Технология dual pixel: Что такое технология Dual Pixel и как она улучшает фазовый автофокус

Содержание

Что такое технология Dual Pixel и как она улучшает фазовый автофокус

Технология двухпиксельной автофокусировки становится всё более популярной функцией у камер флагманов. Dual Pixel обещает более быструю фокусировку во время съёмки, особенно в условиях низкого освещения. Но как она работает?

Мы постарались собрать только самую важную информацию, чтобы кратко изложить принцип работы Dual Pixel и почему он не используется в сенсорах на 108 Мп.

Что такое Dual Pixel и как он работает

Автофокусировка Dual Pixel — это расширение фазовой автофокусировки. Если PDAF (Phase-Detection Autofocus) используется в смартфонах с 2014 года, то технология Dual Pixel — с 2016 года, и впервые на мобильных устройствах появилась в Samsung Galaxy S7. Хотя дебютировал двухпиксельный автофокус ещё в 2013 году с зеркальной камерой Canon EOS 70D.

Технология PDAF работает следующим образом: камера получает два изображения одного кадра — с левой и правой половин линзы (в случае со смартфоном используются выделенные пиксели). Если изображения смещены друг от друга, значит, объект не в фокусе. Как это работает, наглядно показано на примере человеческого глаза:

Работа фазового автофокуса на примере человеческого глаза

При использовании Dual Pixel для механизма фазовой фокусировки используются каждый пиксель, что значительно повышает точность и скорость по сравнению со стандартным PDAF. Это часто достигается с помощью микролинз, размещённых сверху пикселей. При фотографировании процессор сначала анализирует данные фокусировки с каждого фотодиода, а затем объединяет сигналы для записи полного пикселя, используемого в конечном изображении.

На приведённом ниже изображении показано различие между PDAF и Dual Pixel.

Недостатком двухпиксельной технологии является сложность реализации и, соответственно, более высокая цена. Именно по этой причине их используют в основном в флагманских моделях, и то не во всех. Например, в 108-мегапиксельном датчике Samsung Galaxy S20 Ultra нет Dual Pixel из-за слишком высокого разрешения датчика. Зато технология есть Galaxy S20, поэтому автофокус в более дорогом S20 Ultra хуже.

Dual Pixel улучшает PDAF

Технология Dual Pixel обеспечивает гораздо более быструю фокусировку и способность точнее удерживать фокус на быстро движущихся объектах, чем PDAF. Это особенно актуально, когда вам нужно быстро достать смартфон из кармана и что-то снять. Как это работает, продемонстрировано в GIF от Android Authority:

Слабым местом фазового автофокуса являются условия низкой освещённости, поскольку фотодиоды определения фазы состоят из половины пикселя, поэтому шум затрудняет получение точной информации. Dual Pixel сглаживает шум, позволяя сфокусироваться даже в тёмном помещении.

Надеемся, выше представленная информация дала понять, что лучше выбирать смартфон или камеру с двухпиксельной автофокусировкой, если для вас важная скорость фокуса. Если информация оказалась полезной, пишите в комментариях, позже разберём лазерную или контрастную системы фокусировки.

Как работает новая технология Dual Pixel RAW и для чего она нужна

В недавно представленной фотокамере Canon EOS 5D Mark IV появилась новая функция — Dual Pixel RAW.

Ранее были сделаны некоторые предположения о ее функционале, и, кажется, что будут придуманы другие способы ее использования, но сейчас хочется рассказать о том, для чего на самом деле предлагает использовать Dual Pixel RAW компания Canon.

Как уже стало понятно, никаких принципиальных изменений в пост-обработке не появилось. Новая функция только немного расширяет возможности для редактирования фотографий. Изначально многие сделали, что двойная запись позволит произвольно менять точку фокусировки. Конечно, в действительности, ничего такого нет. Dual Pixel RAW позволяет делать две вещи:

1) микро-подгонку фокуса;
2) сдвиг боке.

Эти слова означают именно то, что кажется. Зону нерезкости действительно можно «сдвинуть» влево и вправо на некоторое расстояние, которое зависит от нескольких факторов, например от расстояния до фона. Конечно, в связи с некоторым изменением ракурса, можно даже сказать, что меняется рисунок боке. Но это не совсем так. Объектив дает определенную картину, которую нельзя изменить.

Микро-подгонка фокуса работает примерно так же: появляется возможность выбрать чуть другую «точку съемки», которая возможно позволит изменить резкость в определенных зонах изображения. В этом ролике на 1:20 показана работа программы. Отчетливо видно, что есть всего два положения фокуса — по количеству кадров.

Оба эффекта можно увидеть в рекламном ролике на 1:48. На самом деле там их даже три. Последний пример показывает, что можно снижать паразитные эффекты от оптики, но даже в рекламе эффект показан как незначительный. Что будет на практике?

Работа автофокуса Dual Pixel AF
Вместе с данными изображения записывается информация о работе привода фокусировки. Такая информация дает возможность определять точку фокусировки проще. Не совсем понятно насколько много такой дополнительной информации сохраняется, ведь и в предыдущих моделях, в том числе и в компакт-камерах можно было посмотреть на какую точку сфокусировалась камера.

В общем и целом все это приводит к тому, что для качественного использования Dual Pixel RAW нужно выполнять ряд условий:

1) объектив с фокусным расстоянием более 50мм;
2) значение диафрагмы ниже f/5. 6;
3) чувствительность ниже ISO 1600.

Для идеального результата рекомендуемое расстояние до объекта съемки должно укладываться в такие значения:

Для объектива 50 мм — дистанция 1-10 метров
Для объектива 100 мм — дистанция 2-20 метров
Для объектива 200 мм — дистанция 4-40 метров

Каждая двойная точка в Dual Pixel RAW формируется из двух разных фотоприемников (пикселов), которые расположены на матрице. Изначально технология использовалась для ускорения работы автофокуса. В данный момент камера 5D Mark IV позволяет записывать отдельные данные для получения фактически двух изображений для одного снимка. Со временем это может развиться, и появятся интересные алгоритмы обработки, которые анализируя зону резкости позволят менять силу применения эффекта в зависимости от «расстояния» до объекта, которое косвенно можно получить из двух разных кадров, снятых как бы с немного разных ракурсов. В теории это позволит очень легко определять зону размытия и размыть ее еще больше! Хотя производители портретных объективов с большой диафрагмой вряд ли будут прилагать усилия к развитию этой технологии.

К сожалению за дополнительные возможности приходится расплачиваться увеличенным объемом данных. При использовании Dual Pixel RAW фотоаппарат записывает два файла для одного снимка, поэтому место на карте памяти (и жестком диске) расходуется в два раза быстрее.

Купить Canon EOS 5D Mark IV можно в онлайн-магазинах Amazon, B&H, Adorama.

ISOCELL GN1 – Samsung Newsroom Казахстан

Камеры смартфонов сегодня достигли того уровня, когда c их помощью можно делать фотографии профессионального качества – например, снимать HDR-пейзажи или портреты даже при слабом освещении. В современных мобильных устройствах используется сразу несколько объективов, оснащенных передовыми технологиями, работа которых контролируется искусственным интеллектом.

Новейший датчик изображения ISOCELL GN1 представляет собой мощный 50-мегапиксельный сенсор с размером пикселя 1,2 микрометра. Это первый сенсор от Samsung, в котором реализованы технологии Tetracell и Dual Pixel.

Он создан, чтобы пользователи могли получить изображения практически профессионального качества в любых условиях благодаря сверхбыстрой автофокусировке, сравнимой с той, что используется в цифровых зеркальных камерах.

На видео ниже показано, как матрица ISOCELL GN1 позволяет снимать на смартфон в превосходном качестве за счет быстрой автофокусировки, детализации с высоким разрешением и сочной цветопередачи – даже в условиях низкой освещенности.

Оставаться в фокусе

Скорость фокусировки камеры на объекте, во многом определяет впечатления от съемки. Не важно, фотографируете ли вы своего домашнего любимца, или делаете групповой снимок, быстрый автофокус поможет не упустить драгоценный момент. Для этого в сенсоре ISOCELL GN1 используется технология Dual Pixel с 100 миллионами фазовых детекторов (phase detection focus units).

Каждый пиксель в ISOCELL GN1 состоит из двух фотодиодов, принимающих световые лучи от микролинзы, размещенной сверху пикселя. Затем в процессе автофокусировки с детекцией разницы фаз создается две «копии» изображения от падающего света, по одной на каждом фотодиоде, которые затем оцениваются датчиком – аналогично тому, как устроен человеческий глаз. После чего осуществляется настройка объектива, пока два изображения не станут идентичными. Это указывает на то, что объект находится в идеальном фокусе в поле зрения камеры.

Автофокус с детекцией разницы фаз работает намного быстрее, чем традиционные системы, которые анализируют контрастность контуров объектов на изображении и включают привод фокусировки до тех пор, пока этот контраст не станет самым резким. Однако скорость процесса зависит от количества установленных в датчике пикселей с фазовыми детекторами. Во многих смартфонах число пикселей с поддержкой определения фазы составляет всего 5-10% от общего количества, но это не относится к ISOCELL GN1.

Благодаря технологии Dual Pixel в сенсорах ISOCELL GN1 используется по два фотодиода на каждый пиксель, что позволяет ускорить процесс автофокусировки и повысить его точность.

Увеличение размеров пикселей для максимально четких фотографий

Пиксели захватывают свет и превращают его в данные. В разных датчиках изображения размер пикселей может быть разным, и от этого зависит разрешение сенсора. Датчики с пикселями меньшего размера позволяют получать изображения со сверхвысоким разрешением с четкой детализацией, в то время как более крупные пиксели получают больше света и обеспечивают возможность делать качественные снимки в условиях низкой освещенности.

Стремясь обеспечить более широкий выбор размеров пикселей – от больших до мелких, – компания Samsung разработала целый ряд передовых технологий для повышения детализации и светочувствительности. В ISOCELL GN1 используются пиксели размером 1,2 мкм, что почти вдвое больше маленьких пикселей размером 0,8 мкм, которые установлены на других датчиках с высоким разрешением. Кроме того, в датчике используется инновационная технология изоляции пикселей Samsung ISOCELL Plus, которая использует физический барьер для изоляции пикселей, что позволяет микролинзе собирать больше света, который затем попадает на фотодиоды. В результате повышается точность цветопередачи и улучшается светочувствительность, а значит яркие и сочные цвета обеспечены для каждой сделанной фотографии.

Более высокое разрешение для более точной детализации

За счет размера сенсора 1/1,31 дюйма матрица ISOCELL GN1 обеспечивает разрешение 50 мегапикселей (8 160 на 6 144 пикселей), тогда как у обычных 1/2-дюймовых датчиков изображения с более мелкими пикселями размером 0,8 мкм разрешение составляет 48 мегапикселей. Благодаря Dual Pixel и использованию программных алгоритмов фотографии, сделанные с помощью ISOCELL GN1, по качеству сопоставимы со снимками с разрешением до 100 мегапикселей.

Разрешение матрицы ISOCELL GN1 в 50 мегапикселей означает, что датчик способен захватывать мельчайшие детали и дает пользователям возможность обрезать свои изображения без каких-либо существенных потерь в качестве изображения.

Кроме того, это позволяет уменьшить размер фотографий при последующей обработке, чтобы еще больше снизить уровень шумов.

Высокое качество фотографий при любых условиях освещения

Съемка в условиях низкой освещенности всегда сопряжена с рядом технических сложностей, но благодаря использованию технологии Samsung Tetracell сенсор ISOCELL GN1 способен делать кристально чистые фотографии при любых условиях.

В отличие от обычных RGB-датчиков, в которых пиксели с различными цветовыми фильтрами расположены в виде мозаики, в Samsung Tetracell пиксели с одинаковым цветовым фильтром расположены рядом друг с другом группами по четыре. При съемке в условиях низкой освещенности матрица может обрабатывать данные из этих групп из четырех пикселей как из одного большого пикселя, а это означает, что в датчик поступает больше света, и получаемые изображения становятся более яркими и содержат меньше шумов. С учетом того, что в ISOCELL GN1 используются пиксели большего размера, чем в других датчиках, применение технологии Tetracell позволяет еще сильнее улучшить качество изображения при съемке в темноте, в то время как в условиях яркого света используется алгоритм re-mosaic для перегруппировки пикселей в обычный формат RGB для получения изображений с более высоким разрешением.

Множественная экспозиция для более ярких фотографий

В сложных условиях смешанного освещения, например, когда необходимо сфотографировать плохо освещенный объект на ярком фоне, бывает непросто получить нужный динамический диапазон, чтобы как светлые, так и темные участки изображения получали правильную экспозицию. В традиционной технологии HDR для решения этой проблемы делалось несколько изображений, которые затем, в процессе постобработки, объединялись в единую фотографию, что позволяло получить более широкий динамический диапазон в конечной картинке. Этот же принцип лежит в основе технологии Real-time HDR в датчике изображения ISOCELL GN1.

Вместо того, чтобы делать последовательные фотографии и затем объединять их вместе, датчик ISOCELL GN1 использует технологию Tetracell, которая обеспечивает лучшую цветопередачу и улучшенную детализацию в тенях, полутонах и на светлых участках.

Каждый пиксель в кластере из четырех делает снимок с разным временем экспозиции: два пикселя осуществляют съёмку со средним временем экспозиции, один – с длинной, а другой – с короткой экспозицией. Это позволяет датчику захватывать свет от снимаемой сцены с еще большей точностью. Затем ISOCELL GN1 объединяет информацию из этих пикселей, работающих с тремя разными уровнями экспозиции, для создания HDR-кадра, который сразу же доступен пользователю для просмотра.

Пропуская только нужное количество света

Параметр нативного ISO указывает на то, насколько чувствителен датчик изображения к свету, и определяется значением усиления преобразования. Это значение влияет на полную емкость потенциальной ямы (full well capacity), то есть на количество света, которое могут получить фотодиоды, а также на уровень шума. Использование фиксированного нативного ISO в сенсоре ограничивает его способность адаптироваться к изменяющимся условиям освещения.

Традиционные датчики изображения часто имеют одно высокое значение нативной чувствительности ISO. Хотя это помогает снизить уровень шума в условиях низкой освещенности, из-за меньшей полной емкости потенциальной ямы они менее способны передавать детализацию объектов в светлых областях в условиях яркого освещения.

Датчик изображения ISOCELL GN1 может работать со вторым, низким значением нативной чувствительности ISO, благодаря чему он обеспечивает точную работу в условиях яркого освещения, а технология Smart-ISO выбирает идеальное значение коэффициента преобразования для различных условий. Все это позволяет подобрать наиболее оптимальный динамический диапазон и снизить уровень шумов.

Например, при съемке портретов на пляже в солнечный день эта технология будет выбирать низкое значение собственной чувствительности ISO, чтобы увеличить полную емкость потенциальной ямы и расширить динамический диапазон снимка для ярких участков сцены. Если бы в подобных ситуациях камера использовала высокое значение собственного ISO, сигнал был бы чрезмерно усилен, в результате чего яркие участки оказались бы пересвеченными, то есть в этих областях детализации практически бы не осталось.

И наоборот, при съемке селфи с друзьями на вечеринке поздно вечером технология Smart-ISO выберет более высокий собственный ISO для получения оптимальной яркости с меньшим шумом. Это дает возможность получить более широкий динамический диапазон в темных участках сцены, подсвечивая каждую деталь даже на затемненных областях изображения.

Dual Pixel в Samsung S7, или все о технологии автофокуса

Мы уже привыкли, что обычные смартфоны способны делать отличные фотографии, которые по качеству не уступают цифровому фотоаппарату.

Что касается топовых смартфонов, то в них используются самые свежие разработки. Уровень снимков, сделанных с их помощью, настолько высок, что не отличим от зеркальных камер. Функционал смартфонов приближается к профессиональным фотоаппаратам.

Среди общих настроек при фотографировании, таких как ISO, выдержка, диафрагма, баланс белого, цветовой баланс, важнейшую роль играет фокусировка на нужном объекте. От правильности ее срабатывания напрямую зависит качество снимка. Именно фокусировка определяет резкость картинки.

Суть работы

Обычно в цифровых фотокамерах используется фазовый автофокус, состоящий из так называемых фотодиодов. Беда в том, что эти датчики раньше нельзя было разместить на всей поверхности матрицы. Обычно фотодиодами покрыты около 10% поверхности сенсора, из-за чего камера не может автоматически сфокусироваться на объекте, расположенном где-нибудь в углу.

Технология Dual Pixel заключается в том, что фотодиодом обладает абсолютно каждый пиксель матрицы. Создание такого сенсора становится более дорогим, но зато отныне камера получает возможность сфокусироваться на любом объекте, даже на разместившемся на краю кадра.

Разновидности автофокусов и базовые принципы их работы

Линза камеры фокусирует лучи, отраженные от предмета, расположенного в пространстве перед объективом. При наведении фокуса камера ориентируется на расстояние до объекта и на интенсивность свечения, исходящего от него. На сегодня существует две разновидности режимов автоматической фокусировки:

Активный вариант – он базируется на измерении расстояния с помощью локатора-дальномера.
Пассивный вариант – он работает со световым пучком, замеряя его интенсивность.

Первый (активный) режим использует лазерное инфракрасное или ультразвуковое излучение с известной скоростью распространения волны в воздухе. Модуль-излучатель испускает направленный поток, который отражается от объекта и улавливается модулем приемником через некоторый промежуток времени. Далее вычислитель автофокуса умножает это время на известную скорость распространения волны и делит результат на два, получая точное значение расстояния. Направив излучатель на нужную область, пользователь получает оптимальную фокусировку, ориентируя внимание зрителя именно на этот участок фотографии.

Второй (пассивный) режим устроен несколько иначе. Он использует особые датчики (фотодиоды), измеряющие интенсивность свечения и специальный процессор, который определяет фокус по величине этого параметра. На практике это выглядит вот так: датчики фиксируют интенсивность свечения, далее процессор сдвигает фокус, после этого происходит повторный замер интенсивности, если плотность потока увеличилась, то фокусировка считается приемлемой. Если нет – происходит повторное смещение фокуса. И так до обнаружения максимальной интенсивности. В матрицах серьезных камер присутствует до 40-60 фотодиодов.

На основе этих принципов работают самые известные системы фокусировки: фазовая, лазерная, контрастная и dual-pixel. И далее по тексту мы каждый вариант, оценив попутно их базовые достоинства и недостатки.

Достоинства и недостатки лазерного автофокуса

В этом случае в модель камеры телефона встраивают лазерный излучатель и приемник. Первый генерирует узконаправленный луч, второй принимает отраженный сигнал. В итоге скорость наведения фокуса сокращается до тысячных долей секунды. Обычно речь идет о 250-300 миллисекундах, поскольку лазер распространяется со скоростью света.

Основное достоинство лазерного фокуса – высокая скорость реакции модуля, а основной недостаток – частые сбои. Узконаправленный лазерный излучатель иногда «стреляет» мимо цели, а отраженный сигнал легко теряется, особенно на открытых пространствах. Поэтому лазерный автофокус в камере смартфона в большинстве случаев работает в паре с фазовым или контрастным вариантом наведения.

Особенности фазовой фокусировки

Технология основана на дроблении луча, проходящего сквозь объектив на два потока. Это делается для того, чтобы замерить расстояние между потоками, проходящими сквозь противоположные края объектива. Если это расстояние укладывается в определенные величины, заданные в массиве данных, картинка считается сфокусированной. Для фиксации расстояния используются особые датчики, реагирующие на свет. Их сигналы обрабатываются процессором, который сравнивает считанные параметры с базовым массивом данных и дает сигнал сдвинуть фокус в нужную сторону.

Основное достоинство технологии – готовность поймать в фокус движущийся объект. Кроме того, этот вариант работает быстрее контрастного автофокуса. А еще эту систему можно использовать для подсчета такого параметра, как глубина резкости.

Главный минус фазовой технологии – сложная реализация. Система призм, зеркал, линз требует сверхточной физической юстировки и не менее скрупулезной программной настройки. Кроме того, точность такого фокуса зависит от светосилы объектива, а у мобильных телефонов с этим параметром бывают большие проблемы.

Плюсы и минусы контрастного фокуса

Технология не меняет ни матрицу, ни оптическую систему камеры смартфона. В качестве датчика тут используют либо весь фотосенсор, либо его часть. Процессор считывает текущую гистограмму с сенсора и оценивает контрастность кадра. А потом объективу дается команда сместить фокус, после чего происходит новое считывание гистограммы с переоценкой контрастности. И весь цикл повторяется до достижения максимального уровня контрастности в выбранной области кадра, на которую наводится фокус.

Главное достоинство технологии – это сочетание простоты реализации, дешевизны конструкции и компактных размеров. Такими автофокусами пользуются все производители бюджетных смартфонов.

Ключевой недостаток данного варианта – очень медленная скорость работы. Иногда процессор уходит в режим вечной «охоты за фокусом», которая кончается потерей редкого кадра.

Технология Dual Pixel

Такая технология фокусировки используется в дорогих зеркальных камерах. В мобильных устройствах ее пока применяют лишь во флагманских моделях Samsung, намеренно занижая разрешение фотографической матрицы с одновременным увеличением ее физических габаритов.

На эти ухищрения идет из-за желания привязать к каждому пикселю фотографического сенсора индивидуальный датчик, реагирующий на интенсивность свечения. Потом сигналы от датчиков обрабатывают и по фазовому и по контрастному алгоритму фокусировки, добиваясь не только идеально резкого, но и максимально контрастного изображения.

Если в случае с классическим фазовым фокусом на долю датчиков приходится не более 10% от общего числа пикселей в камере, то в случае с Dual Pixel они делятся в пропорции 50/50. Проще говоря, каждый пиксель является светочувствительным элементом и датчиком одновременно. Данная технология обеспечивает более точную и быструю фокусировку.

Из недостатков Dual Pixel следует отметить очень сложную реализацию подобных решений. Такими фокусами оснащают только флагманские устройства, например, аппараты из S-серии компании Самсунг (от седьмой модели и выше). Нечто подобное есть в последних iPhone (от шестой модели и выше), но у Apple эта технология фокусировки называется Focus pixels, и она ближе к обычному фазовому автофокусу, чем к Dual Pixel.

При съемке на смартфон (да и не только) очень важно, чтобы фотографии получались четкими и ясными. Для этого объект снимка должен быть в фокусе до того, как вы нажмете на кнопку «Сделать фото». В последнее время многие производители смартфонов работают над улучшением технологий автоматической фокусировки, и сегодня мы рассмотрим плюсы и минусы каждой, и чем они отличаются. Как обычно все подробности под катом.

При выборе камерофона многие уделяют внимание количеству мегапикселей — мол, у кого их больше, тот и круче. Однако зачастую важнее и полезнее взглянуть на другие факторы, которые оказывают не менее серьезное влияние на качество фотографий. Среди них — тип автофокуса камеры смартфона. В эту область сейчас активно погрузились Apple, Samsung, LG и другие производители, причем многим действительно удалось значительно продвинуться вперед.

Основное преимущество Dual Pixel

На самом деле технологию внедрили не только ради того, чтобы камера идеально «понимала» расположение объекта съемки. Многие пользователи знакомы с тем, как долго некоторые фотоаппараты и смартфоны справляются с автофокусировкой. Это происходит именно из-за того, что фазовому AF приходится работать с недостаточным количеством материала. Системе сложно понять, стал ли объект съемки резким. Если же в работе находится камера Dual Pixel, то она справляется со своей задачей практически мгновенно.

Ускорение автофокусировки особенно заметно при видеосъемке. Фокус от одного объекта к другому может переходить практически мгновенно. Но ещё важнее то, что человек или автомобиль будет уверенно держаться в зоне резкости даже в случае перемещения по кадру. Что касается фотографирования, то этот процесс теперь занимает меньше времени. Также лучшая автофокусировка уменьшает количество смазанных снимков.

HDR+

HDR — высокий динамический диапазон. Режим HDR работает с двумя изображениями, которые имеют различную экспозицию (светлый кадр и темный кадр), комбинируя два кадра в один. Режим HDR+ гораздо сложнее. Он берет не две, а до десяти фотографий, которые сделаны при недостаточной экспозиции, чтобы на выходе при комбинации всех изображений получилась картинка без пересветов. Именно поэтому режим HDR+ работает так долго.

В случае с портретным режимом сделанная фотография первым делом проходит через режим HDR+, а дальше за дело берется ИИ.

Почему появления технологии пришлось ждать так долго?

Производство матрицы для камеры или любого другого портативного устройства имеет ряд технологических сложностей. В частности, современные смартфоны имеют минимальную толщину, из-за чего встраиваемый в них сенсор должен быть маленьким. Но фотоэлементы нельзя уменьшать до бесконечности, иначе матрица перестанет нормально улавливать свет. Если бы каждый пиксель придумали снабжать фотодиодом лет восемь назад, то ничего хорошего из этого не вышло бы. Дело в том, что пиксели на тех матрицах были очень крохотными, а в данном случае их бы пришлось уменьшить ещё сильнее.

К счастью, технологии постепенно совершенствуются. Сейчас смартфоны снабжаются объективом с достаточно широко раскрывающейся диафрагмой, что увеличивает приток света к сенсору. А ещё производителям стали доступны более крупные матрицы. При сохранении прежнего разрешения вполне можно снабдить каждый пиксель фотодиодом. Именно поэтому в последнее время производители смартфонов перестали повышать разрешение камеры — вместо этого была сделана ставка на новую технологию, значительно ускоряющую работу системы автофокусировки.

Что такое фокус и автофокус камеры

Тут все просто: линза объектива преломляет лучи и собирает весь свет в одной точке – фокусе. И если в этой точке находится сенсор матрицы, то кадр получается более детализированным и качественным. Естественно этим физическим явлением пользуются все фотографы. Они помещают «в фокус» какую-либо часть кадра, настраивают объектив вручную и акцентируют внимание зрителя на переднем или заднем плане, главном объекте или второстепенной детали. Остальная часть картинки окажется размытой.

Ну а начинающие фотографы могут воспользоваться системой автоматической фокусировки, когда автоматика захватывает «в фокус» один или несколько объектов в кадре, управляя и объективом, и матрицей. И эти объекты (или объект) получаются максимально резкими и детализированными. И никакого мастерства и чувства кадра здесь уже не нужно.

Вероятно, именно поэтому цифровая фотография стала более популярной, чем пленочно-бумажная версия искусства. Ведь автофокус в камере телефона или дешевого фотоаппарата позволяет сделать детальный снимок без лишних усилий. Весь процесс сводится к простому правилу: «наводи и щелкай».

В каких камерах присутствует технология Dual Pixel?

Многие компании до сих пор используют обычный модуль камеры. И это при том, что впервые технология Dual Pixel стала применяться ещё несколько лет назад. Сначала нововведением оснащались сенсоры для зеркальных и системных фотоаппаратов. Позже эту технологию позаимствовали и создатели смартфонов. В частности, упоминание о Dual Pixel легко можно встретить в описании топовых аппаратов от Samsung. Например, данная технология внедрена в Samsung S8. А вот в недорогих устройствах используется рядовая матрица, без такого полезного улучшения.

Ставку на новую технологию пока делает только южнокорейский гигант. Такая конструкция матрицы запатентована, поэтому у других компаний есть лишь один выход — заказывать модули камеры у Samsung. Пока на это решились только создатели Google Pixel 2. Впрочем, в будущем всё может измениться, так как собственный аналог Dual Pixel разрабатывает компания Sony. Напомним, сейчас это один из самых крупных производителей мобильных модулей камеры.

Лазерный автофокус: самый активный

Одно из главных преимуществ данного автофокуса — время. Как говорят в LG, весь процесс автофокусировки при помощи лазера занимает 0,276 секунды. Значительно быстрее контрастного автофокуса и немного пошустрее, чем фазовый.

Очевидный плюс лазерного автофокуса — он невероятно быстрый и хорошо отрабатывает в условиях недостаточного освещения. Но работает он только на определенной дистанции — самый лучший эффект достигается, если расстояние от смартфона до объекта составляет менее 0,6 метра. А после пяти метров — привет, контрастный автофокус.

Лазерным автофокусом оснащены преимущественно смартфоны LG — к примеру, LG G4 . Но есть и исключения: тот же One Plus 2 или Asus Zenfone 2 Laser . Впрочем, у последнего все ясно из названия, да и цена привлекательная для такого набора возможностей.

Стоит ли ради Dual Pixel покупать новый смартфон?

Однозначно нет! Выбирать аппарат с поддержкой новой технологии стоит в том случае, если требуется получение и остальных функций флагмана. Также покупать подобный девайс стоит только если у вас есть достаточная сумма. Не нужно залезать ради какого-нибудь Samsung Galaxy S8 или Google Pixel 2 в кредит.

Пользователь обязательно почувствует поддержку камерой технологии Dual Pixel. Однако это не значит, что съемка станет приносить большее удовольствие. Просто данный процесс будет занимать меньше времени. Что касается качества фотографий, то на этот параметр вышеупомянутая технология влияет лишь косвенно.

Двойная камера: смело, но не всем понятно

Важное преимущество двойной камеры — возможность быстро сделать снимок, а фокус сделать потом, прямо как в камере Lytro. Но если говорить о более аккуратном фокусе, здесь двойная камера явно проигрывает фазовому фокусу.

Пока что не очень много смартфонов на рынке доступны с двойной камерой — это устройства от HTC (например, One M9+), Honor 6 Plus и другие. Ходят слухи, что и Apple в своем новом iPhone решится на использование двойной камеры.

Технология инфракрасного автофокуса, которую компания Lenovo показала на MWC в прошлом году, работает по сути как лазерный автофокус, но по скорости он примерно в два раза быстрее контрастного. Протестировать её можно на примере Lenovo Vibe Shot .

Суть проблемы

На данный момент оптимальным методом автофокусирования изображения является фазовый. Его набор недостатков можно считать минимальным по сравнению с и контрастным типами автофокуса.
Принцип его работы основан на сравнении фаз пучков света, проходящих через точки, расположенные на противолежащих краях объектива. Для этого используются специальные сенсоры, встроенные в матрицу камеры.

Помимо достаточно высокой стоимости аппаратной части , одним из наиболее неприятных минусов является проблема фронт- и бэк-фокуса.

Из-за невозможности равномерно расположить сенсоры по поверхности матрицы на периферии кадра возникают искажения.

Разумеется, до определенной степени они устраняются в процессе обработки снимка программным обеспечением камеры, но разработчики вознамерились решить проблему кардинально. И в целом им это удалось.

Предварительные выводы о Dual Pixel RAW

На данный момент возможность работать с Dual Pixel RAW является скорее технологическим прорывом, нежели широко применимой на практике функцией. В процессе настройки вы можете выбрать лишь одну регулировку из трех. Нельзя одновременно сдвинуть боке и подстроить фокусировку для одного кадра. Сами границы коррекции сравнительно малы. На наш взгляд потенциал есть у микроподстройки фокуса. Эта функция может пригодиться портретным фотографам для идеального попадания в резкость при фокусировке на глазах модели. Также мы обращаем внимание читателей, что Dual Pixel RAW никак не влияет на разрешение снимка. Удвоения разрешения от применения двух раздельных фотодиодов не происходит.

Среди общих настроек при фотографировании, таких как , выдержка, диафрагма, баланс белого, цветовой баланс, важнейшую роль играет фокусировка на нужном объекте. От правильности ее срабатывания напрямую зависит качество снимка. Именно фокусировка определяет резкость картинки.

Двойная камера: смело, но не всем понятно

В какой-то момент производители поняли, что надо бы сделать что-нибудь диковинное, за пределами фазового или лазерного автофокуса. Так на свет появились двойные камеры: для получения четких снимков используется не один, а сразу два объектива. В то время, как одна камера с фиксированным фокусом получает снимок удаленных предметов, другая фокусируется на объектах, которые расположены рядом.
Важное преимущество двойной камеры — возможность быстро сделать снимок, а фокус сделать потом, прямо как в камере Lytro. Но если говорить о более аккуратном фокусе, здесь двойная камера явно проигрывает фазовому фокусу.

Dual Pixel RAW: слабые стороны

Как у каждой медали есть две стороны, так и у DP RAW помимо преимуществ есть и недостатки. Давайте рассмотрим их по порядку.

редактирование возможно лишь на стадии постобработки. Во время съёмки у вас нет никакой возможности изменить фокусировку или уменьшить блики до тех пор, пока вы не откроете изображение в фоторедакторе. К тому же, в настоящее время единственное программное обеспечение, способное работать с файлами Dual Pixel RAW, это Canon Digital Photo Professional. Однако, по данным Adobe, они ведут активную работу над совместимостью нового формата с их программным обеспечением.
работа новой технологии Canon сильно зависит от настроек диафрагмы. Чем шире открыта диафрагма – тем выше эффективность использования Dual Pixel RAW. И это вполне логично, поскольку незначительные корректировки сложнее заметить на прикрытой диафрагме, когда глубина резкости значительно больше.
возможно редактирование только одного параметра из трех. Так что, если вам нужно настроить фокус и уменьшить блики, вам придется выбрать только одну. Конечно, это незначительная проблема, но о ней стоит помнить.
увеличение размера файлов изображений. К сожалению, при использовании Dual Pixel RAW размер файла фотографии увеличивается почти в 2 раза – с 37 МБ до 67 МБ – а это уже достаточно серьёзная проблема. Например, если вы снимаете свадьбу, то иметь возможность использовать возможности DP RAW – приятный бонус, но вот стоит ли это удвоения размеров отснятого материала – вопрос весьма спорный.
снижение скорости непрерывной серийной съёмки. Хотя, Canon ничего не говорит о снижении скорости непрерывной серийной съёмки при использовании Dual Pixel RAW, но это вполне ожидаемо.

В качестве бонуса предлагаем вам видеодемонстрацию работы технологии при смене фокусировки:
Больше полезной информации и новостей в нашем Telegram-канале «Уроки и секреты фотографии» . Подписывайся!

Лазерный автофокус: самый активный

Как и фазовый, лазерный автофокус относится к активному типу автофокуса. Этим направлением долгое время занималась компания LG, которая сперва реализовала лазерный автофокус в своем смартфоне G3. В основе работы технологии лежит принцип лазерного дальномера: лазерный излучатель освещает объект, а сенсор замеряет расстояние до него и время поступления отраженного лазерного луча.
Одно из главных преимуществ данного автофокуса — время. Как говорят в LG, весь процесс автофокусировки при помощи лазера занимает 0,276 секунды. Значительно быстрее контрастного автофокуса и немного пошустрее, чем фазовый.

Сдвиг эффекта боке

Ещё более сюрреалистичной выглядит функция «сдвиг эффекта боке». Двигая ползунок в фоторедакторе, можно сдвигать фон относительно находящегося в фокусе объекта съёмки. Ощущение, что фотоаппарат «заглядывает за угол», за границу кадра. Безусловно, величина коррекции получается не слишком большой, однако она заметна на снимках.

Скриншоты в процессе обработки:

Как применять эту функцию на практике — решать вам. У нас же есть лишь одно предположение. Сдвиг боке может пригодиться, когда при съёмке в кадре случайно оказался мешающий объект, который частично закрыл собой основной объект съёмки. В редакторе можно получить эффект сдвига точки съёмки. Таким образом мешающий объект может быть передвинут.

Скриншоты в процессе обработки:

Важно отметить, что эффективность инструмента не стоит переоценивать. Сильные пересветы он не убирает. Однако яркость одиночных бликов, а также засветки у ярких объектов можно заметно снизить.

Оригиналы кадров:

Микрорегулировка изображения

Принцип работы этой функции мы так и не смогли выведать ни у представителей Canon, ни в интернете. То, что происходит в процессе «оптимизации Dual Pixel RAW» (именно так называется соответствующий пункт меню), скорее похоже на маленькое чудо. Уже после съёмки у фотографа появляется возможность подвинуть глубину резкости в кадре вперёд или назад.

Величина коррекции оказывается совсем небольшой. При съёмке со 100-мм объективом с дистанции около метра подвинуть ГРИП удалось лишь на 1,5-2 мм в одну и в другую сторону. Это немного, но такой регулировки может оказаться достаточно для микроподстройки при минимальных промахах в автофокусировке, которые в реальной съёмочной практике не редкость.

Оригиналы кадров:

Для эффективного применения функции «оптимизации Dual Pixel RAW» есть конкретные рекомендации, которые нам удалось запросить в Canon. Вот они:

Съёмка должна производиться с фокусным расстоянием не менее 50 мм и диафрагменным числом не более f/5,6.
ISO при этом не должно превышать 1600.
Полученный эффект может различаться в зависимости от ориентации кадра (горизонтальная/вертикальная).
Для максимальной эффективности необходимо придерживаться следующих параметров («Фокусное расстояние»: «Расстояние до объекта»):

o 50 мм: 1-10 м o 100 мм: 2-20 м o 200 мм: 4-40 м

Соблюдая эти правила, можно немного подкорректировать промах в фокусировке, например, при портретной съемке. На кадрах ниже я смог сделать резче ближний глаз модели уже после съемки.

Сдвиг резкости назад

Сдвиг резкости вперед

Выбор объективов

На первый взгляд может показаться, что у Sony большой выбор объективов, но Canon здесь вне конкуренции. Объективы Canon не очень хорошо работают с камерами Sony.

Наверняка вместе с полнокадровой беззеркалкой Canon будет анонсирован переходник на объективы Canon EF, который позволит работать с объективами с той же производительностью как зеркальные камеры.

Получится, что Canon предложит фотографам работать с имеющимся парком оптики без необходимости в замене всех объективов.

Как работает Dual Pixel RAW?

Принцип работы Canon Dual Pixel RAW основывается на том, что камера за один раз снимает 2 фотографии с разрешением 30,4 мегапикселя каждая, используя левую и правую половинку одного пикселя. Так как, хотя две половинки одного пикселя находятся очень близко друг к другу, они воспринимают снимаемую сцену с немного разных ракурсов, и именно поэтому Canon даёт возможность пользователям считывать информацию с каждой половинки пикселя по отдельности.

Так что, работа Dual Pixel RAW в чём-то напоминает принцип работы камер Lytro, но не столь ярко выражена. Захватывая свет с двух разных ракурсов Canon, лишь слегка намекает на то, что способны делать камеры Lytro, но делает это без ущерба для высокого разрешения в 30,4 мегапикселей.

Удобство использования

Для профессиональной работы я отдаю предпочтение своей Canon 5DS R, вместо Sony A7R III. Камера Canon работает быстрее.

Например, переключение в режим видеосъёмки в Canon вынесено на переключатель, а в Sony нужно крутить диск с режимами съёмки.

Переключение между AF и MF в режиме видео это целая проблема для Sony.

А если установили запись сразу на две карты, то не сможете снимать пока не вставите две карты.

Canon делает это интуитивно и знает, что нужно писать на одну карту без необходимости менять настройки. Эргономика, верхний экран, огромное количество аксессуаров — вот некоторые из причин, почему Canon уходит вперед, когда дело доходит до удобства использования.

Сравнение автофокуса: Panasonic DFD vs. Canon Dual Pixel

Портал DPreview проанализировал системы автоматической фокусировки Panasonic и Canon.

Алгоритм системы Panasonic DFD (Depth from Defocus) — анализирует то, как изменяется яркость объектов в кадре. Panasonic разработала систему, которая существенно ускоряет фокусировку благодаря тому, что она сравнивает меньшее количество измерений контрастности и получает доступ к данным об определенных характеристиках расфокусировки (боке) объектива, что приводит к быстрому обнаружению и в конечном итоге более быстрой фокусировке, чем в традиционных системах обнаружения контрастности. Технология впервые применена в камере Panasonic Gh5.

Система Canon Dual-Pixel CMOS AF предусматривает наличие у каждого пикселя на матрице двух фотодиодов, которые могут считывать информацию как независимо друг от друга при использовании автофокуса, так и совместно при построении изображения.

В тестировании систем автофокусировки использовались камеры Panasonic GX9+ Panasonic G 42,5mm F/1. 7 и Canon SL3(250D) + Canon EF 50mm F/1.8 STM

Тест первый.
Режим «Face Detect»

Объект приближался по направлению к камере, изменяя при этом свое положение в кадре. «Поймать» лицо в фокус камере удалось лишь несколько раз, и то, когда объект находился уже в непосредственной близости. Ряд фотографий оказались браком. Пример — ниже.

Стоит отметить, что мужчина бежал достаточно быстро, в ряде случаев практически полностью отворачиваясь от камеры. На расстоянии двух-трех метров система Panasonic DFD смогла корректно распознать его лицо и уже не отпускала его из фокуса.
Результат Canon был значительно лучше. 250D корректно сфокусировался на объекте еще в тот момент, когда он находился в значительном отдалении.
Тест второй.
Режим «Continuous Auto-Focus with single central point»

Сложность использования этого режима заключается в том, что точка автофокуса должна всегда находиться на объекте. Обе камеры фокусировались не совсем корректно, поскольку объект быстро двигался. Фокус находился преимущественно на груди объекта или в районе плеч, нежели на лице.

В этой связи DPReview не рекомендуют пользоваться этим режимом в подобной съемочной ситуации.

Тест третий.
Режим «Tracking Autofocus»

В этом режиме камера Panasonic GX9 с системой DFD показала себя значительно лучше, нежели в иных режимах. Фокусировка была «закреплена» на лице объекта, которое отслеживалось корректно, несмотря на быструю скорость передвижения.
Пример — на фотографии.Canon 250D в свою очередь показал похожий результат.
При этом тестировщики отмечают, что в случае с системой Canon у пользователя есть выбор — режим Tracking или режим Face Detect. При пользовании системой Panasonic — рекомендуется выбирать исключительно режим Tracking.

Режимы также были опробованы при съемке видео. Во время теста камера Panasonic фокусировалась очень медленно и не всегда корректно. Еще большие сложности у нее возникали в случае движения объекта. У Canon 250D подобной проблемы не возникало. Камера корректно и плавно отслеживала объект и фокусировалась на лице.

Отдельно отмечались ошибки фокусировки Panasonic, из-за которых степень размытия заднего плана постоянно изменялась. Тестировщики указали стрелочкой на огни на заднем плане, которые стали для системы автофокусировки Panasonic DFD проблемой.
У Canon, отметили DPReview, подобной проблемы нет.

Все вышеперечисленные тесты DPReview проделали также и с камерой Panasonic GH5. Результат оказался лучше нежели у GX9. В этой связи тестировщики отметили, что система автофокусировки Canon не улучшается годами, в то время как Panasonic постоянно совершенствует свои алгоритмы автоматической фокусировки.

Полный обзор опубликован на официальном youtube-канале портала DPReview.

comments powered by HyperComments

Dual Pixel в Samsung S7, или все о технологии автофокуса

Одним их настоящих нововведений в новых флагманах Samsung Galaxy S7 стала камера, которая подверглась существенным доработкам. Разрешение ее матрицы уменьшилось с 16 до 12 МП, зато диаметр пикселя вырос до 1,44 мкм, а светосила увеличилась до f/1,7. Но главным прорывом стало внедрение системы автофокуса Dual Pixel, ранее доступной только в профессиональных «зеркалках». По заявлениям производителей, инновация позволяет камере S7 фокусироваться на объектах в кадре значительно быстрее, и более качественно обнаруживать их контуры.

Чем особенна система Dual Pixel, действительно ли она является революционной, или же это – всего лишь очередной маркетинговый ход, поможет разобраться этот короткий материал.

Немного теории

В цифровых камерах (как выполненных в виде самостоятельного устройства, так и встраиваемых в электронику) получили распространение два вида автофокуса: пассивный и активный.

Первый пасивный вид автофокуса функционирует по принципу анализа контраста картинки, попадающей на матрицу. При фокусе на указанную точку процессор устройства обрабатывает оптические данные с этого участка, подбирая оптимальный контраст. Такой автофокус используется в большинстве мобильных камер, а также бюджетных мыльницах. Недостатками системы являются медлительность, не всегда корректное срабатывание, неспособность качественно запечатлеть объект в движении.

Второй тип автофокуса – активный, который может быть фазовым или лазерным. В последние пару лет оба принципа начали набирать популярность не только в сегменте DSLR, но и любительской фототехнике, добравшись даже до смартфонов. При лазерном автофокусе матрица камеры оснащена своего рода дальномером, луч которого позволяет анализировать трехмерное пространство, сохраняя его глубину на снимке.

Фазовый автофокус предполагает разделение оптического тракта на две части, для последующего их сравнения и выравнивания. Фокусировка производится на основе анализа разности фаз по этим двум каналам, отсюда и название технологии. За эту функцию отвечает специальный сенсор, который находится возле матрицы на таком же расстоянии от объектива. Именно подобный механизм и стал предтечей технологии Dual Pixel.

Ранее такой метод был доступен только в полноразмерных зеркальных камерах, так как требовал применения дополнительных сенсоров и их точного расположения. Но тенденция к уменьшению в области полупроводниковых технологий сделала возможной установку датчиков прямо на матрицу.

Технология Dual Pixel, примененная в смартфоне Samsung S7, является именно разновидностью фазового автофокуса, но есть в ней и свои отличия.

Чем отличается Dual Pixel в S7 от фазовой фокусировки в камерах других смартфонов?

Главным отличием камер смартфонов от матриц зеркалок является миниатюрный (в 5-15 раз меньший) размер. Поэтому технология фазового автофокуса имеет свои ограничения: чтобы оснастить отдельным фокусным сенсором каждый пиксель, придется уменьшить его размеры, что приведет к появлению большего количества шумов и артефактов. Поэтому датчиками оснащаются только 5-10 % от общего числа светочувствительных точек.

Dual Pixel в Galaxy S7 отличается тем, что благодаря увеличению размеров пикселя стало возможным оснащение каждого пикселя отдельным датчиком.

Мощный процессор смартфона в режиме реального времени отслеживает показания каждого пикселя, позволяя производить фокусировку значительно быстрее. Так что по сути, Dual Pixel в S7 – это не более, чем полноценная реализация уже проработанной технологии. Тем не менее, отрицать ее инновационность нельзя, так как в смартфонах подобное встречается впервые.

Как работает автофокус Dual Pixel в камере Galaxy S7

Компания Samsung презентовала видео, где в условиях специального тестового стенда показаны различия в работе автофокуса камер южнокорейских смартфонов. На примере сравнения Galaxy S6 и S7 видно, что новая технология Dual Pixel позволяет значительно быстрее сосредоточиться на кадре, сделав его четким и контрастным.

На видео хорошо видно, как в условиях резкой смены дистанции Dual Pixel в S7 практически мгновенно отображает картинку во всех деталях, в то время как камере S6 требуется время, которое может составить около секунды. Если при съемке на смартфон пейзажей или людей, которые стоят, этот промежуток можно считать несущественным, то при фотографировании движущихся объектов – каждая доля секунды имеет значение. Таким образом, можно констатировать, что Dual Pixel – действительно важное нововведение, которое преподносит мобильное фото на новый уровень.

Canon EOS 800D – Самая доступная камера с Dual Pixel CMOS AF и 45-точечным фазовым автофокусом

Сегодня представили Canon EOS 800D, камеру начального уровня, которая мало чем уступает тому же Canon 80D, или сегодня же представленному Canon 77D (его анонс будет чуть позже). По крайней мере, по части видео-возможностей.

Здесь установлен 24-мегапиксельный APS-C CMOS сенсор, как в 750D, 760D, 80D и M5. Как уже было ясно из заголовка, 800D – это самая доступная зеркалка Canon с поддержкой технологии Dual Pixel CMOS AF, когда каждый пиксель матрицы одновременно отвечает еще и за фокусировку в режиме Live View и при съемке видео. Только из-за этой возможности есть большая аудитория, которая предпочтет камеру Canon для съемки видео, а не любую другую, даже при отсутствии возможности съемки видео в 4K разрешении. Например, тем же видео-блогерам с Dual Pixel AF снимать себя и все вокруг гораздо проще, так как не нужно париться по поводу автофокуса вовсе.

Автофокус для фотографов тоже кардинально прокачали. Если кто-то помнит времена xxxD серии, когда было всего 9 точек, из которых только центральная – крестообразная, то это уже давно в прошлом. В Canon 800D установлен модуль автофокуса от 80D, а значит здесь 45 крестообразных точек (в 750D/760D было 19 точек). С учётом того, что сенсор здесь такой же, то можно предположить, что 800D наведется на цель с такой же скоростью и сделать точно такую же фотографию, как могли бы получить с более дорогой 80D. Немного конкуренция внутри линейки намечается, вам не кажется? Особенно с учётом последующих анонсов – 77D и M6.

Ах, да, здесь более быстрый процессор Digic 7, чем в 80D. За счёт этого чуть шире диапазон ISO – от 100 до 25600 (51200 в расширенном режиме) и в теории даже лучше работа на аналогичных значениях чувствительности матрицы. Серийная съемка стала чуть шустрее – 6 fps. Самая короткая выдержка не изменилась – 1/4000 секунды. Записывать видео можно в разрешении Full HD до 60 кадров за секунду с битрейтом 60 Mbit.

Кроме Wi-Fi и NFC, добавили Bluetooth с малым потреблением энергии. С учётом не самой емкой батареи в xxxD серии, это хорошее подспорье. Дисплей остался прежний – 3-дюймовый, сенсорный, 720 х 480 точек, поворотный по всем осям. Видоискатель – 0.82х, покрытие 95%. Вес с батареей – 532 грамма, габариты – 131 x 100 x 76 мм.

Стоимость Canon EOS 800D body – $750, с объективом 18-55 F4-5.6 IS STM – $900, c 18-135mm F3.5-5.6 IS STM – $1300. В продаже появится в апреле 2017 года.

Основы двухпиксельной визуализации.

Вы видели последний смартфон… | Винсент Табора | High-Definition Pro

Вы видели новейшие камеры смартфонов? Они создают потрясающие изображения, которые могут соперничать с цифровыми зеркальными фотокамерами. Они выглядят так, будто их застрелил профессионал, а снимал обычный человек. Технология, лежащая в основе современных камер смартфонов, сочетает традиционную оптику с программными алгоритмами. Это новая форма обработки изображений, называемая компьютерной фотографией. Один из наиболее известных примеров — технология двойного пикселя, которая будет объяснена ниже.

Пример фотографии, сделанной с использованием двухпиксельных датчиков на Pixel 3. Обратите внимание на эффект боке, созданный на этой фотографии. (Источник фото Google Pixel Gallery)

Традиционные камеры всегда основывались на оптике. У вас есть объектив для фокусировки и создания композиции изображения, а затем вы снимаете его на пленку для создания экспозиции. Появление цифровых камер заменило пленку электронным датчиком, но по-прежнему использует оптическое изображение для получения конечного результата. С вычислительной фотографией она расширяет возможности улучшения изображения с помощью встроенных в камеру возможностей.Это так же просто, как наведение и щелчок цифровой камеры, но для создания окончательного изображения требуется больше времени, связанного с обработкой изображения.

Краткая иллюстрация двухпиксельных датчиков

Двухпиксельный датчик решает проблему, с которой разработчики камер смартфонов столкнулись с размером датчика. На смартфонах требовался датчик меньшего размера, чтобы поместиться в корпус меньшего размера. DSLR или беззеркальные камеры имеют больший размер корпуса, чтобы соответствовать большим датчикам. Сенсоры большего размера могут улавливать больше света и, таким образом, создавать изображения лучшего качества.Как это можно сделать на смартфоне, где у вас не хватит места для установки качественного датчика изображения? Ответ некоторых производителей смартфонов — использование двухпиксельных датчиков. Эти цифровые датчики не просто снимают изображения со света, но и регистрируют значения, которые затем обрабатываются и уточняются программным обеспечением камеры.

На этой диаграмме показано, как создается пиксель из двух фотодиодов с фотосайта.

Датчики состоят из фотоэлементов, которые представляют пикселей или элемент изображения в изображении.Это устройства для улавливания света, называемые фотодиодами, которые покрывают поверхность датчика. Чем больше света захватят фотосайты, тем лучше будет разрешение изображения. В двухпиксельном сенсоре смартфона места для фотосъемки намного меньше, и поэтому по умолчанию не улавливают столько света, сколько сенсор полноразмерной камеры, например Датчик CMOS 35 мм. Вместо этого двухпиксельные датчики разделяют фотосайт на два отдельных фотодиода. Когда объектив начинает фокусироваться на изображении, каждый фотодиод улавливает свет под разными углами и также получает разные входные сигналы изображения.Это действует аналогично автофокусировке с определением фазы на камере DSLR. Два фотодиода на фотосайте теперь объединяют свои значения, чтобы создать один пиксельный выход. Затем значения фотосайта обрабатываются сложными алгоритмами для создания окончательного изображения.

Комбинируя значения с двух фотодиодов на пиксельном фотосайте датчика, вы получаете более детализированный результат, когда он объединяется в один пиксель. Это было снято с помощью Pixel 3 (Photo Credit Android Authority)

. Сочетая двойной пиксельный сенсор с объективом, вы получаете камеру, способную снимать потрясающие изображения в различных режимах и условиях освещения.С помощью методов искусственного интеллекта, используемых в машинном обучении, фотоэффекты создаются с использованием обучающих данных из миллионов фотографий для создания наилучшего изображения. Именно так неподготовленный пользователь, не имеющий знаний и опыта в фотографии, может сделать отличное фото. Не нужно беспокоиться об диафрагме, выдержке, балансе белого или даже о настройках ISO. Композиция и креативность заложены в пользователе, но окончательное изображение было создано системой камеры смартфона.

В портретных режимах некоторых смартфонов получаются действительно отличные селфи из-за двойных пикселей. Google действительно хорошо использовал это в линейке смартфонов Pixel 2. Несмотря на то, что у него была только одна основная камера, он показал лучшие результаты, чем его конкуренты с двумя камерами, такие как Samsung Galaxy и Apple iPhone. Двухпиксельные датчики измеряют разницу с одной стороны пикселя и другой, а не с помощью двух линз. Это доказывает, что вам не нужно больше одной камеры на смартфоне, чтобы делать отличные снимки. Google делает это с помощью программных технологий искусственного интеллекта и двухпиксельных датчиков.Одна из функций, благодаря которой камеры смартфонов Google делают отличные фотографии, — это фокусировка, и это связано с двухпиксельной автофокусировкой, которая есть в линейке Pixel 3.

Производители камер для смартфонов фактически позаимствовали технологию двух пикселей у цифровых зеркальных фотокамер. Canon считается первой компанией-производителем камер, которая представила это в своей Canon EOS 70D под названием Dual Pixel Autofocus. В EOS 70D по-прежнему используется автофокус с определением фазы, но он не будет полагаться на зеркала систем камеры. Вместо этого датчик будет обрабатывать автофокусировку света без необходимости в других модулях.Это именно то, что нужно беззеркальной системе, такой как камера смартфона. Не полагаясь на зеркала, для регулировки которых требуется механическое движение и, следовательно, требуется больше времени для фокусировки, двухпиксельный датчик более точен и может быстрее фокусироваться на изображении.

Проиллюстрировано, как Canon реализует свой двухпиксельный сенсор (Источник Canon)

Теперь ясно, что главными преимуществами двухпиксельных сенсоров являются быстрая автофокусировка и более четкое изображение. Камера может точно сфокусироваться на изображении независимо от его положения.Даже в зеркальных и беззеркальных камерах используются двухпиксельные датчики, но включение этого в камеру смартфона очень практично, поскольку оно улучшает изображения, несмотря на свой меньший размер. Производители смартфонов обязательно предложат варианты этой техники в сочетании со своим программным обеспечением AI, чтобы пользователи могли делать свои лучшие фотографии и потрясающие изображения.

Что такое двухпиксельный автофокус? Объяснение технологии камеры

Автофокусировка Dual Pixel становится все более популярной функцией камеры смартфона, особенно на флагманском рынке.Эта технология обещает гораздо более быструю фокусировку для динамичных снимков, а также превосходную фокусировку в условиях низкой освещенности. Но как это работает?

Dual Pixel autofocus — это расширение автофокусировки с определением фазы (PDAF), которая уже несколько лет используется в камерах смартфонов. По сути, PDAF использует выделенные пиксели для просмотра влево и вправо на датчике изображения, чтобы вычислить, находится ли изображение в фокусе. Чтобы познакомить вас с этим, обязательно ознакомьтесь с нашим подробным руководством по ссылке ниже.

Краткое изложение: Объяснение автофокусировки с определением фазы (PDAF)

Что такое автофокус Dual Pixel и как он работает?

PDAF является предшественником автофокусировки Dual Pixel, поэтому важно понимать, как работает первый. PDAF основан на немного разных изображениях, созданных из замаскированных пикселей, смотрящих влево и вправо. Сравнение разности фаз между этими изображениями используется для расчета фокусного расстояния. Эти пиксели определения фазы обычно составляют около 5% всех пикселей датчика изображения.PDAF стал более надежным и точным за счет использования большего количества выделенных пар пикселей с определением фазы.

Dual Pixel AF фокусируется всего за миллисекунды.

При переходе к Dual Pixel AF каждый пиксель на датчике используется для PDAF и помогает в вычислении разности фаз и фокусировки, что значительно повышает точность и скорость по сравнению со стандартным PDAF. Каждый пиксель разделен на два фотодиода, один левый и правый. Часто это достигается с помощью микролинз, размещаемых поверх пикселей.При фотографировании процессор сначала анализирует данные фокусировки с каждого фотодиода, а затем объединяет сигналы для записи полного пикселя, используемого в окончательном изображении.

Samsung

На приведенной выше диаграмме, представленной командой разработчиков датчиков изображения Samsung, показаны различия между традиционным PDAF и технологией Dual Pixel AF. Единственный реальный недостаток заключается в том, что внедрение этих крошечных фотодиодов и микролинз с фазовым детектированием непросто и не дешево, что становится важным фактором для датчиков с очень высоким разрешением.

Разблокированные в США серия Samsung Galaxy S20 теперь получает февральское обновление безопасности

https://www.youtube.com/watch?v=jgy1HDi-uhE Обновление: 4 февраля 2021 г. (09:50 по восточному времени): на прошлой неделе компания Samsung начал выпуск обновления Samsung Galaxy S20, содержащего исправление безопасности для Android от февраля 2021 года. Однако развертывание в основном ограничивалось Великобританией…

Например, 108-мегапиксельный сенсор внутри Galaxy S20 Ultra не использует технологию Dual Pixel, в отличие от моделей Galaxy S20 с более низким разрешением. Автофокус Ultra в результате хуже.

Чем двухпиксельный автофокус лучше PDAF

Несмотря на общие принципы, технология Dual Pixel обеспечивает гораздо более быструю фокусировку и большую способность сохранять фокусировку на быстро движущихся объектах, чем базовый PDAF. Это особенно полезно для получения идеального снимка. Не говоря уже о том, чтобы просто быстро поднять камеру, зная, что она всегда будет в фокусе. Huawei P40, например, может похвастаться временем фокусировки всего миллисекунды благодаря этой технологии.Вы можете увидеть это в действии на гифке ниже.

Один из самых больших недостатков PDAF — характеристики при слабом освещении. Поскольку фотодиоды с определением фазы состоят всего из половины пикселя, шум затрудняет получение точной информации о фазе при слабом освещении. Dual Pixel улучшает эту ситуацию, снимая гораздо больше показаний по всему сенсору, сглаживая шум для быстрой автофокусировки даже в довольно темных условиях. Здесь есть ограничения, но это, пожалуй, самое большое улучшение автофокусировки Dual Pixel.

Если вы серьезный мобильный фотограф, лучшая камера — будь то смартфон или зеркалка — с технологией автофокусировки Dual Pixel на борту гарантирует, что вы всегда будете делать самые резкие снимки.

Еще сообщения о камерах смартфонов

Dual Pixel Autofocus: что это такое и в каких камерах он есть?

Dual Pixel Auto Focus: снимок экрана из видео Canon.

Компания Canon представила двухпиксельную автофокусировку с фазовым определением (DPAF) в 2013 году с камерой EOS 70D, назвав эту технологию «революционной.”

С тех пор DPAF стал функцией большинства новых моделей камер, выпускаемых Canon, от кинокамеры EOS C300 за 10 000 долларов до EOS 1DX MarkII профессионального уровня, беззеркальной камеры Canon EOS M6 и потребительской камеры EOS Rebel T7i.

DPAF также используется в камерах смартфонов Samsung и других компаний, и несколько крупных компаний-производителей камер подали патенты на аналогичные типы датчиков.

Но что такое автофокус с двумя пикселями?

Действительно ли это революционно?

Предлагает ли другой производитель аналогичную технологию?

Что такое автофокус Dual Pixel?

В этих новых датчиках изображения Canon CMOS каждый пиксель имеет два фотодиода, которые могут работать по отдельности или вместе. Над каждым диодом есть отдельная линза.

Когда свет проходит через эти линзы и попадает на диоды, процессор анализирует сигнал каждого диода для фокусировки и, как только фокусировка достигнута, сигналы затем объединяются для записи изображения.

Таким образом, каждый пиксель на датчике выполняет двойную роль.

Именно эта двойная роль отличает датчики DPAF.

В других типах датчиков изображения некоторые пиксели используются для фокусировки, а остальные записывают изображение, но ни один из них не делает и то, и другое.

В датчиках изображения Canon 80% пикселей (по горизонтали и вертикали) играют эту двойную роль.

Датчик на EOS 5D Mark IV, например, имеет разрешение 6720 x 4480 пикселей. При 80% -ном охвате (5376 x 3584) более 19 миллионов пикселей имеют DPAF.

Для сравнения: сенсор Sony a7R iii имеет размер 7952 x 5304 пикселей и 399 точек автофокусировки с определением фазы.

В то время как беззеркальные камеры в течение некоторого времени использовали автофокусировку с определением фазы в датчиках изображения, в зеркальных фотокамерах обычно используется отдельный датчик автофокусировки с определением фазы для фокусировки, когда зеркало опущено и видоискатель используется, и переключаются на автоматическую фокусировку с определением контраста на фактический датчик изображения, когда зеркало поднято, и вы используете Live View или записываете видео.

И видео — это то место, где DPAF действительно может сиять, обеспечивая быструю и точную фокусировку без увеличения и уменьшения объектива в поисках фокусировки.

DPAF также упрощает отслеживание движущихся объектов и делает их более точными.

Кроме того, вы можете легко управлять фокусировкой и переключаться между объектами во время видеосъемки с помощью сенсорного экрана в режиме live view.

Для фотосъемки вы можете нажать в любом месте ЖК-экрана на задней панели камеры и быстро и точно сфокусироваться.

Dual Pixel Auto Focus: каждый пиксель содержит два фотодиода, которые работают независимо. Снимок экрана с видео Canon.

Какие камеры имеют DPAF?

Следующие камеры Canon имеют DPAF:

Кинокамеры C100, C200 и C300
Беззеркальные камеры M5, M6 и M50
1 зеркалки DX Mark II, 5D Mark IV, 6D Mark II, 7D markII, 70D, 77D, 80D, Rebel T71 (также известный как EOS 800D) и Rebel SL2 (EOS 200D)

Камеры в некоторых смартфонах также имеют DPAF:

Компания Samsung представила DPAF в смартфонах Galaxy S7 и S7 Edge. Датчики DPAF также есть в S8, S8 +, S9 и S9 +.
Смартфоны Google Pixel 2 оснащены датчиками DPAF.
В телефоне HTC U11 также есть датчик DPAF.

Ряд веб-сайтов, которые следят за рыночными сообщениями о том, что Fuji, Nikon, Olympus и Panasonic подали патенты на двухпиксельные системы автофокусировки (или очень похожие).

Действительно ли DPAF меняет правила игры?

Прежде чем судить о двухпиксельной автофокусировке, вы должны понять, как работает автофокус и что DPAF делает иначе.

В DSLR есть два датчика: датчик фокусировки и датчик изображения.

Когда вы используете видоискатель для компоновки изображения, зеркало опущено.

Это зеркало отражает изображение сцены, которую вы собираетесь снимать, в пентапризме и в видоискателе.

Небольшой полупрозрачный кусочек в зеркале также позволяет отражать изображение сцены до датчика автофокусировки (который отличается от датчика изображения, который будет делать снимок).

Если, с другой стороны, вы создаете композицию с использованием Live View, то зеркало поднято, фокусировка выполняется с помощью датчика изображения, а датчик автофокусировки не используется.

Обычно датчик фокусировки использует определение фазы, а датчик изображения использует определение контраста для автоматической фокусировки.

Обнаружение контраста смотрит на микроконтраст по краям.

Он может определить, резкий ли край или нет, но он не может определить, фокусируется ли объектив спереди или сзади.

Таким образом, он дает команду объективу двигаться вперед и назад, чтобы определить, в какую сторону и как далеко двигаться, чтобы получить фокус.

Этот процесс медленный по сравнению с автоматической фокусировкой с определением фазы. Однако, поскольку он использует реальный датчик, вы можете быть уверены в точной фокусировке.

Как работает автофокус с определением фазы. Снимок экрана с видео Canon.

Автофокусировка с определением фазы работает как старые камеры с дальномером, когда вы видите два изображения и настраиваете фокус, пока не объедините их в одно целое.

При обнаружении фазы датчик фокусировки принимает сигнал от двух немного разделенных диодов и сравнивает каждый.

Если сигнал совпадает, и свет от каждого из них попадает в одно и то же место, фокусировка достигается.

Если сигналы разнесены и свет не совпадает, система определения фазы определяет, насколько далеко друг от друга и в каком направлении, а затем плавно перемещает линзу вперед или назад к точке, где достигается фокусировка.

(я должен отметить, что датчик фазового определения в зеркальной фотокамере может немного смещаться во время производственного процесса, что может привести к тому, что изображения будут немного не в фокусе.Это могло бы раздражать, но это можно исправить.)

Обнаружение фазы заметно быстрее автоматической фокусировки с обнаружением контраста, что полезно при съемке спортивных состязаний, дикой природы, свадеб и т. Д.

Не имеет значения для неподвижных объектов, таких как пейзажи.

Это имеет большее значение при съемке видео, когда вы хотите, чтобы фокусировка происходила быстро и плавно.

Датчик фокусировки зеркалки будет иметь определенное количество точек определения фазы для автофокусировки.

Например, EOS 5D Mark IV имеет 61 точку автоматической фокусировки.В моем Nikon D750 их 51.

Однако, если я использую Live View (с определением контраста на датчике изображения), я не ограничен 51 точкой — я могу сфокусироваться в любом месте экрана Live View.

В отличие от этого, беззеркальные камеры

имеют только один датчик, который обычно использует фазовый автофокус. Sony a7R iii имеет 399 точек фокусировки.

Olympus OM-D EM-1 MK II имеет 121 точку фокусировки.

Каждая из этих точек фокусировки представляет собой пиксель, который не записывает данные изображения.

Он просто используется для фокусировки, а данные изображения интерполируются из ближайших пикселей.

Хотя это может незначительно повлиять на качество изображения, этого недостаточно, чтобы заметить.

Скорость и точность фокусировки более чем компенсируют любую незначительную потерю качества изображения.

Действительно ли DPAF революционен?

Dual Pixel Auto Focus — безусловно, интересная технология.

С каждым пикселем сенсора, способным записать ваше изображение, качество изображения могло бы быть немного лучше, но с сегодняшними сенсорами вы, вероятно, никогда не заметите разницы.

Для пейзажного фотографа это не веская причина покупать новую камеру, хотя было бы неплохо.

Если вы делаете портреты или фотографируете мероприятия и свадьбы, вы, вероятно, будете составлять композицию и фокусироваться через видоискатель и не будете использовать DPAF.

Но для видеооператоров это может быть большим!

Большинство профессиональных видеооператоров использовали ручную фокусировку, чтобы объектив не искал фокусировку.

В Голливуде для каждой сцены измеряется расстояние от камеры до объекта и отмечается фокусировка в любом месте, где будут находиться актеры.

По мере развертывания сцены оператор камеры вручную перемещает объектив в эти заранее определенные точки фокусировки.

Видеооператоры, использующие DSLR для записи видео, часто перед записью каждого кадра следили за правильной фокусировкой.

Напротив, двухпиксельная автофокусировка может дать вам мгновенную и точную фокусировку без рывков объектива вперед и назад.

Вы можете нажать на ЖК-экран и быстро и легко установить фокус на другом объекте.

Благодаря функции фазового обнаружения DPAF камера будет реагировать плавно и почти мгновенно.

У камеры меньше шансов потерять фокус, когда человек или объект пересекает вас и ваш объект, или когда в сцене есть яркий свет или высококонтрастная область.

Canon также утверждает, что система DPAF намного быстрее и лучше удерживает движущиеся объекты в фокусе.

Люди, которые в настоящее время используют беззеркальные камеры для фото или видео, вероятно, не найдут DPAF веской причиной для покупки новой камеры или системы.

Многие производители беззеркальных камер снимают видео в формате 4K, но не все зеркалки Canon. И 399 точек фокусировки Sony a7Riii кажутся вполне достаточными.

В камерах смартфонов DPAF будет иметь те же преимущества, что и в цифровых зеркальных фотокамерах, особенно с видео.

Кроме того, DPAF может помочь имитировать боке, которое часто не удается получить с помощью камер смартфонов.

(Глубина резкости камер смартфонов огромна из-за их небольших датчиков изображения и близости к объективу.)

Apple и другие производители использовали двойные камеры для достижения тех же эффектов.

По мере того, как все больше людей начинают использовать телефоны для записи видео, а телефоны становятся все более совершенными и функциональными, это может быть хорошим коммерческим аргументом.

DPAF идет!

Dual Pixel Auto Focus обеспечивает достаточно преимуществ, над которыми работают большинство компаний-производителей камер и телефонов.

Было подано

патентов, и ходят слухи о том, какие камеры получат это и когда.

Вероятно, вы получите его в следующий раз, когда обновите свое снаряжение.

Мог бы я сейчас продать все, чтобы получить камеру DPAF?

№

Это «приятно иметь», а не «должно быть».«Однако, если бы я снимал много видео, у меня мог бы возникнуть соблазн.

Будет ли он в каждой камере в ближайшие несколько лет? Да. И это будет хорошо.

Заявление об отказе от ответственности: Improve Photography является участником программы Amazon Services LLC Associates, среди других партнерских программ, программы партнерской рекламы, предназначенной для предоставления сайтам средств для получения рекламных сборов путем рекламы и ссылок на Amazon.com и другие веб-сайты.

ISOCELL GN1, 1.Сенсор 2um 50MP с технологией Dual Pixel и Tetracell | Официальный пресс-релиз | Редакция

СЕУЛ, Корея — май. 19 февраля 2020 г. — Компания Samsung Electronics Co., Ltd., мировой лидер в области передовых полупроводниковых технологий, сегодня представила Samsung ISOCELL GN1, новый 50-мегапиксельный (Мп) датчик изображения с большими пикселями размером 1,2 мкм. ISOCELL GN1 — это первый датчик изображения Samsung, который предлагает технологии Dual Pixel и Tetracell.Благодаря относительно большему размеру пикселя, GN1 выводит характеристики датчика изображения на новый уровень благодаря сочетанию повышенной светочувствительности для звездных фотографий при слабом освещении и скорости автофокусировки на уровне DSLR, оптимизированной для более динамичной съемки.
«Благодаря инновационным пиксельным технологиям Samsung находится в авангарде предложения высокопроизводительных датчиков изображения, которые полностью удовлетворяют все более разнообразные потребности рынка. ISOCELL GN1 является частью этого обязательства по доставке потрясающих изображений потребителям в любой среде », — сказал Йонгин Пак, исполнительный вице-президент по производству сенсоров в Samsung Electronics. «Мы продолжим внедрять передовые решения с датчиками изображения, которые будут определять следующие тенденции в мобильной фотографии».
Создание желаемых изображений — незаменимый элемент для современных пользователей смартфонов, которые привыкли визуально улавливать и лелеять особые моменты, где бы они ни находились. Чтобы удовлетворить различные предпочтения пользователей в области изображения, некоторые производители смартфонов уделяют больше внимания чрезвычайно детализированным изображениям со сверхвысоким разрешением, а некоторые выбирают более крупные пиксели для получения ярких результатов в условиях низкой освещенности.Новый Samsung ISOCELL GN1 одновременно удовлетворяет эти многочисленные потребности с помощью технологий Dual Pixel и Tetracell.
GN1 обеспечивает лучшую в своем классе автофокусировку со 100 миллионами агентов автофокусировки с определением фазы (PDAF). Технология Samsung Dual Pixel размещает два фотодиода бок о бок в одном пикселе, который может принимать свет под разными углами для определения фазы. Благодаря тому, что все активные пиксели сенсора работают как агенты автофокусировки, GN1 может мгновенно обнаружить и сфокусироваться на желаемом неподвижном или движущемся объекте из любого угла, даже в условиях низкой освещенности.При захвате изображений вывод одного пикселя создается путем объединения выходных сигналов двух фотодиодов в пикселе. Samsung также предоставляет программный алгоритм, который принимает информацию о свете от каждого фотодиода для получения изображений с разрешением, сопоставимым со 100 Мп.
Для идеальной фотографии при слабом освещении в GN1 используется технология Tetracell, технология слияния пикселей, которая улучшает способность пикселей улавливать и обрабатывать больше света. Объединяя четыре пиксельных сигнала в один, Tetracell удваивает размер пикселя датчика изображения до 2.4 мкм и в четыре раза увеличивает светочувствительность для получения более ярких фотографий с разрешением 12,5 МП. Благодаря улучшенной светочувствительности в сочетании с мощным решением автофокусировки, GN1 может быстро фокусироваться на объекте даже в темноте, обеспечивая как более яркие, так и более четкие результаты.
В дополнение к технологиям Dual Pixel и Tetracell, GN1 поставляется с Smart-ISO, который интеллектуально выбирает оптимальное значение ISO, HDR в реальном времени, который захватывает сцену одновременно с несколькими экспозициями, и электронной стабилизацией изображения на основе гироскопа (EIS), которая делает резкость изображения и видео даже в движении.Для обеспечения превосходного качества видео датчик изображения поддерживает запись видео с разрешением до 8K со скоростью 30 кадров в секунду (fps).
Samsung ISOCELL GN1 начал массовое производство в этом месяце.
О компании Samsung Electronics Co., Ltd.
Samsung вдохновляет мир и формирует будущее с помощью революционных идей и технологий. Компания переосмысливает мир телевизоров, смартфонов, носимых устройств, планшетов, цифровой техники, сетевых систем и памяти, системных LSI, литейных и светодиодных решений.Последние новости можно найти в отделе новостей Samsung по адресу http://news.samsung. com.
_{^* Samsung впервые анонсировала свою технологию ISOCELL в 2013 году, которая уменьшает перекрестные цветовые помехи между пикселями за счет установки физического барьера, позволяя пикселям небольшого размера достигать более высокой точности цветопередачи. На основе этой технологии Samsung представила первый в отрасли датчик изображения с разрешением 1,0 мкм в 2015 году и датчик с разрешением 0,9 пикселей в 2017 году. В июне 2018 года Samsung представила обновленную технологию изоляции пикселей — ISOCELL Plus.}
Технология Dual Pixel
Технология двойных пикселей, широко используемая в фотографии на мобильных устройствах, а также в зеркальных и цифровых зеркальных фотокамерах. Технология двойных пикселей эффективно разделяет каждый пиксель на два отдельных фото-сайта. Каждый пиксель состоит из двух фотодиодов, которые расположены рядом друг с другом под микролинзой. Во время фокусировки два фотодиода получают разные входные сигналы, поскольку они получают свет с разных углов. По сути, действуя как система фокусировки с определением фазы, камера может работать намного лучше с точки зрения фокусировки в условиях низкой освещенности.При захвате изображений фотодиоды работают вместе, создавая единый пиксельный выходной сигнал, причем выходные сигналы суммируются.

Насколько полезно в камере:
Прежде всего, свет — важнейший фактор в фотографии.
Более высокий размер пикселя просто означает, что сами фотосайты больше и позволяют большему количеству света попадать на матрицу. Больше света на датчике означает, что он может обрабатывать больше данных и давать более качественные фотографии.Все просто, правда? Однако датчик большего размера физически больше и просто занимает больше места в телефоне.
По мере того, как телефоны становятся тоньше, не всегда возможно установить физически больший сенсор. Должен быть способ лучше!
Вычислительная фотография и технология Dual Pixel были одними из самых больших достижений в улучшении фотографии на смартфонах за последние несколько лет.
Пример:
Vivo V11 Pro утверждает, что использует оба для улучшения изображения по всем направлениям.Многое происходит с камерой Vivo V11 Pro, основным датчиком на 12 МП, который соединен с дополнительным датчиком на 5 МП для улучшения работы при слабом освещении и, конечно же, портретного режима. Что привлекло наше внимание, так это объектив с диафрагмой f / 1.8 на основной камере, который должен иметь большое значение для улучшения возможностей при слабом освещении. Размер пикселя 1,28 мкм также достаточен для высококачественной фотосъемки при слабом освещении. Самым интересным, конечно же, является технология двойного пикселя, которая призвана улучшить съемку при слабом освещении и, что более важно, возможности автофокусировки.
Сама по себе фокусировка играет большую роль в работе камеры. Теперь соедините это с размером сенсора 1,28 мкм и объективом f / 1,8, и вы увидите систему, которая, по крайней мере, на бумаге, способна делать действительно хорошие ночные снимки. Безусловно, превосходное изображение в дневное время является само собой разумеющимся. Vivo V11 Pro явно собирается стать отличным исполнителем с точки зрения камеры, и даже больше, если вы добавите 25-мегапиксельную фронтальную камеру, с которой он, как считается, поставляется.

Расположение пикселей на датчике камеры
Механизм:
Датчик камеры состоит из множества маленьких пикселей.В традиционной камере эти пиксели улавливают свет, исходящий от объекта, который мы пытаемся захватить. В двухпиксельной технологии эти пиксели действуют как два субпикселя. См. Изображение ниже.
Среди этих лакомых кусочков технология автофокусировки Dual Pixel отошла на второй план, но мы думаем, что это самый продвинутый аспект модуля.
По сути, Dual Pixel — это та же технология Phase Detect, которую смартфоны, зеркалки и беззеркальные камеры высшего уровня уже довольно давно используют в той или иной форме.
Пример:
Однако Samsung решила назвать его иначе, чем обычный автофокус с определением фазы, потому что их последняя реализация не похожа ни на что из того, что мы видели раньше на смартфонах. Это Phase Detection 2.0 для мира смартфонов.
Обнаружение фазы:
В прошлом году мы видели свою долю смартфонов, рекламирующих автофокусировку Phase Detect. Все они используют гибридную систему автофокусировки, которая сочетает в себе преимущества систем автофокусировки с определением контраста и с определением фазы.Обнаружение фазы действительно проявляется при хорошем освещении, где оно позволяет гибридным системам автофокусировки получать точную фокусировку быстрее, чем обычные системы обнаружения контраста.
В смартфоне фазовое обнаружение обычно основывается на специальных фотодиодах, встроенных в пиксели сенсора. Apple даже зашла так далеко, что назвала их «пикселями фокусировки», когда анонсировала iPhone 6 — собственный термин, который они придумали для описания традиционных технологий.
Эти фотодиоды, однако, немного разбросаны по поверхности сенсора, и только 5-10% от общего числа пикселей сенсора включены в определение фазы. Теперь, благодаря технологии Dual Pixel, Samsung встроила фотодиод с определением фазы в каждый пиксель сенсора камеры.
Одиночный пиксель делится на два субпикселя, и оба субпикселя работают независимо, захватывая свет под другим углом. Здесь фотодиод A и фотодиод B улавливают свет под другим углом, что в конечном итоге дает лучшее изображение.
Для лучшего понимания см. Изображение ниже, которое представляет собой структуру двухпиксельной CMOS AF.
Эта двухпиксельная технология обеспечивает быструю и резкую автофокусировку, лучшее воспроизведение изображения и лучшее обнаружение объектов.

Лучший пример использования технологии Dual Pixel в камере смартфона Google Pixel 2
Что такое Dual Pixel CMOS AF?
Dual Pixel CMOS AF — это основанная на сенсоре технология автофокусировки с определением фазы (AF), разработанная для обеспечения плавного, высокопроизводительного отслеживания фокуса в видеороликах и быстрого получения автофокуса при съемке фотографий в режиме Live View.
Это уникальная технология, разработанная Canon, идеально подходящая для создания профессиональных эффектов вытягивания фокуса и удержания объекта, движущегося по направлению к пользователю, в четкой фокусировке, сохраняя при этом размытый фон — определяющую характеристику EOS Movies.Благодаря этому революционному прогрессу, снимать объект и сохранять резкий фокус даже при движении стало еще проще.
Почему был разработан Dual Pixel CMOS AF?
С возможностью выделить объект с ограниченной глубиной резкости, возникает требование сохранять контроль над фокусировкой, если основной объект перемещается или точка фокусировки изменяется. Dual Pixel CMOS AF был разработан для того, чтобы упростить управление фокусировкой во время видеосъемки и сделать его более плавным, что устраняет предполагаемое представление о том, что режим видеосъемки цифровой зеркальной камеры может использоваться только профессионалом.Кроме того, Dual Pixel CMOS AF был разработан для повышения удобства съемки в режиме Live View — еще больше приближаясь к той же производительности, что и при использовании видоискателя.
EOS 70D включает ЖК-экран с регулируемым углом наклона с высоким разрешением, который можно использовать для съемки различных объектов с необычных и творческих ракурсов. Система автофокусировки с определением фазы поддерживает фотографов и расширяет диапазон объектов, которые можно снимать.
Как это работает
Камера EOS 70D оснащена CMOS-матрицей Canon APS-C новой конструкции с 20 матрицами.2 миллиона пикселей. Все эффективные пиксели на поверхности сенсора EOS 70D состоят из двух отдельных фотодиодов, которые считываются отдельно для фазовой автофокусировки и вместе для формирования изображений. Двухпиксельный CMOS AF возможен более чем на 80% ширины и высоты кадра Live View и обеспечивает высокую точность без ущерба для качества изображения.
В отличие от других методов автофокусировки на основе сенсора, которые назначают функции автофокусировки или изображения пикселям на сенсоре, пиксели на сенсоре CMOS EOS 70D могут использоваться в качестве пикселей изображения и пикселей автофокусировки с определением фазы. В результате не требуется дополнительной обработки изображения вокруг пикселей, предназначенных для автофокусировки, что обеспечивает как быстрое получение фокуса, так и максимальное качество изображения.
Для выполнения фазового обнаружения на плоскости изображения EOS 70D независимо считывает левый и правый фотодиоды, а затем вычисляет разность фаз двух параллаксных изображений.
Используя эту технику автофокусировки с разностью фаз, EOS 70D прогнозирует положение, в котором объектив находится в фокусе, и перемещает его. Напротив, более традиционно используемый метод контрастной автофокусировки ищет положение фокуса при перемещении объектива вперед и назад, поэтому скорость автофокусировки оказывается медленнее и не такой плавной.
При включенном слежении за лицом и объектом Movie Servo AF следует за выбранным объектом при его движении или при изменении композиции кадра. Или просто выберите разные области фокусировки, просто коснувшись сенсорного экрана во время записи.
На момент запуска Dual Pixel CMOS AF совместим с 103 текущими объективами EF, включая EF и EF-S, с фиксированным фокусным расстоянием, широкоугольными и телеобъективами. Система знаменует собой значительный прогресс в производительности автофокусировки с значительно улучшенной скоростью автофокусировки.
Что такое Dual-Pixel RAW в Canon 5D Mark IV?
Новейшая камера Canon 5D Mark IV имеет множество впечатляющих характеристик — например, высокую частоту кадров и возможности видео 4K, — но эта камера — это нечто большее, чем то, что кажется на первый взгляд. Одной из новых особенностей рекламных материалов Canon является технология Dual Pixel RAW. Это не то, что мы видели раньше, но похоже, что это одна из самых интересных функций этой новой камеры. Итак, что такое Dual-Pixel RAW?
1) Чем не является Dual Pixel RAW
Прежде чем мы перейдем к тому, что такое Dual Pixel RAW , давайте поговорим о том, чем не является . Во-первых, хотя у них похожие названия, Dual Pixel RAW Canon 5D Mark IV — это не то же самое, что Dual Pixel Autofocus. Вместо этого Dual Pixel Autofocus позволяет камере использовать автофокусировку с определением фазы при просмотре в реальном времени, улучшая автофокусировку при съемке видео и улучшая фокусировку на движущихся объектах в режиме live view. Это полезная функция, но не то же самое, что Dual Pixel RAW.
Dual Pixel RAW также, к сожалению, не позволяет улучшить разрешение фотографии. Некоторые камеры, такие как Pentax K-1, используют технологию сдвига пикселей, чтобы изображение выглядело значительно резче.Хотя у нас нет всех подробностей о Canon Dual Pixel RAW, он определенно не работает путем перемещения физического датчика камеры (что означает, что его также нельзя использовать для стабилизации изображения на основе датчика). Вместо этого он использует левую и правую половины одного пикселя для создания фотографии, как обсуждается позже.
2) Что такое Dual Pixel RAW?
На данный момент мы знаем только то, что сказала Canon, а они сказали немного. Давайте начнем с цитат в их рекламных материалах:
«Система Dual Pixel CMOS AF камеры EOS 5D Mark IV позволяет снимать файлы Dual Pixel Raw (DPRAW).Изображения, снятые в формате DPRAW, имеют возможности условной корректировки при обработке с помощью программного обеспечения для обработки изображений Canon Digital Photo Professional, которое обеспечивает настройку и уточнение на уровне пикселей для неподвижных фотографий и включает в себя микронастройку изображения для максимальной резкости в деталях, смещение боке для более приятного мягкого зоны фокусировки и подавление двоения для уменьшения аберраций и бликов ».
Еще есть жемчужина:
« Когда диафрагма объектива полностью открыта, усиливаются регулируемый объем и эффект компенсации.В зависимости от используемого объектива и условий съемки достаточный объем регулировки и эффект компенсации может не быть достигнут. Громкость регулировки и эффект компенсации различаются в зависимости от положения камеры (альбомное или портретное) ».
Прочитав их несколько раз, вы сможете получить некоторое представление о том, как работает Dual Pixel RAW. На мой взгляд, есть три основных способа использования этой функции:
Вы можете сместить фокус фотографии после того, как она была сделана. Это не почти в сравнении с камерами светового поля, такими как Lytro, но он позволит вам сместить фокус на несколько миллиметров в ту или иную сторону.Я вижу, что многие фотографы-портретисты ценят эту особенность — смещение фокуса важной фотографии с ресниц объекта съемки на глаза.
Вы можете изменить внешний вид расфокусированных областей фотографии как на переднем, так и на заднем плане. Они не предоставляют намного больше деталей, чем это, поэтому я предполагаю, но я предполагаю, что вы можете сместить не в фокусе области слева направо, создавая более приятное боке. Я буду обновлять это по мере появления дополнительной информации.
Вы можете уменьшить блики и двоение от яркого источника света в кадре. Я вижу причину, по которой эта функция может работать с (объясняется в следующем разделе), но я все еще жду, чтобы увидеть ее, прежде чем я полностью убежден. Пейзажному фотографу эта функция кажется слишком хорошей, чтобы быть правдой, особенно если она полностью устраняет блики или приближается к ней. Нам нужно подождать и посмотреть, насколько хорошо это работает, но я не мог бы надеяться на большее, чем небольшое уменьшение вспышки.
Как следует из названия, эти настройки вносятся в записываемый файл RAW. Это очень важно, и я рад, что Canon не сделала эту функцию только для JPEG.
3) Как работает Dual Pixel RAW?
Canon Dual Pixel RAW позволяет делать две фотографии размером 30,4 мегапикселя, используя левую и правую половинки одного пикселя. Поскольку две половины видят вещи немного по-разному, Canon позволяет фильтровать информацию от них отдельно. Например, две половины каждого пикселя будут иметь немного разное количество бликов, поскольку блики иногда отражаются на одной стороне пикселя сильнее, чем на другой. Тот же принцип используется для смещения фокуса фотографии и появления боке.
Это похоже на то, как работали камеры Lytro, но в гораздо меньшей степени. Улавливая свет с двух разных точек зрения, Canon дает лишь малейший намек на то, что может запечатлеть камера светового поля, но при этом не жертвует высоким числом пикселей в 30,4 мегапикселя.
4) Предостережения при использовании Dual Pixel RAW
На основании информации, опубликованной Canon, кажется, есть несколько недостатков / предостережений, связанных с использованием функции Dual Pixel RAW.Я рассмотрю их по отдельности:
Постобработка
Все эти корректировки необходимо внести в постобработку. С помощью этой функции невозможно устранить двоение изображения или блики, например, во время съемки. На данный момент единственное программное обеспечение, которое позволяет выполнять эти исправления, — это собственная программа Canon Digital Photo Professional. Надеюсь, такие компании, как Adobe, со временем добавят возможность корректировать эти файлы, хотя я склонен думать, что это маловероятно (обновление : Adobe заявила, что они «работают» над тем, чтобы эта функция была совместима с их программным обеспечением — очень долгожданное дополнение!) .
Всегда ли работает?
Их собственный материал, кажется, говорит, что Dual Pixel RAW не всегда работает идеально. Если вы используете определенные линзы (предположительно, в зависимости от фокусного расстояния), вы можете увидеть больший или меньший эффект. Или, что интересно, выбор ориентации камеры — альбомная или портретная — также влияет на эффективность Dual Pixel RAW. Мы еще не видели, чтобы кто-нибудь проверял эти утверждения, поэтому я не знаю, являются ли они всего лишь маркетинговыми заявлениями, охватывающими все наши основания, или это то, что вы действительно заметите сами.
Настройки диафрагмы
Похоже, что Dual Pixel RAW лучше всего работает при настройках широкой диафрагмы (« Когда диафрагма объектива полностью открыта, регулируемый объем и эффект компенсации усиливаются »). Это имело бы смысл просто потому, что небольшие возможные корректировки было бы труднее увидеть с маленькой апертурой, где глубина резкости намного больше.
Одна корректировка для фотографии
Вы можете выполнить только одну корректировку фотографии, а не все три сразу.Итак, если вам нужно настроить фокус и уменьшить блики, вы должны выбрать один из двух. Это не должно быть большой проблемой, но об этом стоит помнить.
Размер файла касается
К сожалению, размер файла почти удваивается при использовании функции Dual Pixel RAW, с 37 МБ до 67 МБ, что является очевидной проблемой. Например, если вы снимаете свадьбу, было бы неплохо иметь эти функции , но не стоит удваивать общий размер файла всей свадьбы
Эффекты частоты кадров
Насколько я понимаю Можно найти, Canon ничего не упоминает о снижении частоты кадров с помощью функции Dual Pixel RAW.Конечно, может быть снижение частоты кадров — это меня не удивит, но я еще ничего об этом не слышал. Будьте на связи.
5) Видео демонстрация
Imaging Resource выпустила видео демонстрацию регулировки смещения фокуса. Это кажется довольно интересным, поэтому я рекомендую посмотреть сами:

Функция переключения фокуса кажется довольно надежной — не для больших настроек, но определенно для некоторых фотографий. Поскольку эта регулировка относительно мала, похоже, что более ранняя цитата от Canon (« Когда диафрагма объектива полностью открыта, регулируемый объем и эффект компенсации усилены ») относится к простому эффекту: вы заметите это больше, если вы снимаете на широкой диафрагме.
Видео не дает подробного понимания двух других функций, уменьшения бликов и сдвига боке. Надеюсь, в ближайшие дни и недели мы увидим видео-демонстрации этих эффектов.
6) Заключение
Еще ни у кого нет 5D Mark IV для тестирования этой функции, но это, безусловно, кажется многообещающим. Как фотограф-пейзажист, я надеюсь, что функция уменьшения бликов действительно работает достаточно хорошо, чтобы ее можно было использовать — если это так, то это может оправдать почти удвоенный размер файла для данного изображения.Хотя есть способы уменьшить блики на фотографии, они требуют больше усилий после обработки, чем мне хотелось бы, и они также требуют сделать две фотографии.
Для фотографов-портретистов функция смещения фокуса очень полезна. И хотя они не предоставили нам много подробностей о функции сдвига боке, я предполагаю, что она также работает довольно хорошо. Даже небольшая корректировка областей изображения, находящихся вне фокуса, может значительно повлиять на композицию фотографии, и всегда полезно иметь варианты.Я также считаю эти две функции потенциально очень полезными для макросъемки или съемки дикой природы. Единственная проблема — и почему я думаю, что многие люди не будут использовать эту функцию — это то, что файлы Dual Pixel RAW занимают примерно вдвое больше места, чем стандартные фотографии. Для массовых стрелков это просто не сработает.
Обзор Canon 70D — Dual Pixel CMOS AF
Подробный обзор Dual Pixel CMOS AF
Canon 70D
Дэйв Этчеллс
По прошествии лет мы видим, как технологии камеры развиваются урывками.Некоторые разработки имеют большее значение, чем другие, но редко когда что-либо действительно сводится к настоящему технологическому прорыву. Однако система автофокусировки Dual Pixel CMOS AF в Canon 70D подходит.
Эта новая система автофокусировки является столь же революционной разработкой, как и все, что мы можем вспомнить с самого начала эры DSLR. Благодаря интеграции точной, полностью работающей автофокусировки с определением фазы на большей части поверхности датчика изображения, Canon коренным образом переписывает книгу об автофокусировке.
Canon 70D обеспечивает фазовую автофокусировку в области, которая составляет 80% высоты и ширины сенсора, что позволяет любой области в этой области стать точкой фокусировки, которая может оставаться работоспособной во время записи видео, и что будет работать на любой диафрагме. Это совершенно новая игра с автофокусом, которая полностью потрясет видеобизнес зеркальных фотокамер.
Так о чем вообще все эти Phase-Detect? Давайте начнем с понимания того, как работают системы автофокусировки камеры. Существует два основных типа автофокусировки: обнаружение контраста и обнаружение фазы. Потребительские цифровые камеры неизменно используют первое, а SLR — второе. У каждого есть свои преимущества, но системы фазового детектирования, как правило, работают быстрее, а также имеют другие преимущества.
Так называемый автофокус с обнаружением контраста работает, анализируя изображение, чтобы увидеть, насколько резкими являются детали, а затем пытается настроить фокус для увеличения резкости. Причина, по которой это называется обнаружением контраста, заключается в том, что измерение резкости заключается в вычислении разницы в контрасте или яркости между соседними пикселями в рамке автофокусировки. По мере того, как изображение становится более резким, этот контраст увеличивается, поэтому фокусировка — это просто вопрос максимизации общего контраста объекта.
Обнаружение фазы:
На каждом рисунке (не в масштабе) фиолетовый кружок представляет объект, на который нужно сфокусироваться, красная и зеленая линии представляют световые лучи, проходящие через отверстия на противоположных сторонах линзы, желтый прямоугольник представляет матрицы датчиков (по одной на каждую апертуру), а график представляет профиль интенсивности, видимый каждой решеткой датчиков.
На рисунках 1–4 представлены условия, при которых линза сфокусирована (1) слишком близко, (2) правильно, (3) слишком далеко и (4) слишком далеко. Разность фаз между двумя профилями может использоваться для определения направления и степени перемещения линзы для достижения оптимальной фокусировки.
Дело в том, что единственный способ определить, находится ли объект в фокусе — определив, что контраст максимальный — это подтолкнуть объектив в ту или иную сторону и посмотреть, увеличивается или уменьшается контраст.Это требует времени, и если вы записываете видео, вы увидите, как изображение смещается и расфокусируется, пока камера «ищет» наилучшие настройки.
В отличие от этого (извините, плохой каламбур), фазовый автофокус работает, фактически измеряя, насколько и в каком направлении находится объект не в фокусе, а затем перемещая объектив на нужную величину. Это намного быстрее и не требует охоты.
Уловка, конечно же, заключается в измерении количества не в фокусе; как камера это делает? Если вы достаточно взрослые, чтобы помнить видоискатели с разделенным изображением на пленочных зеркальных фотокамерах, именно так работает автофокусировка с определением фазы, только в электронном виде.Ключ в том, чтобы смотреть на световые лучи, проходящие через противоположные стороны линзы, и видеть, совпадают они или нет. Если задуматься, чтобы объект оказался в фокусе, световые лучи с обеих сторон линзы должны встретиться в одном месте. Если объект находится не в фокусе в одном направлении, световые лучи будут попадать на датчик прежде, чем они смогут сойтись. Если он не в фокусе в другом направлении, световые лучи пройдут друг друга, прежде чем попадут на датчик. Иллюстрация справа (любезно предоставлена Википедией) иллюстрирует это.
В зеркальных фотокамерах измерения фазового детектирования выполняются с помощью отдельного датчика автофокусировки, обычно расположенного в нижней части корпуса зеркала. Часть зеркала частично посеребрена, позволяя свету проходить, отражаться от вторичного зеркала, а затем опускаться на сам датчик автофокусировки. Это накладывает некоторые ограничения.
Во-первых, датчик автофокуса должен быть точно расположен, чтобы световые лучи прошли точно такое же расстояние, чтобы достичь его, как и до датчика изображения. Если датчик автофокуса немного не совмещен в одну или другую сторону, камера будет выполнять задний или передний фокус (то есть фокусироваться позади или перед объектом).В наши дни многие камеры позволяют выполнять настройку микро-фокусировки электронным способом, но вам часто требуются разные настройки для разных объективов или даже разные фокусные расстояния одного и того же зум-объектива.
Для видеосъемки огромным недостатком является то, что система фазового автофокуса может работать только при опущенном зеркале. Поднимите его, и свет попадет на датчик изображения, так что это либо вариант, либо предложение. Несколько лет назад Sony разработала уникальную технологию полупрозрачного зеркала, используемую в их SLT-камерах, которая позволяет постоянно работать с фазовой автофокусировкой.Это был настоящий прорыв, так как он не только лучше отслеживает движущиеся объекты (поскольку он «смотрит» на них все время), но также может оставаться активным во время видеозаписи.
Это приводит нас к другому серьезному ограничению: поскольку для этого нужны световые лучи, приближающиеся к датчику под разными углами, автофокусировка с определением фазы обычно может работать только при довольно широкой диафрагме, обычно f / 5,6 или больше. Это не такая уж большая проблема для фотографов, так как объектив можно держать широко открытым для фокусировки, а затем останавливать, чтобы сделать реальный снимок. Тем не менее, фотографам с длинными объективами и телеконвертерами могут быть непросто, потому что такая комбинация часто приводит к слишком малым максимальным значениям диафрагмы. Ограничение диафрагмы также поднимает голову с системой SLT от Sony: хотя автофокусировка может оставаться активной во время записи видео, вы не можете остановить объектив, а также сохранить свою автофокусировку. Если вы хотите снимать видео с опущенным объективом, вы снова вернетесь к ручной фокусировке.
Встроенный фазовый автофокус. Недавно была разработана технология, при которой элементы фазового детектирования размещаются непосредственно на самом датчике изображения.Впервые разработанная Fujifilm, но теперь доступная от широкого круга производителей камер, эта технология до сих пор имела лишь частичный успех, поскольку многие такие системы оказались довольно медленными и не устранили полностью поиск фокусировки. (Исключением является серия Nikon 1, которым действительно удается довольно быстро фокусироваться. )
Встроенные системы PD
работают, «затеняя» некоторые пиксели на матрице, поэтому они будут видеть только свет, приходящий с одной стороны объектива, либо с другой. С помощью датчиков CMOS пиксели можно считывать по отдельности, поэтому камера может использовать эти специальные затененные пиксели, как если бы они были частью отдельного датчика фазового обнаружения, для расчета расстояний до объекта.
Большинство систем, использующих технологию частичного разряда на кристалле, помечены как «гибридная автофокусировка», потому что оказывается, что система фазового детектирования не может выполнить всю работу самостоятельно. Вместо этого в большинстве камер происходит то, что встроенные элементы частичного разряда используются, чтобы приблизить объектив к для правильной фокусировки, а затем определение контраста используется для точной настройки его остальной части. Это может сократить некоторое время по сравнению с системой фокусировки с чистым обнаружением контраста, но это не так быстро, как фокусировка с полным определением фазы, и все еще требуется некоторая охота для достижения и поддержания фокусировки.
Еще одна проблема, связанная с внутрикристаллическим PD, поскольку она практикуется до сих пор, заключается в том, что пиксели, используемые в качестве элементов PD, затемнены, что означает, что на них падает не так много света, как на их соседей, поэтому процессору изображения камеры нужно выполнить дополнительную работу. чтобы компенсировать это. Может быть, это не так уж и много лишней работы, но очевидно, что процессор сможет с ней справиться.
Возможно, из-за этих накладных расходов на обработку (или, возможно, также по другим техническим причинам), встроенные в микросхемы PD-системы на сегодняшний день задействуют только относительно ограниченное количество пикселей PD, которые ведут себя более или менее как точки автофокусировки на датчике автофокуса обычной SLR. : Покрытие кадра было ограниченным и прерывистым.
Технология Dual Pixel CMOS AF разделяет каждый пиксель на две половины, которые действуют как элементы определения фазы и как полнофункциональные датчики изображения
Прорыв: Canon Dual Pixel CMOS AF. С датчиком, используемым в EOS 70D, Canon сломала шаблон, задав вопрос, почему нельзя оборудовать каждый пиксель датчика функцией определения фазы. Конечно, при этом они не могли произвольно отбрасывать половину света, падающего на микросхему, путем затенения пикселей, как это делают обычные системы фазового детектирования на кристалле.Это будет стоить им полной остановки чувствительности ISO, и кто знает, какие странные оптические артефакты тоже могут возникнуть.
Решение заключалось в том, чтобы разделить каждый пиксель сенсора на два субпикселя, каждый из которых получает свет от половины светового конуса линзы, как это обычно бывает в сенсоре с обычными микролинзами. Я недостаточно ученый-оптик, чтобы подробно описать, как свет проходит через микролинзы, но кажется разумным, что лучи света, падающие на микролинзу с одной стороны кадра, в конечном итоге попадают на ту же сторону нижележащего фотодиода.На данный момент неясно, нашли ли Canon способ вертикально вставить световой барьер в структуру микролинз, чтобы улучшить разделение между световыми лучами, приходящими с противоположных направлений, изменили ли они каким-то образом структуру микролинз для достижения того же результата, или это было обычным микролинзовые структуры сами по себе создают достаточное разделение. Что бы они ни делали, это, очевидно, дает им достаточно разделения между светом, приходящим с разных направлений, чтобы они могли эффективно определять фазу.
Как бы они ни манипулировали входящим светом, они разделили фотодиод для каждого пикселя на две половины, чтобы они могли считывать данные изображения, соответствующие лучам света, приходящим сверху и снизу, по отдельности. Исходя из того, что нам сообщили в Canon, они также могут считывать обе стороны одновременно для нормального изображения. Фактически, похоже, что они могут считывать данные из двух половин пикселей отдельно и вместе одновременно, когда они записывают видео. Это звучит немного сложно для каждого пикселя, но, возможно, они пользуются преимуществом гораздо более низкого разрешения видео, чтобы выполнять два разных типа считывания на чередующихся рядах пикселей.
Мы полагаем, что разделенные пиксели по-прежнему способны собирать такое же количество света в целом, как и обычная неразделенная структура, на основе исследования характеристик Canon 70D при слабом освещении / высоких ISO. Если бы они собирали только часть падающего света, мы бы ожидали, что это проявится как значительно пониженная чувствительность / повышенный шум, и мы не увидели такого увеличения. Однако возможно, что улучшения чувствительности / шума в других областях сенсора и конвейера обработки изображений будут достаточными, чтобы замаскировать любой недостаток, вызванный конструкцией с разделением пикселей.Только Canon знает наверняка, есть ли недостаток на уровне сенсора, но важно отметить, что в целом мы увидели несколько лучшую производительность при высоких ISO у 70D, чем у его предшественника, и в то же время он предлагает уникальные преимущества Dual Pixel CMOS AF.
Двухпиксельная автофокусировка Canon 70D может незначительно отличаться в зависимости от режима фотосъемки или видео: при работе в режиме фотосъемки камера определяет необходимую степень регулировки фокуса, прежде чем дать команду на перемещение объектива, в режиме захвата видео. , определение фокуса и движение линзы происходят непрерывно и одновременно.
На приведенном выше примере изображения область внутри зеленой линии указывает на то, что на Canon 70D будет доступно для автофокусировки с определением фазы во время видеосъемки и Live View. (Примечание: изображение снято на Canon T5i.)
40,3 мегапикселя автофокуса: Праймер для радикальной системы Dual Pixel AF в Canon 70D, обеспечивающей PDAF для каждого пикселя на большей части поверхности сенсора.
Параметры двухпиксельной автофокусировки Canon 70D
Когда приходит время фактически использовать систему Dual Pixel AF в Canon 70D, у вас есть четыре варианта. Их:
Гибкая зона с маленькой подвижной рамкой: В этом режиме вы получаете небольшую рамку, которую вы можете перемещать в любом месте кадра, по крайней мере, в пределах 80% вертикальных и горизонтальных границ, упомянутых выше.
Гибкая зона со всей областью автофокусировки: В этом режиме на ЖК-дисплее отображаются большие скобки, обозначающие 80% покрытия области системы автофокусировки.В любом месте в пределах этой области система автофокусировки выберет и зафиксирует ближайший к камере объект.
Режим обнаружения лица: В течение некоторого времени компания Nikon использует преимущества своего датчика экспозиции RGB с относительно высоким разрешением для обнаружения лиц в сочетании со специальными точками автофокусировки с определением фазы в камере. Идея заключается в том, что обнаружение лица на основе датчика экспозиции выбирает обычную точку автофокусировки, накладывая обнаруженное лицо, чтобы установить фокус. Это была очень долгожданная функция, и Nikon заслуживает высокой оценки за то, что представила ее на рынке, но, конечно же, она была ограничена фиксированным расположением точек автофокусировки.
Однако у Canon 70D обнаружение лиц не имеет ограничений, кроме присущей 80% площади, упомянутой выше. Система может точно определить местонахождение лица в любом месте этой области и разместить вокруг него рамку автофокусировки. Это не вопрос выбора ближайшей фиксированной точки над обнаруженным лицом, а скорее создание настраиваемой «точки автофокусировки», которая соответствует точно лицу. Это огромно, так как вам не нужно думать о том, находится ли ваш объект рядом с точкой автофокусировки или нет: вы можете создать пользовательскую точку автофокусировки в любом месте в пределах доступной области, и эта точка автофокусировки может перемещаться на в следить за лицом. Очень круто!
Touch Select AF : Это особенно удобно для видеооператоров. Мы приветствовали аналогичную функцию на некоторых камерах Panasonic Micro Four Thirds в недавней истории, которая позволяет вам устанавливать точки фокусировки во время записи видео в реальном времени, просто касаясь соответствующей точки на ЖК-экране. Функция автофокуса с сенсорным выбором на Canon 70D работает аналогично, но с автофокусом с определением фазы, а не с определением контраста, поэтому здесь нет охоты (хотя такие камеры, как Panasonic Gh4, на удивление мало «охотятся», учитывая, что они используют контраст -обнаружить AF).
Canon поделилась с нами фильмом под названием «Ручная работа» (ниже), который показывает, насколько полезна эта функция в производстве видео: Также посмотрите видео «Изготовление вручную» (далее ниже), чтобы увидеть, насколько хорошо и плавно это функция работает. К сожалению, нет возможности контролировать, насколько быстро или медленно стойка фокусировки переключается между положениями, но скорость, выбранная Canon, кажется хорошим компромиссом для большинства ситуаций.
При использовании с одним из новых объективов Canon с шаговым двигателем (STM) автоматическая фокусировка получается не только быстрой и плавной, но и в высшей степени бесшумной.Даже в комнате с относительно небольшим окружающим шумом нам было сложно услышать шум мотора фокусировки на звуковой дорожке.
Почему Canon 70D Dual Pixel Autofocu s такой ?
Как я уже упоминал выше, мы рассматриваем новую технологию Dual Pixel CMOS AF в Canon 70D как подлинное средство изменения правил игры для DSLR-видео. Почему? Вот несколько причин:
Быстро, без охоты . Прежде всего, эта новая система автофокусировки не только быстрая и точная, но и не требует «охоты», которая, к сожалению, является необходимым побочным эффектом систем обнаружения контраста.Камера всегда точно знает, насколько объектив находится в фокусе или не в фокусе, поэтому ей не нужно менять фокусировку вперед и назад, чтобы понять это. Наблюдая за тем, как система автофокусировки 70D работает рядом с обычной системой определения контраста, мы понимаем, как много мы терпели, просто чтобы иметь возможность выполнять автофокусировку во время записи видео в реальном времени. Здесь просто нет сравнения.
Нет возможности передней или задней фокусировки . Как мы обсуждали выше, обычные системы автофокусировки с определением фазы могут неправильно фокусироваться, если датчик автофокусировки немного смещен, или даже из-за различий между настройками внутренней калибровки объективов. Это всегда было сильной стороной автофокусировки с определением контраста, а именно то, что основной датчик изображения используется для определения точности фокусировки. Когда что-то находится в фокусе с помощью системы обнаружения контраста, в фокусе оказывается всего . С появлением в Canon 70D фазовой автофокусировки с полным датчиком, то же самое теперь верно и для нее: когда система сообщает, что все в фокусе, нет никаких сомнений в том, правильно ли выровнен отдельный датчик автофокусировки с датчик изображения; они одно и то же.(Конечно, это верно только для режима Live View. При стандартной съемке 70D по-прежнему использует отдельный датчик фазового определения, который имеет те же допуски, что и любые другие зеркальные фотокамеры. всегда есть вероятность ошибки с любой системой. В нашем тестировании мы обнаружили, что фокусировка 70D очень точна.)
Превосходное отслеживание фокусировки движущихся объектов во время видеозаписи . Как вы можете видеть в нашем тесте фокусировки, опубликованном в августе прошлого года, отслеживание фокуса на Canon 70D превосходно. В итоге камера ведет себя точно так, как ожидал бы любой потребитель (или профессионал, если на то пошло): она удерживает фокус на объекте, не колеблясь.
Чрезвычайно точный. В любой системе автофокусировки с определением фазы точность фокусировки в значительной степени зависит от «базовой линии» датчика автофокусировки. Чем больше угол падающих световых лучей и чем больше расстояние между элементами датчика автофокусировки, тем точнее будет фокусировка. Вот почему многие камеры более высокого класса имеют специальные центральные точки «высокой точности», которые срабатывают при диафрагме f / 2.8 или больше. Воспользовавшись преимуществом более широкого светового конуса при очень широкой диафрагме, они используют второй набор пикселей автофокусировки, расположенных дальше друг от друга, для достижения большей точности.
С датчиком изображения Canon 70D эффективная базовая линия автофокуса может быть сделана настолько широкой, насколько позволяет объектив, поскольку нет ограничений, вызванных фиксированной геометрией датчика автофокусировки. По мере того, как диафрагма становится шире (и вам действительно нужна дополнительная точность фокусировки из-за меньшей глубины резкости), камера может просто выбрать более разнесенную группу пикселей для использования для измерения фокуса.И этому тоже нет предела. Объектив с диафрагмой f / 2 даст более высокую точность автофокусировки, чем объектив с диафрагмой f / 2,8, а объектив с диафрагмой f / 1,2 будет даже больше.
Без ограничения диафрагмы. Это огромно. Опять же, как мы описали выше, большинство фотографов привыкли к тому, что их системы автофокусировки SLR просто не будут работать с диафрагмой меньше определенного предела, чаще всего f / 5,6, но иногда и f / 8. F / 11 или f / 16? Забудь об этом.
Благодаря сверхгибкой, полноразмерной природе системы автофокусировки Canon 70D такого ограничения нет.Это отличная новость для фотографов, использующих длинные объективы с телеконвертерами. Установите зум Canon 100-400 мм f / 4,5-5,6 на 2-кратный телеконвертер, и у него не будет шансов, что он будет автоматически фокусироваться на обычном корпусе SLR, но у 70D не будет проблем, пока вы снимаете в режиме Live View. Видеооператоры также будут в восторге от возможности останавливаться во время записи видео без потери автофокуса. Системы автофокусировки на основе определения контраста могут, конечно, работать при любой настройке диафрагмы, но за счет более медленной работы и поиска фокуса.
Для чего не будет работать система Dual Pixel AF Canon 70D? Если все это звучит слишком хорошо, чтобы быть правдой, вероятно, так оно и есть; ничто не может быть полной панацеей. В случае с 70D Dual Pixel AF не должен быть вашим первым выбором для таких приложений, как динамичная спортивная съемка. Но не волнуйтесь, Canon 70D унаследовал ту же выделенную систему автофокусировки с определением фазы, что и в EOS 7D, которая активна при использовании оптического видоискателя. Система имеет 19 точек автофокусировки, каждая из которых крестового типа, оптимизированная для обнаружения как горизонтальных, так и вертикальных краев.В центре экрана находится датчик X-типа, также предназначенный для обнаружения диагональных краев. Также требуются объективы с f / 2,8 или лучше, в то время как другие точки будут работать до f / 5,6. Это не принесет никаких преимуществ системы Dual Pixel AF, но также не потребует использования режима Live View. Вы можете прочитать об этом в нашем обзоре Canon 7D.
Профессионал или любитель: для кого это? Иногда технологические достижения имеют значение только для профессионалов или любителей, но Dual Pixel CMOS AF от Canon — фантастическое нововведение для всех.Для профессионального видеооператора это очень важно по всем причинам, которые мы только что обсудили. Для любителей он может быть даже больше: Наконец, , есть зеркалка, которая снимает видео так, как ожидал бы средний потребитель.
В режиме фокусировки Flexi-Zone по всей площади вы можете просто навести камеру на свой объект, и она будет фокусироваться и оставаться в фокусе, независимо от того, что делает объект, пока нет ничего ближе к камере. Или просто используйте режим Touch-Select, и для фокусировки достаточно просто указать пальцем. Во время записи не будет дрейфа и расфокусировки, изображение останется четким и резким. Если профессиональные видеооператоры устремятся к Canon 70D, пользователи-любители должны это сделать еще больше.
В итоге, Dual Pixel CMOS AF от Canon — это настоящий качественный скачок в технологиях. Фактически, мы, возможно, уже нашли нашу технологию года на 2013 год.
Ваши покупки поддерживают этот сайт
Только кузов
Только корпус
Комплект с линзой 18-135 мм
Комплект с линзой 18-55 мм
Все предложения 70D .
No related posts.