Tại sao cảm biến chính không được sử dụng thay vì cảm biến AF riêng biệt để lấy nét máy ảnh DSLR?

Từ câu trả lời này, tôi hiểu rằng gương phản xạ của máy ảnh DSLR thực sự không phản chiếu tất cả ánh sáng, nhưng nó truyền một lượng nhất định vào cảm biến AF.

Vậy nếu gương phản xạ có thể truyền ánh sáng, tại sao không sử dụng cảm biến chính (nằm ngay sau gương) để tập trung?

Lưu ý :
Trong một nhận xét bên dưới câu trả lời được liên kết, lưu ý rằng cảm biến AF yêu cầu ống kính tập trung các chùm ánh sáng vào vị trí thích hợp của cảm biến vì nó nhỏ hơn cảm biến chính (chữ nghiêng là giả định của riêng tôi). Nếu cảm biến chính sẽ được sử dụng, liệu ống kính bổ sung này có còn cần thiết không?

Tự động lấy nét theo pha hoạt động bằng cách đo sự dịch chuyển ngang giữa các mẫu độ sáng được chiếu lên cảm biến AF. Để đo độ dịch chuyển, các cặp mảng 1 chiều của các pixel đơn sắc được sử dụng. Đây là cảm biến AF trong Canon 5D mkIII trông như thế nào:

Bạn có thể thấy nhiều dòng pixel khác nhau được sử dụng bởi các điểm AF có thể lựa chọn của người dùng khác nhau. Về nguyên tắc, bạn có thể sử dụng các dòng pixel trên cảm biến hình ảnh chính để thực hiện chính xác cùng một công việc.

Cách tiếp cận này có một vài ưu điểm:

• Bạn không gặp phải bất kỳ vấn đề nào nếu cảm biến hình ảnh chính và cảm biến AF bị sai lệch, vì chúng là một và giống nhau.

• Bạn tránh sự phức tạp của các gương phụ và chi phí của chính chip AF.

Có những hạn chế khi sử dụng cảm biến chính.

Trong một bình luận bên dưới câu trả lời được liên kết, lưu ý rằng cảm biến AF yêu cầu một ống kính tập trung các chùm ánh sáng vào vị trí thích hợp của cảm biến vì nó nhỏ hơn cảm biến chính (chữ nghiêng là giả định của riêng tôi)

Giả định của bạn không hoàn toàn đúng. Không liên quan đến việc có cảm biến AF nhỏ hơn, "ống kính" AF thực sự là một ống kính có cấu hình hình chữ 'B' sóng. Ống kính này tập trung ánh sáng đến từ hai bên của ống kính vào các phần khác nhau của cảm biến AF.

Bạn vẫn sẽ cần một số loại ống kính để thực hiện công việc này khi sử dụng cảm biến hình ảnh chính và nó sẽ phải xoay ra khi chụp ảnh cùng với gương phản chiếu, đòi hỏi phải có sự sắp xếp cơ học phức tạp trong máy ảnh. Đây là nhược điểm chính của phương pháp này, mặc dù có những trở ngại khác:

• Các pixel cảm biến hình ảnh nằm phía sau các mảng lọc màu làm giảm lượng ánh sáng chiếu tới chúng tới 2/3. Điều này có khả năng làm giảm hiệu suất trong điều kiện ánh sáng yếu, tuy nhiên, nó sẽ cho phép bạn thực hiện phép đo pha theo màu để có ít kết quả sai hơn (ví dụ như bạn ít nhầm lẫn một chi tiết từ nền trước với một chi tiết từ nền Ngoài ra màu sắc có thể được sử dụng để hỗ trợ theo dõi).

• Kích thước, khoảng cách và độ nhạy của pixel sẽ khác nhau giữa hai cảm biến, do đó thực hiện cả hai với một cảm biến có nghĩa là phải thỏa hiệp.

• Cảm biến chính sẽ phải được sử dụng trong thời gian dài hơn nhiều, khiến nhiều năng lượng hơn bị cạn kiệt từ pin. Như Stan chỉ ra màn trập cũng sẽ phải được mở trong khi AF, vì vậy việc đóng nó trước khi thực hiện phơi sáng sẽ gây ra độ trễ.

• Cuối cùng, pha phát hiện AF trước các cảm biến hình ảnh kỹ thuật số để tất cả các công nghệ và công cụ thực hiện AF sử dụng một cảm biến riêng biệt đã tồn tại và được phát triển tốt.

Tuy nhiên các nhà sản xuất đã phát triển một phương pháp hơi khác nhau cho giai đoạn phát hiện AF mà không sử dụng các cảm biến chính. Nó được phát triển cho các máy ảnh không gương lật, không có tùy chọn cảm biến AF chuyên dụng và thường dựa vào phương pháp phát hiện độ tương phản chậm hơn bằng cảm biến chính.

Thay vì một cặp thấu kính AF trong đường dẫn ánh sáng để hướng ánh sáng từ hai bên của ống kính vào các phần khác nhau của cảm biến AF, có thể sử dụng cặp microlenses thông thường với một nửa xen kẽ để có hiệu ứng tương tự (pixel với bên trái một nửa trống sẽ chủ yếu nhận được ánh sáng từ phía bên phải của ống kính và ngược lại).

Điều này cho phép một cách tiếp cận AF lai bằng cách sử dụng kết hợp pha (để đến gần tiêu điểm đúng) và phát hiện độ tương phản (để hoàn thiện kết quả).

Tốc độ

Tốc độ có lẽ là lý do chính khiến cảm biến hình ảnh không được sử dụng để lấy nét trong hầu hết các máy DSLR. AF được phát triển gần cuối kỷ nguyên phim, vì vậy sử dụng "cảm biến" (phim) để lấy nét không phải là một lựa chọn. Hầu hết các hệ thống AF phát hiện pha là "vòng lặp mở" được chế tạo cho tốc độ cao hơn độ chính xác. Chỉ gần đây, các nhà sản xuất máy ảnh lớn mới bắt đầu thiết kế hệ thống ống kính / thân máy sử dụng giao tiếp "vòng kín" giữa thân máy và ống kính trong khi phát hiện pha AF. Điều này đã cho phép các hệ thống phát hiện pha tiếp cận và trong một số trường hợp bằng nhau, độ chính xác của AF phát hiện tương phản. Mặc dù AF phát hiện độ tương phản sử dụng cảm biến chính đang cải thiện tốc độ, bởi vì đây là một quá trình đa tầng đòi hỏi một số chu kỳ "di chuyển và đo lường", nó vẫn chậm hơn nhưng thông thường nó cũng chính xác hơn.

Mặc dù có thể có những trường hợp ngoại lệ hiếm hoi, tất cả các máy ảnh DSLR mà tôi biết vẫn sử dụng cửa chớp cơ học. Điều này có nghĩa là cảm biến hình ảnh chính được bao phủ trong quá trình lấy nét và đo sáng. Đã có một vài mẫu mirrorless chỉ có màn trập rèm thứ hai, nhưng về mặt kỹ thuật, chúng không phải là máy ảnh DSLR.

Để sử dụng cảm biến chính để phát hiện pha, AF sẽ yêu cầu màn trập phải mở để lấy nét, bức màn đầu tiên sẽ đóng lại trước khi mở lại để lộ hình ảnh sau đó bức màn thứ hai sẽ đóng lại. Ngay cả khi chụp 8+ khung hình mỗi giây, các máy ảnh DSLR tiên tiến nhất sẽ lấy nét giữa mỗi lần chụp (nếu được hướng dẫn bởi các cài đặt mà người dùng đã chọn). Hiện tại các máy ảnh DSLR đặt lại cả hai màn cửa cùng một lúc trong khi gương xoay và lấy nét lấy nét. Để sử dụng cảm biến hình ảnh để lấy nét, tấm màn đầu tiên sẽ phải mở cho đến khi gương rơi xuống và máy ảnh đạt được khóa lấy nét, sau đó phần còn lại của máy ảnh sẽ phải đợi màn đầu tiên đóng lại và năng lượng được hấp thụ bởi cảm biến trong khi lấy nét được xóa trước khi tấm màn đầu tiên có thể mở lại để bắt đầu phơi sáng bức ảnh. Điều này sẽ làm chậm quá trình tổng thể khi toàn bộ điểm phát hiện pha AF là tốc độ. Mặt khác, AF phát hiện tương phản được sử dụng trong Live View, sử dụng cảm biến hình ảnh chính để lấy nét, mặt khác, thường chính xác hơn nhưng chậm hơn.

Cảm biến chính trong máy ảnh DSLR chỉ có một chức năng và một chức năng, và đó là để ghi lại hình ảnh và làm điều đó rất rất tốt.
Thỏa hiệp với điều đó bằng cách xây dựng trong các thiết bị điện tử bổ sung sẽ làm giảm chất lượng và hiệu suất, vậy tại sao lại có nó khi có các cảm biến chuyên dụng hoàn toàn tốt?
Ngoài ra, máy ảnh DSLR phát triển từ máy ảnh DSLR trong đó tất nhiên không có thiết bị điện tử nào được tích hợp trong phim có thể bị biến thành mục đích.

Các thiết bị chuyên dụng hoạt động tốt hơn và hiệu quả hơn với những gì họ làm.

Cảm biến lấy nét tự động được sử dụng trong máy ảnh DSLR được điều chỉnh cao để thực hiện lấy nét tự động nhanh chóng và xuống mức ánh sáng rất thấp.

Nếu bạn đã sử dụng cảm biến chính để tự động lấy nét, bạn sẽ có hai tùy chọn:

• Thực hiện Tự động lấy nét tương phản, đó là một sự tiêu hao năng lượng khổng lồ nhưng thực sự chính xác hơn là Phát hiện pha. Tuy nhiên, Tương phản-Phát hiện yêu cầu chuyển động qua lại của các yếu tố lấy nét theo các bước rất tốt, điều này không tối ưu cho các ống kính DSLR hiện đại.
• Thực hiện Phát hiện pha trên cảm biến có thể nhưng ít chính xác hơn nhiều so với sử dụng cảm biến chuyên dụng do phần hình ảnh của cảm biến hạn chế những gì bạn có thể làm.

Thực tế là gương chỉ cho phép ánh sáng ở một số khu vực và hầu hết nó được phản chiếu hoàn toàn mang lại cho bạn một cái nhìn sáng sủa.

Sony có máy ảnh SLT có gương phản chiếu bán thực sự (30% / 70%), đây là giải pháp của họ để cung cấp cả Tự động lấy nét trực tiếp và Tự động lấy nét theo pha. Điều này cho phép họ sử dụng cảm biến Phát hiện Pha chuyên dụng để tăng tốc độ Tự động lấy nét và tránh các chuyển động của ống kính qua lại rất tệ cho video. Cảm biến sẽ mất một số ánh sáng chiếu tới nó nên nó phải nhạy hơn để tạo ra ISO hiệu quả tương tự, đó là một bất lợi khi nói đến chất lượng hình ảnh. Ánh sáng phản xạ lên quá mờ để tạo ra một khung ngắm quang đẹp, vì vậy chúng phải nằm gọn trong EVF.

Nói một cách đơn giản, cùng một lý do bạn không lái xe bán tải đi làm vào buổi sáng (trừ khi bạn là tài xế xe tải). Cảm biến AF có thể hoạt động tốt hơn khi không phải cạnh tranh với cảm biến hình ảnh cho diện tích bề mặt. Các cảm biến có bản chất khác nhau và trong khi có một số thiết kế kết hợp cảm biến AF với cảm biến hình ảnh, điều đó có nghĩa là các khu vực của cảm biến hình ảnh không thu được ánh sáng khả kiến ​​chiếu vào các khu vực đó cũng như có thể.

Có những cảm biến lai có thể thực hiện cả AF và cảm biến ánh sáng cho hình ảnh, nhưng chúng có xu hướng không hoạt động cũng như cảm biến chuyên dụng cho cả hai. Nó có thể không nhiều, nhưng nó đủ để nếu bạn đang cố gắng có được AF tốt nhất và hiệu suất hình ảnh tốt nhất có thể, các cảm biến riêng biệt vẫn làm tốt hơn.

Một lý do có thể không liên quan đến tự động lấy nét là cảm biến hình ảnh phải được xóa toàn bộ điện tích trước khi chụp ảnh. Sử dụng cảm biến hình ảnh chính cho AF / bố cục, như được thực hiện với tất cả các máy ảnh liveview (hầu hết không có gương), yêu cầu phải tắt và xóa cảm biến trước khi chụp ảnh, nếu không bạn sẽ có một số bóng ma hình ảnh liveview trên hình ảnh chụp.

Đây là một trong những lý do cho độ trễ màn trập trên máy ảnh chỉ xem trực tiếp. dSLR không phụ thuộc vào liveview.

Và không, nếu bạn sử dụng cảm biến chính cho AF, thì bạn không cần phải có ống kính / ống kính riêng cho mảng AF riêng. Máy ảnh không gương lật đơn giản hơn nhiều so với dSLR vì không có lắp ráp hộp gương và không cần các mảng cảm biến phơi sáng và AF riêng biệt và đường dẫn sáng.

Trong bài đăng trên blog "Demise of the dSLR" , Ming Thein ước tính từ kinh nghiệm cá nhân của mình về việc tháo gỡ, máy ảnh không gương lật có các bộ phận ít hơn 60-70% so với dSLR.