Автоматика современной фотокамеры: автофокус, автоматический эскпозамер

Фазовая фокусировка более совершенна, однако требует дополнительных технологических затрат. Она в основном применяется в зеркальных (SLR, DSLR) камерах. Чтобы объяснить на пальцах принцип действия подобной системы, вернемся на несколько лет назад, в доавтофокусные времена.

В то время в камерах активно использовались фокусировочные экраны с клиновыми устройствами, их еще иначе называли клиньями Додена. Устройство состояло из двух (изредка — трех) прозрачных клиньев, расположенных в центре коллективной линзы (линзы Френеля) зеркального видоискателя

Если объектив на объекте несфокусирован, изображение на клиньях выглядит разделенным на смещенные относительно некоторой оси части сегменты. При фокусировке они совмещаются. Клинья могут быть расположены горизонтально или вертикально, но чаще всего их выставляют под углом в 45 градусов, что позволяет наводить на резкость как по горизонтальным, так и по вертикальным контрастным линиям объекта.

Эти же клинья или их модификации применяются в датчиках фокусировки. В профессиональных камерах этих датчиков может быть до нескольких десятков. Зеркало перенаправляет часть светового потока, пришедшего от объектива на них. Свет внутри датчика разделяется на два независимых потока, каждый из которых падает на свой светочувствительный сенсор.

При точной наводке на резкость два световых потока будут находиться друг от друга на определенном расстоянии, заданном конструкцией датчика. Измерив это расстояние, датчик выдает сигнал, показывающий, насколько и в какую сторону необходимо произвести перемещение фокусировочной линзы.

Если верить экспертам в области фотоэлектроники, то на сегодняшний день узким местом таких систем является уже не скорость оценки правильности фокуса, а быстродействие и точность работы самой механики объектива.

Разумеется, у TTL-систем есть и свои недостатки. Самый существенный — сильная зависимость от условий освещения и светосилы линз. Наиболее очевидное решение этой проблемы — подсветить автофокус. Специально для этого производители встраивают в свои системы источники света. В простейшем случае они действуют аналогично обыкновенному фонарику, а более сложные варианты проецируют специальную сетку, которая облегчает работу датчиков.

Еще одно слабое место TTL-систем — чувствительность к горизонтальным линиям. Производители признают это и акцентируют внимание на данном недостатке в руководствах по эксплуатации. Чтобы проверить фотоаппарат, достаточно взять его в руки и попробовать сфокусироваться на телеграфных проводах, струнах гитары, майке-тельняшке. Во всех этих случаях вероятность промаха очень высока.

Простейший способ борьбы с горизонталью — повернуть камеру во время фокусировки на несколько градусов. Но такие финты не всем по душе. В особенности это критично для профессионалов, когда от системы автофокуса требуется предельная точность и надежность. Чтобы справиться с этим дефектом, разработчики фототехники начали устанавливать в свои камеры крестообразные датчики, которые менее чувствительны к ориентации линий в кадре. Наличие таких датчиков служит одним из ключевых параметров оценки «профессиональности» фотоаппарата.

В бюджетных зеркалках таких датчиков либо вообще нет, либо он один. В дорогой технике их на порядок больше.

Недостатки TTL-систем проявляются и в тех случаях, когда необходимо сфокусироваться на относительно однородной поверхности. Это может быть небо, водная гладь либо какой-то градиентный переход. В отсутствие четких контрастных линий система автофокуса оказывается бессильна. При условии, что снимаемая поверхность способна отражать свет, еще как-то может помочь подсветка, проецирующая вспомогательный рисунок. В остальных случаях поможет только ручная наводка на резкость.

Режимы работы автофокуса

В современных камерах можно выделить два основных режима работы этой системы: первый — конечный (AF-S) и второй — следящий (AF-C). Больше всего вариантов у конечного режима работы, однако существенно различных — два: фокусировка по широкой зоне и фокусировка по заданной точке.

В первом случае камера фактически предоставлена самой себе. На основании информации от датчиков она самостоятельно определяет, какой из объектов в кадре считать приоритетным, и наводит резкость по нему. Такой режим чаще всего используется в любительской технике. Поскольку таким фотоаппаратам присуща большая глубина резкости, присутствие небольшой погрешности не будет сильно заметно.

Для зеркалок фокусировку по широкой зоне нельзя назвать сверхточной, лучше всего она подходит для кадров, где нет существенной разницы между передним и задним планами.

Фокусировка по заданной точке — наиболее верный и часто используемый фотографами режим. Он больше характерен для зеркальных камер, хотя время от времени встречается и в арсенале любительских компактов. Этот режим позволяет вручную задать ту область (точку) кадра, которая должна быть на снимке в зоне резкости.

Сам по себе режим AF-S удобен при съемке статических сцен. Если же объект находится в движении, то целесообразнее переключиться в следящий (AF-C) режим. В этом случае камера захватывает объект и, пока клавиша спуска прижата до половины, удерживает его в фокусе.

Одна из разновидностей AF-C — предиктивный фокус. Им в свое время славились фотоаппараты компании Minolta, а сегодня подобная технология встречается в профессиональных камерах самых разных производителей. Суть этого способа заключается в том, что при быстром движении объекта камера пытается предугадать, в какой точке он окажется в следующее мгновение. Поэтому при нажатии на кнопку спуска объектив уже будет сфокусирован в нужной точке.

Без сомнения, найдутся скептики, которые скажут, что самый точный и надежный способ фокусировки — ручной. С этим сложно не согласиться, но чтобы точно навести резкость вручную, необходим объектив с большим ходом кольца (у новых моделей он часто невелик), яркий большой видоискатель (стоит дорого, поэтому применяется преимущественно в топовых моделях), быстрые руки и зоркие глаза.

Между тем автоматическая система позволяет обойтись без всех этих ухищрений.

В новостях время от времени появляются сообщения о гибридных активно-пассивных системах, вот только пока на рынке экземпляров техники с подобными техническими решениями что-то не видно. В любом случае, прогресс в области увеличения скорости работы автофокуса за последние три-четыре года очевиден.

Ручной фокус в компактных камерах

Небольшой процент цифровых компактных камер оснащен профессиональной, на первый взгляд, функцией: возможностью ручной фокусировки на объекте. Реализуется она по-разному. Иногда — классическим кольцом на объективе, а иногда заводится на обычный рычажок регулировки степени приближения. Оценка фокуса осуществляется либо по экранчику, либо по видоискателю. К величайшему расстройству обладателей таких камер, функция эта оказывается абсолютно бесполезной.

Причина проста: точно навести оптическую систему на резкость не получится. Во-первых, ни по видоискателю, ни по экрану оценить степень резкости изображения невозможно.

Небольшое разрешение вкупе с небольшой разницей в резкости между близким и далеким предметом просто не дают нужной информации. А уж если для фокусировки используется зум-рычажок, вообще пиши пропало — никакой точности управления.

Единственное, для чего можно использовать эту функцию в цифрокомпактах — это для примерного выбора объекта, который должен оказаться резким. Причем только в том случае, если сам фотоаппарат его достойным внимания не считает, и фокусируется на чем-то совершенно не нужном.