có thể hoạt động một chút so với khẩu độ được chỉ định của chúng, vì kiểu ánh sáng có thể chồng lên cảm biến vừa đủ để có được một trận đấu và tính khoảng cách, đó là lý do tại sao việc chạm vào các chân của teleconverter đôi khi hoạt động. Nhưng nói chung, nó không được thiết kế để làm điều này để ngăn chặn hiệu suất không chính xác hoặc không liên tục, Canon tắt AF khi khẩu độ được báo cáo quá nhỏ.

Canon đã tối ưu hóa các đơn vị AF của họ rất chính xác với các ống kính khẩu độ rộng (mà Canon cung cấp ở tiêu cự dài thậm chí, ví dụ 400mm f / 2.8 hoặc 600mm f / 4.0), thay vì linh hoạt hơn để tiếp tục hoạt động nhưng ít hơn tốc độ và độ chính xác ở khẩu độ nhỏ.