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日志

 
 

革了单反的命? 可换镜相机AF方式大阅兵  

2015-02-24 13:40:49|  分类: 摄影 |  标签: |举报 |字号 订阅

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2013年7月佳能发布了新一代中级单反EOS 70D。这款相机最重要的是支持Dual Pixel CMOS AF(全像素双核CMOS AF)技术,此技术是具有革命性意义的。为什么要这么说?且听下文分解。

佳能EOS 70D
那么什么是Dual Pixel CMOS AF?要了解Dual Pixel CMOS AF,我们首先要了解目前可换镜相机(单反+无反)自动对焦的原理 :
1.单反相位检测自动对焦(需要独立相位检测AF模块)

数码单反相机切面图
数码单反相机在使用光学取景器拍摄时,光线从镜头进入相机,由于AF检测模块装在反光镜箱底部,AF单反的反光镜有一块比较小的副反光镜。主反光镜的中央部分是半透明的,让光线通过这一部分而进入副反光镜,副反光镜再将光线反射至独立的AF检测模块上。

尼康D4s的AF检测模块(含Multi-CAM 3500FX AF传感器)

佳能EOS 7D Mark II的AF传感器
再说AF检测模块,该模块含有线性传感器(CCD感光元件),当调焦准确时,经过分离镜片生成的两束光线投影在CCD阵列上的距离是一定的,从而CCD(记住这是一个阵列)上被光束照射所产生的电荷的那一对CCD元件的位置也是固定不变的。这对CCD元件之间的距离在照相机设计时已经制定好了,作为焦点检测的基准。

透镜分离相位检测原理图
调焦准确时见图中(a),我们用AB来表示作为基准的一对CCD元件之间的距离。当调焦不准时,有两种可能性。一种是镜头焦点在被摄体之前,见图中(b)。此时受光的两只CCD元件之间的距离短于AB;另一种情况是镜头焦点在被摄体之后,见图中(c),此时受光的两只CCD元件之间的距离长于AB,根据受光的一对CCD元件之间的距离,就能鉴别出焦点是否准确。从而判断镜片移动量和方向实现自动对焦。这种方式首先硬件上需要一个独立的AF检测模块,其次需要通过反光镜反射给该模块光线进行工作。

佳能61点与65点AF系统对比

索尼新型79点AF系统
该“传统”对焦方式近年来发展很快,这当然与无反相机AF变好给单反压力有关。为了在高端拉开大与无反相机对焦性能的差距,佳能全画幅搭载61点(最多41点十字)、APS-C启用65点全十字对焦系统;索尼则在α 77II上应用了79点(中央15点十字)AF系统;即使是对焦积弱的理光(宾得)也推出SAFOX 11自动对焦模块,具备27点(中央25点十字),单反/单电系统中仅剩下尼康未推出全新对焦系统,一直不断改进51点(中央15点十字)、39点(中央9点十字)。
单反自动对焦系统未来发展趋势:1.增加对焦点总数量,更多更密集的对焦点,可以覆盖更大的面积,但由于光线角度的极限(边缘光线角度过大,AF点精度/速度大受影响),如佳能65点和索尼的79点对焦系统覆盖范围已经快到极限;2.增加十字对焦点且扩大覆盖范围(佳能65点边缘也是F5.6十字对焦点);3.提高对焦点精度,尤其是大光圈浅景深的情况下(如佳能双线错置的测距方式);4.改进连续对焦追踪算法(充分利用高像素RGB传感器识别的人物面部和被摄体颜色信息);加强对焦点(包括非中心点)低照度对焦能力(-3EV?-4EV?)。2016年是奥运年,按照惯例尼康、佳能均会在2015年(Q2-Q3)或2016年Q1推出新一代1位数旗舰体育机,以上将得到怎样改进,我们还是拭目以待吧。
2.反差检测自动对焦(单反结构需要抬起/无反结构直接使用)
单反相机在实时取景模式下,由于需要主成像CMOS图像传感器进行光电转换取景,反光镜需要抬起(类似反光镜预升的状态),这样对焦模块就得不到反射的光线,无法工作。大多数数码单反相机此时只能依靠反差检测自动对焦。 而早期的无反相机由于结构简化,没有反光板这些“碍事”的部件,自动对焦拍摄主要用反差检测的方式。(早期无反对焦方式与小DC并无差异)

反差检测对焦原理
反差检测自动对焦系统的原理是根据焦点处画面的对比度变化,寻找对比度最大时的镜头位置,也就是准确对焦的位置。 对焦过程中随着对焦镜片开始移动,画面逐渐清晰,对比度开始上升,当画面最清晰,对比度最高时,其实已经处于合焦状态,但相机并不知道,所以会继续移动镜头,当发现对比度开始下降。进一步移动镜片,发现对比度进一步下降,相机知道已经错过焦点,镜片回退至对比度最高的位置,完成对焦。这个过程需要反复“确认”造成对焦速度下降,也就是大家常说的对焦“拉风箱”现象。
简单来说就是相位检测对焦快且坚决,而反差检测对焦慢且犹豫。那么现在问题来了如果是传统单反相机只有使用光学取景器取景才可以使用快速的相位检测对焦,如果想使用LCD显示屏取景拍摄或者录像就只能使用缓慢的反差检测对焦,早期无反相机就更加悲剧了,只有反差检测对焦这一条路可选……
3.单反相位检测AF再变种(反光镜固定,实时取景继续用)

索尼α 55/ α 33开始采用(固定反光板)半透技术(The Single Lens Translucent Cameras),简称SLT)
厂商为此也给出多种解决方案。比如索尼推出搭载半透镜技术(胶片时代用于提升连拍)的 α 55/ α 33,其实半透技术主要取消了反光镜升降,变成固定结构,通过半透结构,投射主光线用于成像/取景(半透镜会折损成像光线),一小部分光线反射至顶部用于对焦,从本质来看,该技术还是传统单反独立对焦模块执行AF操作,其改进就是让主传感器可以进行实时取景,搭载EVF(电子取景器)取代传统的“五棱(面)镜+OVF”,这也是为什么将其称作单电(电指电子取景)的原因,当然视频模式下(同实时取景)也可进行与单反相同的相位检测自动对焦,在速度上有了明显提升,但对于视频来说自动对焦快要“智能”,也就是常说的“平滑”!索尼这种对焦方式是将静态对焦方式硬塞给视频来用,其结果就是水土不服,空有“傻快”对焦,景深变化过快……此后该技术的发展跟单反系统没什么本质区别,主要依靠独立对焦模块的升级来改善对焦性能。

索尼α 99采用双自动对焦系统
如今单电最高端的α 99搭载的所谓“双自动对焦系统”,其实就是使用2个相位检测对焦模块的对焦系统,在独立的19点(11十字)相位检测AF模块(景深检测)的基础上,辅以CMOS传感器上的102个辅助AF点焦平面相位检测,辅助对焦点可提供更广的深度和宽度覆盖。需要注意的是这种主辅相位检测方式也只有半透结构可以实现,同时利用独立对焦检测模块和主成像传感器上内嵌的相位检测点。而传感器集成相位检测点又引申出一种新的模式叫做混合自动对焦。
4.相位/反差混合自动对焦(目前APS-C无反主要AF方式)

富士DC的传感器上内嵌相位检测像素对

FinePix F305EXR
说到混合自动对焦就不得不谈谈它的开山鼻祖!早在2010年,富士推出一款主打高速AF的FinePix F305EXR,这款相机装载了全球首创的“CCD内置相位检测像素”!富士胶片在EXR传感器上放置了成对的相位检测传感器,它接收入射光线并精确计算相位差以确定对焦调整的精确方向和调整量。这些相位检测传感器的作用与单反相机的独立对焦模块类似,这使得这款相机对焦速度达到了0.158秒。
这款相机的EXR传感器可自动在相位检测和反差检之间选择适合的AF系统,比如当被拍摄主体位于明亮、高对比度的拍摄环境中时,启用相位检测AF实现高速AF;而在昏暗的拍摄环境下,相机则会选择反差检测AF。也就是说它这种混合自动对焦系统是根据现场拍摄环境中光线和反差的不同进行切换。
这也反映了两种检测方式的特点,相位检测AF相比反差检测AF对光线要求的更高。之所以会产生这样的问题是由于对焦过程是在拍摄之前,而且会将原光束进行分离。所以最终到达线性传感器上的光线会变得很弱。这造成对焦方式对原始光线的要求会比较高。光线不足会很大程度的减弱对焦的成功率和速度。这也是对焦系统有光圈要求以及一些单反相机具备对焦辅助灯的原因。而现在相位对焦系统采用提升对焦传感器灵敏度的办法来改善弱光对焦。至于对焦速度前文小编介绍过相位检测不像反差检测“来回确认”,自然更麻利迅捷。 

Chipworks给出佳能EOS M传感器图:相位检测点集成在CMOS上
对于这个技术小编嗅到了它的潜力,果不其然2011年尼康推出的Nikon 1 系列无反相机最大的特点是CMOS上内嵌相位检测AF,可实现高速对焦。同时CMOS还可以反差检测AF,保持昏暗环境下良好对焦性能,尼康将这种对焦叫“高级复合自动对焦系统”。焦平面相位检测自动对焦技术能够有效定位73个对焦点,单点自动对焦模式时,可在73个对焦点中自由选择。 (相位检测+反差检测对焦点共计135点)
需要我们注意的是,相位检测AF除了快,对于移动物体的追焦(实时检测 连续合焦),反差检测AF从原理上很难胜任,这使得Nikon 1 在AF追焦下可以达到10fps的连拍。也就是说尼康为了突出Nikon 1对焦性能主力用相位差检测AF。但即使是内嵌在图像传感器上的相位差AF传感器,也同样受制于传感器边缘光线角度过大的问题,不可能覆盖画面全部,因此Nikon 1画面周边部分使用反差检测AF(中央73点即是相位也是反差)。此外,因为相位差AF传感器比较小、因此在低亮度场景下比较弱,故而暗场景会切换到反差AF模式。切换是由相机根据亮度判断自动切换。
这样看来尼康的设计理念与富士DC一致,通过光线情况自动选择哪种对焦方式,但该对焦系统是并非两者同时作用,而是两档切换仅能用其中一种模式。

Nikon 1新旧两套对焦系统对比
如今Nikon 1 V3的高级复合AF系统从135个AF点提升至171个AF点,几乎密集遍布整个画面,其中的105个点为相位检测点,在AF追焦下实现20fps高速连拍。总之尼康的发展是尽量扩大相位检测点的数量(覆盖范围),进一步加强其追焦性能。

索尼混合自动对焦
2012年索尼将混合自动对焦系统搭载到NEX-6和NEX-5R的身上,相位检测自动对焦系统(内置在影像传感器上)来跟踪快速移动的物体,并运用反差检测对焦来提升低光照时的精准性。相机可根据场景自动选择合适的对焦。对比度检测对焦可覆盖广域的25个自动对焦点,而相位检测自动对焦可涵盖对比度检测对焦的九个中央对焦框内的99个对焦点(99个相位对焦点不可选)。
在拍摄照片时,NEX-6/NEX-5R使用两种自动对焦方式。首先,相位检测自动对焦可快速检测对焦的方向和镜头移动的距离,随后反差检测自动对焦会精准地对焦目标。当需要快速对焦捕捉运动物体时切换至速度优先连续模式,相机会启动相位检测自动对焦。与尼康不同的是,索尼虽然也会按照光线条件自动切换,但最终确认合焦仍是反差检测方式,相位检测更多的是在光线条件好的时候起到加快判定合焦位置的作用。
随后索尼又在全画幅单电α 99上进行了试水,正如前文在谈到的,索尼在CMOS传感器上内嵌102点焦平面相位检测自动对焦感应器用于辅助追踪对焦。然而小编觉得这只是辅助,真正依仗的还是19点(11个十字)自动对焦系统,所以这102个相位检测点更多的是告诉世人索尼开始在全画幅上“做手脚”了。

α7的混合对焦系统
事实也印证了这一观点,此后索尼推出的全画幅微单α7,其图像传感器支持117点相位检测自动对焦系统(α7R不支持)。之所以是117点,我们知道NEX-5T、NEX-6、NEX-5R等APS-C产品具备99点相位检测,那么α7已经达到全画幅,传感器面积增大,为了保证相位检测覆盖的有效区域,增加到117点也是顺理成章的事,至于反差检测对焦点依然维持在25个。实际使用来看α7的对焦确实要比α7R的纯反差AF更好一些,有一点追焦能力。索尼在α7II时对混合自动对焦进一步加强,比α7的自动对焦速度提升了约30%。 此外,索尼优化了算法使得跟踪对焦的准确度与 α7相比提高了约1.5倍。此外,连续自动对焦显示使用户可以随时确认哪个自动对焦点是被激活的。 就原理来说α7与NEX-5R相同。
索尼在α6000/α5100上应用了增强型混合自动对焦,179个相位检测自动对焦点和反差检测自动对焦25个对比度检测自动对焦点,形成覆盖更宽更密集的对焦区域,且对焦速度达到约0.06秒。

4D对焦要考虑景深和时间
索尼在Photokina上将这套增强型混合自动对焦称为“4D对焦”,其性能主要表现:1.高速连拍具备连续追焦能力(取消速度优先连拍模式);2.179个相位检测自动对焦点覆盖很大(92%);3.快速响应,对焦速度更快;具备预测持续跟焦能力。所谓4D对焦是指在2D平面对焦基础上还考虑了景深和时间两个维度。简单地说,通过监测运动物体的位置的速度,4D对焦系统能预测物体的运动轨迹,从而在最短的时间内完成对物体的对焦。值得一提的是,4D对焦系统并不会被突然遮挡主体的物体影响,而是将焦点时刻集中在主体上。 简单理解就是4D对焦与以往的混合自动对焦相比,它获得更多的运动体的位置要素,提升了AF-C能力。可以说就目前来说索尼这套系统是混合自动对焦中最为强大的。未来将逐步推广到全画幅产品上,这对于无反相机追赶单反追焦能力起了很重要的作用。
与索尼相比其他品牌的混合自动对焦系统,也都各有特色。首先谈谈奥林巴斯:
奥林巴斯和松下一直致力于提升反差检测AF性能,但奥林巴斯的旗舰E-M1搭载的混合超高速自动对焦DUAL FAST AF功能可根据使用的镜头,在反差检测对焦和相位检测对焦之间进行自动切换并选择最佳的对焦模式,实现高速高精度的自动对焦。 也就是说奥林巴斯的方案并非Nikon1那种根据光线条件两者切换,也不是索尼的分工协作,其切换条件是镜头类型!
 
37点相位与81点反差
当使用4/3系统单反镜头时,传感器内置相位检测自动对焦系统共有37个对焦区域,相机会自动切换至该对焦系统,实现比单反相机E-5更高精度、更快速度的自动对焦。当使用M4/3系统镜头时,相机会自动选择反差检测自动对焦。对焦区域由原来的35点扩大至81点,并有37个对焦区域与相位检测对焦区域相同,大幅提升了M4/3系统镜头在连拍时的跟踪对焦能力。
为何会提升连拍跟踪能力?当使用M4/3系统镜头进行连续自动对焦和跟踪对焦时,相机会同时使用相位检测对焦和反差检测对焦!E-M1最新3.0版本固件对在连续自动对焦(C-AF)模式下拍摄所采用的相位差检测自动对焦算法进行了重新设计,此前的6.5张/秒自动对焦连拍速度提升至最高9张/秒。另外,在连拍H模式下进行C-AF拍摄时的自动对焦跟踪性能也得以提升。
这样我们就明白了,奥林巴斯这套混合对焦系统,第一个门槛是镜头类型,这也是考虑到兼容4/3镜头群,为了适应针对相位对焦制造的镜头马达,采用传感器纯相位检测AF,而镜头是M4/3后又分成两种情况,单次对焦依仗高速反差检测AF,不仅精度高而且速度不输于相位检测AF,当需要连续追焦时(如连拍),则采用协同作战模式。这套方案可以说想的非常周全充分发挥两种对焦方式各自的优势,取长补短。

三星NX1对焦点覆盖非常广泛

即使画面边缘也有对焦点完成合焦
再谈谈三星,其最新旗舰NX1采用第三代NX自动对焦系统,该自动对焦系统具有0.055秒高速对焦性能(索尼为0.06秒),同时相位检测对焦点广泛分布在整个传感器,总计达到205个(在传感器中央区域的153个为十字型相位检测对焦点),而反差式检测对焦点也有209个。这样的覆盖即使对焦区域在画面边角也能完成对焦。在日系主导的相机市场,三星属于一直在努力从未被肯定的厂商,小编实际用过这款相机其对焦性能已经赶上中端APS-C单反,就性能而言三星这套系统倒是可以和索尼比比。
至于富士,为了解决X100对焦慢的问题,X100S开始搭载智能混合自动对焦,此后X-E2、X-T1均采用该对焦系统,相机传感器上的相位检测自动对焦系统具有高速响应性能,而反差自动对焦能够在光线不足的场景中提供准确对焦。相机同时拥有这两种功能,还采用了智能混合式AF,可自动切换到适合场景和条件的最佳对焦系统。新开发的算法可提高在拍摄低对比度的对象和光线不足的场景时的自动对焦精度。富士称这套AF系统可实现0.08秒自动对焦速度。从实际使用来看富士是APS-C无反阵营中对焦性能最弱的一家,其相位检测部分集中在中心(大约9点),连续AF设置下达不到8张/秒。所以我们看到这是一个有趣的循环,从富士发起再到富士的无反,其对焦性能与对手相比成为短板,这再次证明技术不进则退,后来者超越比比皆是。
佳能的EOS M由于牵扯新的对焦系统,我们放在后面再谈,Hybrid CMOS AF原理与混合自动对焦系统类似。总体来看我们可以看到索尼、三星都在对焦方面下了很大功夫(奥林巴斯更多考虑兼容4/3镜头),从实现原理上大同小异,无非是相位检测发挥作用的比重有所差异,但毫无疑问这种混合方式短期内将是无反相机的主流对焦方式。
5.Dual Pixel CMOS AF横空出世

Hybrid CMOS AF 只有中心很小的区域
提到佳能Dual Pixel CMOS AF就不得不谈谈佳能现今单反实时取景下的对焦方式,也是EOS M系统的唯一对焦方式。2012年佳能首先在EOS 650D上应用Hybrid CMOS AF,其后EOS 700D、EOS M也有采用。所谓Hybrid CMOS AF技术是将图像感应器上的部分像素作为相位检测自动对焦感应器使用(与前文相位/反差混合AF类似),相位检测可以迅速判断镜片移动量和方向,不过Hybrid CMOS AF 最终还是要通过反差检测自动对焦合焦。

Hybrid CMOS AF II 扩大覆盖面积
2013年佳能推出的EOS 100D、EOS M2搭载的Hybrid CMOS AF II只是有效范围从I代的约35%扩大至约80%。简单来说Hybrid CMOS AF前两代中的相位检测仅仅是辅助作用,算是速度上的“助推器”,但最终“拍板”依旧是缓慢的反差检测。

Hybrid CMOS AF III

三代Hybrid CMOS AF 改进明显
2015年佳能最新推出的EOS 750D、EOS 760D、EOS M3均搭载有Hybrid CMOS AF III混和自动对焦系统。该对焦系统进一步提高了对焦的速度。在一定条件下相差检测自动对焦就可完成对焦(不全由反差检测拍板)。与EOS M/M2相比较,合焦速度最大约提高为6.1/3.8倍(因拍摄条件及所使用镜头而不同)。EOS M3的Hybrid CMOS AF III的有效范围覆盖了约80%(垂直)×70%(水平)的画面。在自动对焦有效范围内自动对焦点从二代的31点提高到49点。

Dual Pixel CMOS AF 与Hybrid CMOS AF前两代对比
为了让AF更快更实用,其实只要能增加自动对焦像素的数量并提高相差检测自动对焦的精度就可以,那样就不再需要反差检测自动对焦了(Hybrid CMOS AF III就是如此 )。说来简单,显然让过多的专用像素去执行相位检测任务,这些专用像素又不具备图像捕捉能力,那就无法保证画质,只能通过数据处理补偿图像,两者要兼顾专用相位检测像素在数量上就要有所限制,而EOS 70D的Dual Pixel CMOS AF(全像素双核CMOS AF)从根本上解决了这个问题。
那么该技术与Hybrid CMOS AF 有什么不同?两种技术差异就在于最终合焦的检测方式!Hybrid CMOS AF最终还是依靠反差检测判断合焦(Hybrid CMOS AF III在一定条件下可只使用相位检测自动对焦)。而Dual Pixel CMOS AF(全像素双核CMOS AF)仅使用图像传感器相位检测自动对焦,因此可实现高速对焦。且提升了伺服自动对焦的追踪性能 ,拍摄短片时也能流畅地持续对焦。

三种对焦方式对比
速度能快多少?据佳能官方声称EOS 70D的“Dual Pixel CMOS AF”与搭载了“Hybrid CMOS AF II ”的EOS 100D相比,可实现约30%的对焦速度提升,而且短片伺服自动对焦性能的改进可获得平滑的追踪对焦表现,面对快速移动的主体也能应对。需要注意的是这里的Dual Pixel CMOS AF是和前两代Hybrid CMOS AF II 对比,而Hybrid CMOS AF III对焦速度又有提升,官方称一定条件下Hybrid CMOS AF III的对焦速度接近Dual Pixel CMOS AF。


Dual Pixel CMOS AF每个像素中都配置了2个光电二极管

Hybrid CMOS AF的像素实际并未分成两部分。
那么Dual Pixel CMOS AF是如何实现的呢?这是结构上的不同!Dual Pixel CMOS AF技术是在图像传感器上的每个像素中都配置了2个光电二极管,且对应同一个微透镜(以往的图像传感器是一个光电二极管对应一个微透镜)。在自动对焦时,一次同时可获得2个信号(A像和B像)。通过比较A像和B像的视差信号计算出镜头的驱动量和驱动方向(原理与前文独立AF检测模块类似)。

相机将光电二极管A信号与B信号相互重合的状态判断为合焦

偏前(后)都会出现偏差
而在拍摄图像时,两个光电二极管又将汇合各自的图像信号作为一个像素进行输出。因此,自动对焦和成像功能得以同时结合在一个像素中,且图像传感器上所有像素都实现了这一改进,可从图像传感器上全部有效像素获取信息用于相位自动对焦。既保持了画质又增加了可用于自动对焦的像素数量。

对焦有效覆盖面积大幅扩大
简单来说,以往产品是图像感应器上的部分像素作为相位检测自动对焦感应器使用,可这些像素是不参与成像的,属于有效像素之外的冗余像素,但这样终究是见缝插针,参与对焦的像素数量有限(过多影响画质),覆盖面小(Hybrid CMOS AF III就是增加对焦像素点)。而EOS 70D的图像传感器,集成了约4030万光电二极管,所有像素均是对焦/成像两用,提高了像素使用效率,对焦时可全员出动。实时取景拍摄时,覆盖图像拍摄区域可达约80% (垂直) x 80% (水平)。自动对焦有效范围比光学取景器的更大。
Dual Pixel CMOS AF技术解决了数码单反在实时取景下对焦慢的问题。该对焦方式与翻转触摸屏配合可谓天衣无缝,很好的解决多角度实时取景拍摄的难题。Dual Pixel CMOS AF是目前最为彻底最为成熟的方案,可以说是未来无反相机和数码单反相机进一步进化的重要技术基础,甚至是无反相机替代单反相机的开始。
6.反差检测终极进化
前文我们看到本来对焦方式只有相位检测和反差检测两种,然而随着对高AF性能的需要,出现了两者杂交产物——混合自动对焦系系统,然而在M4/3系统中松下和奥林巴斯依然坚持改进反差检测自动对焦,他们目前的单次对焦性能已经远不是大家印象中慢吞吞的反差对焦。

松下在GH2上就实现了0.1s高速对焦
这里重点谈一下松下(奥林巴斯与其技术类似),松下在GH2上就实现了0.1s高速对焦,对于反差检测对焦的改进总结起来有如下几个要点:1.加强机身和镜头之间的通信(松下采用11个触点,比4/3系统多了两个);2.使用对焦速度更快的镜片(轻量化,如树脂材质镜片);3.加快传感器自动对焦系统的采样率,提高对焦反馈回路(指传输回镜头的信息);4.采用线性直驱马达(镜头)减少寻找焦点反方向运动时齿轮游离时间。
我们可以看到松下的方案相当详细,从镜头的马达、镜片、触点,到机身传感器采样频率,一整套优化措施,而这套方案无论应用在无反相机还是普通消费DC上都会有很大好处。
这里核心改进是提高传感器采样频率,这其实就是提高对焦传感器的刷新率,以松下DMC-GH2为例子,它是120帧/秒(一秒读取120张图像),同时可以根据焦点位置而调整焦点的搜寻速度,例如当距离焦点位置较远时检测加速,当接近焦点时则放慢速度回归精确检测。GH2之前的机型只能提供60帧的对焦刷新率,不具备焦点搜寻变速功能。这个做法有些像电脑硬件超频,提高检测频率来缩短“墨迹”时间,自然也就更快了。

上图:60帧刷新率对焦时全程平缓检测 下图:GH2的120帧检测在距离焦点较远时检测加速,当接近焦点时回归精确检测
不过这种提高频率并非越高越好,松下工程师表示如果刷新率提升,那么每一帧的曝光时间会减少,画面就会变暗,S/N信噪比也会提高,反而会影响对比度,如果影响了对比度,那么反差式对焦精度自然就会受到影响,这是绝对不可以发生的。所以这种“超频”技术是要保证精度的前提下,提高频率提高速度。
同时我们还可以看到只要应用了反差检测自动对焦,不管是纯反差检测(如松下),还是混合自动对焦(索尼、佳能等)均需要配合线性直驱马达(如STM)的镜头才能发挥更好的AF性能,而纯相位检测对焦如Dual Pixel CMOS AF则不挑镜头马达类型。

松下DFD技术
然而松下所做的这些仅仅是解决了单次AF的速度,对连续对焦来说改善并不大,我们可以看到一些无反相机在连续AF模式下连拍会大幅下滑。为此松下又推出了DFD(散焦测距)技术来加强反差检测对焦的性能,该技术缩短设置焦点时间,他通过计算景深不同的两张图像并立即查阅镜头的光学特征数据得出与拍摄对象的距离,从而实现大约0.07秒高速自动对焦。从原理上看计算分析被摄体距离有些像相位检测。

传感器集成对焦像素点 独立的两个元件进行整合集成
总体来看可换镜相机的对焦方式大体可分为三种:分别是独立相位检测AF(单反/单电)、传感器集成AF、传感器反差检测AF(松下、奥林巴斯),这当中传感器集成AF又分为混合AF和纯相位检测AF(双像素AF)。这当中孰优孰劣暂且不谈,多样化的发展对于单反相机来说只是加强了实时取景和视频模式的AF性能,但对于无反相机来说这可能成为未来逐步取代单反的重要砝码。

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