Меню

Технология dual pixel: Улучшенная технология автофокусировки изображения – Samsung Newsroom Россия

Содержание

Улучшенная технология автофокусировки изображения – Samsung Newsroom Россия

Есть несколько факторов влияют на качество и четкость снимков и самый важный из них, это скорость работы системы автофокусировки камеры. Автофокус, эта краеугольный камень технологии мобильной фотографии, который гарантирует, что вы сможете запечатлеть интересный сюжет именно в тот момент, когда он произошел, и получить четкое изображение.

 

В камерах смартфонов Galaxy Samsung усовершенствовала технологию автофокусировки до уровня Dual Pixel Pro.

 

 

Что такое фазовая автофокусировка?

Для начала разберемся в принципах работы технологии фазовой автофокусировки (Phase Detection Autofocus или PDAF).

 

Подобно тому, как люди используют оба глаза для фокусировки на изображениях объектов, система PDAF работает, сравнивая разность фаз двух изображений, воспринимаемых левыми и правыми пикселями, что позволяет камере вычислить расстояние до объекта съемки, где эти фазы совпадают.

 

В обычных системах определения фазы используются специальные выделенные пиксели для автофокусировки изображения, распределенные по всему сенсору. Количество таких пикселей обычно составляет лишь небольшую часть от общего числа пикселей. Для получения и сравнения изображения, воспринимаемого левым и правым пикселом, “смотрящим” влево и вправо, соответственно, половина каждого пикселя заблокирована металлической “перегородкой”, так что они воспринимают свет только с одной стороны объектива. Использование большего количества этих выделенных пикселей автофокусировки может ускорить определение фазы, но также может уменьшить количество света, воспринимаемого сенсором, что приведет к потере качества изображения. Hовая технология Dual Pixel переводит систему автофокуса на новый уровень.

 

Технология Dual Pixel Autofocus использует каждый пиксель

В технологии Samsung Dual Pixel каждый пиксель сенсора используется для определения фазы и для получения информации о цвете, что значительно повышает и скорость и точность автофокусировки по сравнению с обычными системами.

 

Каждый пиксель сенсора Dual Pixel содержит два фотодиода – левый, воспринимающий свет слева от объектива и правый для приема света справа от объектива. При съемке сюжета производится сравнение фаз света от каждой пары фотодиодов, благодаря чему автофокусировка осуществляется в считанные миллисекунды. А поскольку каждый пиксель сенсора используется как для автофокусировки, так и для получения информации о цвете, сенсор может обеспечить мгновенную фокусировку объектива без потери качества изображения.

 

Dual Pixel Pro – это технология автофокусировки нового поколения

Dual Pixel Pro использует зеленые пиксели, которые разделяют фотодиоды с диагональной структурой. Эти диагонально-разделенные пиксели сравнивают разность фаз между верхней и нижней частью пиксела в дополнение к разности фаз между левой и правой частью пиксела.

 

В результате технология Dual Pixel Pro обеспечивает быструю и точную автофокусировку даже в сложных условиях, таких как низкий уровень освещенности или при съемке быстро движущихся объектов.    Помимо этого, она устраняет ряд ограничений технологии Dual Pixel, в которой левый и правый фазовый фотодиод-датчик, например, не способен зафиксировать разность фаз света от объекта с текстурой в виде чередующихся темных и светлых горизонтальных полос, а следовательно, не может сфокусировать изображение таких объектов. Добавление верхнего и нижнего датчика фазы означает, что ваша камера может лучше распознать такие текстуры и быстро сфокусировать объектив если, например, объект съемки носит рубашку в полоску с горизонтально расположенными полосами.

 

Самые ценные мгновения, от быстрого взгляда до праздничного фейерверка, часто мимолетны. Сенсоры ISOCELL с системой автофокусировки Dual Pixel Pro никогда не позволят вам упустить возможность сохранить в памяти самые дорогие моменты вашей жизни.

Мастерская творчества

Технология Dual Pixel CMOS AF используется в камерах Canon не первый год. Напомню, что в произведённых по данной технологии сенсорах изображения светочувствительные элементы имеют пару фотодиодов. Первоначально технология была призвана ускорить автофокусировку по матрице, используя фазовый принцип наведения на резкость. Об этом мы ещё поговорим в нашем обзоре.

Однако Canon EOS 5D Mark IV стал первой камерой в мире, которая способна записывать Dual Pixel RAW. В этом сыром формате сохраняется информация от отдельных фотодиодов каждого пикселя. Поэтому в RAW содержится некоторая информация о параллаксе: левый и правый фотодиоды «видят» мир по-разному. Конечно же, подобные файлы «весят» больше обычного — порядка 66 МБ, так как вмещают в себя два изображения. Скорость работы камеры с Dual Pixel RAW снижается.

Поэтому вторым пунктом в меню Canon EOS 5D Mark IV стоит именно включение/выключение этого формата записи. Так какие же преимущества даёт Dual Pixel RAW?


В Dual Pixel RAW записывается информация от левого и правого фотодиода каждого пикселя отдельно

Скажем сразу, что на момент написания обзора работать с Dual Pixel RAW можно было только в оригинальной программе Canon Digital Photo Professional 4. Однако возможности, которые открывают перед фотографом подобные RAW-файлы, как минимум удивляют.

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.

Скриншоты в процессе обработки:

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

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.

Оригиналы кадров:

Уменьшение паразитной засветки

После всех чудес, которые мы увидели в первых двух пунктах оптимизации Dual Pixel RAW, уменьшение паразитной засветки выглядит простой и прозаической функцией. Ведь при изменении точки съёмки меняется положение бликов и засветок в кадре. А магическое изменение точки съёмки мы уже видели в предыдущем пункте настройки.


Так выглядит снимок, если включить уменьшение паразитной засветки для всего кадра. Картинки от левых и правых фотодиодов каждого пикселя накладываются друг на друга. CANON EOS 5D MARK IV / (505) УСТАНОВКИ: ISO 160, F2, 1/80 S, 15.0 МБ

Примечательно, что боке при уменьшении паразитной засветки очень сильно меняется: оно становится контрастным, начинает «двоить». Одним словом, выглядит размытие непрезентабельно. Поэтому этот инструмент был дополнен функцией выделения зоны, к которой применяется уменьшение паразитной засветки. Тогда боке на остальной площади кадра остаётся нетронутым. 

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:

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.

Технология Dual Pixel: что это и зачем нужно?

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.

Что такое Dual Pixel?

Последнее достижение в этой области — Dual Pixel . Это новейшая технология, которая при фотографировании позволяет мгновенно фокусироваться на любом объекте и получить максимально четкое изображение. Чтобы понять, как она работает, рассмотрим основные виды автофокуса.

Автоматическая фокусировка избавляет пользователя от самостоятельного определения глубины резкости снимка. Процессор смартфона получает изображение с матрицы камеры и самостоятельно рассчитывает расстояние между линзами объектива, выделяя главный объект от фона.

Пассивный способ автоматической фокусировки. Еще недавно он использовался на бюджетных телефонах и был весьма распространен в силу простого механизма и низкой стоимости. Процессор определял зону фокуса на основе контраста между объектом и фоном. Правда, фокусировка происходила не быстро и зачастую не совсем точно. Если же предмет съемки находился в движении, то вероятность сделать резкий снимок значительно снижалась.

Активный способ автоматической фокусировки более прогрессивный по сравнению с предыдущим. Он может быть реализован при помощи лазерного луча, который измеряет расстояние до предмета съемки, а также при помощи специальных сенсоров (фотодиодов), улавливающих световые потоки от разных точек кадра. Это фазовый вид активного автофокуса.

До недавнего времени он использовался исключительно в зеркальных фотоаппаратах, но корпорация Samsung внедрила его в один из своих флагманов прошлых лет — Galaxy S5.

Как работает технология двойных пикселей?

Технология Dual Pixel является более продвинутой разновидностью фазового способа фокусировки и разница состоит в следующем. Классическая технология подразумевает оснащение фотодиодами от 5 до 10% пикселей матрицы, которые равномерно распределены по ее поверхности.

Технология Dual Pixel обеспечивает сенсорами абсолютно каждый пиксель матрицы, то есть каждый пиксель является одновременно фотодиодом, выполняя двойную функцию. Отсюда и название Dual Pixel, что в буквальном переводе означает «двойной пиксель». Разработчиком Dual Pixel также является компания Samsung, которая использует технологию в последних флагманах, начиная с Galaxy S7.

Dual Pixel дает мгновенную и точную автофокусировку (не дольше 0,3 секунды) на любом объекте и отлично работает даже в условиях недостаточного освещения. За счет этой технологии фотография получается не только максимально резкой, но и насыщенно-контрастной. Маркетологи утверждают, что работа Dual Pixel подобна работе человеческого глаза.

Вслед за Samsung технологию Dual Pixel взяли на вооружение и другие производители смартфонов, например, HTC, Honor и Google Pixel.

Dual Pixel — отличное дополнение к возможностям камеры. Нужно ли при приобретении смартфона ставить эту технологию в приоритет – каждому решать самостоятельно. Истинные любители фотографии наверняка оценят Dual Pixel по достоинству, но часть пользователей может и не заметить разницы между новой технологией и обычной автофокусировкой.

Загрузка…

Что такое PDAF и Dual Pixel? Или как работает автофокус на смартфонах

Последнее обновление:

Оценка этой статьи по мнению читателей:

В первой части статьи мы подробно рассмотрели базовые понятия о том, что такое матрица, каким образом она формирует изображение. В частности, было рассказано о популярных технологиях Quad Bayer и Tetracell, которые используются на современных смартфонах в матрицах с высоким разрешением (от 48 мегапикселей).

В этой части мы затронем еще несколько интересных технологий, связанных с процессом фокусировки и получения изображения. Понимание этих вещей не только удовлетворит праздное любопытство, но и принесет практический смысл, позволяя вам более осознанно подходить к выбору смартфона с хорошей камерой даже в средне-бюджетном ценовом сегменте.

Перед тем, как приступить к основной теме, хочу предупредить, что многое, о чем будет говорится ниже я привожу лишь в качестве иллюстрации. Принцип работы некоторых систем я буду сильно упрощать, чтобы статья была понятной и доступной широкому кругу читателей.

Как смартфоны научились фокусироваться и делать изображение резким

Вы задумывались над тем, как смартфон понимает, какую часть изображения необходимо сделать резкой и как именно он это делает?

Аналогия с нашими глазами здесь не совсем уместна, так как глаза делают резким то изображение, которое мы хотим разглядеть. В отличие от смартфона мы отлично распознаем то, что видим, фокусируясь на желаемом предмете. А вот для смартфона наша фотография — это бессмысленный набор цветных точек. И камера не понимает, на чём ей следовало фокусироваться, чтобы не испортить очередной кадр.

Конечно, существует такое понятие, как семантическая сегментация. Но несмотря на активное развитие машинного обучения и нейронных сетей, современные смартфоны еще не научились определять предметы на фото так же хорошо, как это делают люди, чтобы использовать для фокусировки искусственный интеллект.

Четкая или размытая фотография?

Для того, чтобы фотография получилась четкой, необходимо соблюсти всего одно условие — лучи света, отраженные от снимаемого объекта, должны пересекаться в точке на матрице.

Чтобы лучше это понять, вспомним, как вообще свет попадает на матрицу и формирует там изображение. Представим, что мы хотим сфотографировать цветок. Внутри камеры смартфона вначале располагается объектив с линзами, а затем матрица:

Лучи света, отраженные от каждой точки этого цветка, попадают на матрицу смартфона, проходя через линзы объектива. И когда лучи света проходят через объектив, они преломляются, пересекаясь в одной точке. В этой точке изображение и будет максимально резким и четким.

К примеру, вот как свет, отраженный от красного лепестка, оказался на матрице смартфона:

Не обращайте внимание на то, что картинка на матрице получилась перевернутой. Ведь текст, который вы сейчас читаете (как и весь окружающий мир), вы точно также видите перевернутыми. Просто мозг скрывает это от вас, «на лету» переворачивая обратно сформированное на сетчатке глаза изображение.

Хрусталики наших глаз напоминают по форме линзу, выпуклую с двух сторон — как та, что используется в объективе камеры смартфона и показана на наших картинках. А когда через такую линзу проходят лучи света, они, как уже было сказано, преломляются под определенными углами, из-за чего изображение получается перевернутым. Эти углы подчиняются определенным правилам (законам физики). Они очень просты для понимания, но в рамках этой статьи мы не будем их рассматривать, чтобы сэкономить время.

Ровно таким же образом на матрице формируются и другие части нашего цветка, например, зеленый стебель:

В рассмотренном примере цветок на матрице получился четким, то есть, в фокусе. Но если бы наш цветок находился чуть дальше, лучи проходили бы через линзу немножко под другим углом, соответственно, угол преломления также слегка бы отличался и пересекались бы эти лучи еще до попадания на матрицу. А на матрицу вместо одной точки падало бы множество лучей, накладываясь друг на друга с небольшим смещением, что делало бы общую картинку размытой (не в фокусе):

В реальной жизни, когда объект отдаляется от нашего глаза, мозг просто слегка изменяет форму хрусталика, растягивая его или, наоборот, сжимая. Из-за этого меняется угол преломления лучей, которые в итоге пересекаются в одной точке прямо на сетчатке. А те объекты, что находятся ближе или дальше, оказываются размытыми, так как лучи света, отраженные от них, пересекаются еще до сетчатки или в условной точке за нею.

Но смартфон не может изменять форму линзы, растягивая ее, как хрусталик, ведь она сделана из стекла. Вместо этого смартфон перемещает линзу внутри объектива вперед или назад таким образом, чтобы лучи снова пересеклись в одной точке — на матрице. Проблема со смартфоном заключается лишь в том, как определить, в какую сторону двигать эти линзы и как понять, что нужный объект уже в фокусе.

Контрастный автофокус (CDAF). Или определяем резкость «на глаз»

Еще недавно смартфоны вообще не умели фокусироваться. К примеру, первые два поколения iPhone не имели системы автофокусировки. Она появилась лишь в 2009 году с выпуском iPhone 3GS.

Сегодня все бюджетные и многие средне-бюджетные смартфоны используют самый старый, простой и надежный метод фокусировки под названием контрастный автофокус.

Суть его работы очень проста. Вы выбираете пальцем на экране смартфона нужную область фокусировки или смартфон самостоятельно выбирает центральную часть кадра, после чего камера пытается сделать так, чтобы объект в этой части кадра был в фокусе.

Но делает он это не так как люди. Мы понимаем, что цветок находится в фокусе, когда отчетливо видим его очертание, смартфон же просто оценивает гистограмму изображения (график распределения яркости). Ведь, как уже было сказано ранее, для смартфона все предметы — это просто пятна различной яркости.

Лучше всего это понять на следующем примере. Ниже вы можете увидеть изображение одного и того же цветка с разной степенью резкости, а под каждым цветком — его гистограмму (график распределения яркости), с которой и работает смартфон:

По горизонтали на маленьких гистограммах представлены уровни яркости изображения — от ее полного отсутствия слева (черный цвет) до самого яркого участка справа (белый цвет). А по вертикали отображается количество пикселей в кадре соответствующей яркости.

А теперь обратите внимание на закономерность — чем более размыта картинка, тем меньше здесь контрастных четких контуров темного цвета. На самом размытом цветке (первый слева) вообще отсутствуют черные/темные цвета, то есть, контуров нет вообще и график очень сильно смещен вправо.

Что же делает смартфон? Он берет небольшой участок изображения (на котором мы хотим сфокусироваться или же центральную часть кадра) и оценивает его гистограмму. Затем смартфон начинает передвигать лизну внутри объектива вперед и анализирует, как меняется распределение яркости. Если контраст падает (то есть, разброс по яркости уменьшается), смартфон начинает передвигать линзу в обратную сторону, пока не найдет самый высокий контраст. А в конце, чтобы наверняка не промахнуться, передвигает линзу еще немножко дальше. Если контраст снова начинает падать — возвращается обратно в ту позицию, где контраст был максимальным.

Что не так с контрастным автофокусом и почему он используется только на дешевых смартфонах?

Я думаю, вы уже догадались по описанию работы контрастного автофокуса, что с ним не так. Смартфон понятия не имеет, четкая ли сейчас картинка и в каком направлении нужно переместить объектив, чтобы еще увеличить резкость.

Для этого он начинает просто передвигать линзу вперед-назад, чтобы оценить, меняется ли контраст сцены. А в это время мы видим на экране «прыгающий» автофокус. То есть, изображение на доли секунды становится то размытым, то снова резким.

Если при съемке фотографий это не является проблемой, то при записи видео контрастный автофокус может хорошенько подпортить результат. Вероятно, вы не раз замечали, как картинка на видео периодически «дергается» и фокус то пропадает на мгновение, то снова появляется. Когда вы снимаете видео на смартфоне с контрастным автофокусом и вся сцена идеально сфокусирована, смартфон все равно будет периодически передвигать линзу, чтобы убедиться, что в данный момент времени картинка максимально резкая. И это будет хорошо заметно на записи.

Другими словами, контрастный автофокус очень плохо справляется с видеозаписью и вам следует об этом помнить, если вы любите снимать видео на смартфоне.

А продолжают его использовать по той причине, что это самый простой и дешевый метод фокусировки, не требующий никакого дополнительного оборудования. Но если вы хотите иметь более быстрый и качественный автофокус, необходимо при выборе смартфона искать в его характеристиках аббревиатуру PDAF.

Что такое PDAF (или фазовый автофокус) на современных смартфонах?

Сам термин PDAF (Phase-Detection Autofocus) переводится с английского, как фазовый автофокус. Впервые этот метод фокусировки появился на зеркальных фотоаппаратах достаточно давно. Но первым в мире смартфоном с PDAF автофокусом, если мне не изменяет память, стал Samsung Galaxy S4, вышедший в 2014 году. Затем последовал iPhone 6 от компании Apple и с тех пор все флагманские смартфоны стали выпускаться с PDAF.

Принцип работы фазового автофокуса выглядит следующим образом. Когда объект находится в фокусе, отраженные от него лучи света будут в равной степени освещать противоположные стороны объектива. Если объект не в фокусе, лучи света по-разному проходят через края линзы.

Другими словами, чтобы сфокусироваться, камера должна получить два изображения одного и того же кусочка кадра — одно изображение с левой половины линзы, а другое — с правой. Если изображения будут немного смещены относительно друг друга, значит, снимаемый объект не в фокусе.

Рассмотрим простой пример:

Здесь мы видим изображение, полученное с одной стороны линзы (A) и с противоположной (B). Если эти сигналы сравнить, то мы увидим небольшое смещение (C). Так как камера хорошо знает свои параметры (размер объектива и линз, фокусное расстояние), ей не составляет труда определить расстояние, на которое нужно переместить линзу, чтобы сигналы с противоположных сторон объектива совпадали.

В этом и заключается главное преимущество фазового автофокуса над контрастным. При фазовом автофокусе камере достаточно одного кадра, чтобы рассчитать, в какую сторону и как далеко нужно переместить линзу. А при контрастном автофокусе, каким бы идеальным он ни был, приходится проверять множество кадров при разных положениях линзы, чтобы поймать самый высокий контраст.

Неужели у смартфона две матрицы!?

Действительно, каким образом смартфон получает две картинки с противоположных сторон линзы? Ведь, когда свет проходит через объектив, он освещает всю матрицу сразу. Все верно, но здесь есть один небольшой трюк.

В типичной матрице с PDAF автофокусом не все пиксели используются для получения картинки. Среди «обычных» пикселей встречаются пиксели PDAF, которые не участвуют в построении изображения, а служат лишь для фокусировки. Чтобы понять, в чем разница между этими пикселями, давайте посмотрим на их схематическое изображение:

Обычный пиксель (слева) и PDAF-пиксель (справа)

Слева изображен обычный пиксель. Здесь мы видим, как лучи света с противоположных сторон объектива (A и B) падают на микролинзу (C), прикрывающую сам фотодиод (E). Затем идет цветной фильтр (D), который пропускает только свет определенного цвета (в данном случае, красного). Если все это кажется вам немного сложным, почитайте первую часть статьи.

Справа изображен PDAF-пиксель, который имеет ряд отличий. Прежде всего, здесь нет цветного фильтра по нескольким причинам. Во-первых, цвет совершенно не играет никакой роли при оценке смещения изображения, а во-вторых, цветной фильтр пропускает только треть света, падающего на микролинзу.

Черная область на картинке справа (D) — это перекрытие половины фотодиода, которое блокирует весь свет, падающий с левой половины линзы объектива. То есть, этот пиксель содержит только те лучи света, что прошли через правую половину объектива. Если мы возьмем еще один PDAF-пиксель и перекроем другую половину его фотодиода, он будет содержать только те лучи, что прошли также через другую половину объектива. Такая пара PDAF-пикселей и содержит информацию с противоположных сторон объектива, которую мы можем теперь сравнивать.

Таких пар PDAF-пикселей на самом деле достаточно много «разбросано» по всей матрице — десятки тысяч. И каждый из них не содержит никакой информации о фотографии. Если ничего не предпринимать, на любом снимке со смартфона при детальном рассмотрении можно было бы отыскать десятки тысяч маленьких черных точек.

Но, к счастью, вы их не найдете. Смартфон прекрасно «знает» позицию каждого PDAF-пикселя и после съемки «зарисовывает» черные точки, примерно подбирая нужный цвет. Если на готовой фотографии PDAF-пиксель окружают зеленые точки, смартфон предполагает, что и на месте PDAF-пикселя должна была быть зеленая точка.

Что такое Dual Pixel от компании Samsung?

Это маленькая революция в области фокусировки камер. Правда, придуманная не компанией Samsung и не для смартфонов.

Впервые автофокус Dual Pixel был представлен компанией Canon в 2013 году с анонсом зеркальной камеры Canon EOS 70D. А спустя 3 года ту же технологию компания Samsung принесла в мир мобильных камер. Первым в мире смартфоном с Dual Pixel PDAF стал Samsung Galaxy S7.

Что интересно, на iPhone этой технологии до сих пор нет. Там используется гибридный автофокус — вначале смартфон примерно «прицеливается» с помощью PDAF, а затем доводит резкость контрастным автофокусом. Дело в том, что точность PDAF-автофокуса при столь редком «вкраплении» PDAF-пикселей ниже точности контрастного автофокуса, хотя он и быстрее. Поэтому, PDAF используется на iPhone лишь для того, чтобы понять, в какую сторону двигать линзы, чтобы фокус не прыгал туда-сюда, как на дешевых бюджетных камерах.

Такой же принцип используется и на других средне-бюджетных аппаратах с PDAF, но без Dual Pixel.

Каждый пиксель — это и PDAF, и обычный пиксель одновременно!

При использовании технологии Dual Pixel, каждый пиксель на матрице (или 80-90% всех пикселей) используется для работы фазового автофокуса. Но в таком случае, кто же тогда будет делать снимок, если все пиксели используются для фокусировки?

Давайте схематически изобразим Dual Pixel и все вопросы сами отпадут:

Здесь мы видим те же лучи света с противоположных сторон объектива (A и B), микролинзу (C) и цветной фильтр (D). Однако дальше картина немного отличается. Вместо одного фотодиода, собирающего весь свет, размещаются 2 отдельных фотодиода (E и F). А микролинза спроектирована так, чтобы на каждый отдельный фотодиод конкретного пикселя попадала только часть лучей с одной из сторон объектива.

Таким образом, каждый пиксель содержит информацию о фазе световых лучей. Здесь больше нет никаких перекрытий фотодиодов, блокирующих 50% всего света. Для фокусировки камера использует информацию с каждого фотодиода по отдельности (левая и правая стороны объектива), а во время съемки, сигналы с двух фотодиодов объединяются в один.

Камера не теряет информацию, так как здесь нет отдельных PDAF-пикселей, не захватывающих изображение. Также областью фокусировки является вся матрица, а не 5% ее пикселей.

В реальности, на матрице Samsung Galaxy S10 или Note10 с разрешением 12 мегапикселей используется 24 миллиона фотодиодов. Но работают они по отдельности только при фокусировке, а во время съемки сигнал обрабатывается совместно, да и линз с цветными фильтрами на такой матрице 12 миллионов.

Получается, на 108-Мп матрице в реальности используется 216 мегапикселей?

Нет. Размер одного пикселя на любой современной матрице с высоким разрешением (48/64/108 Мп) составляет рекордные 0. 8 мкм. Если предположить, что каждый пиксель содержит еще по 2 отдельных фотодиода, мы получим размер каждого из них по 0.4 мкм. Но до этого технологии еще не дошли.

Чтобы ответить на этот вопрос, предлагаю взглянуть на реальную фотографию небольшого участка матрицы от Sony под микроскопом:

Матрица Sony

То, что вы видите — это реальные микролинзы, прикрывающие пиксели. Под ними расположены цветные фильтры и фотодиоды. Обратите внимание на крупный пузырек в центре кадра. Это микролинза PDAF-пикселя, скрывающая под собою два фотодиода.

Если мы посмотрим под микроскопом на матрицу Samsung, то увидим немножко другую картину:

Матрица Samsung, вид сверху

Здесь уже показан вид сверху. Но мы не видим никаких больших пузырьков, как у Sony, а вместо этого в центре находятся половинки пикселей. Это и есть «классические» PDAF-пиксели, у которых просто одна половина перекрыта, чтобы на них попадали только те лучи света, что прошли через одну половину объектива.

И пусть вас не смущает то, что на этой матрице идут подряд 4 пикселя, у которых перекрыта правая половина. Все дело в том, что перед вам — Tetracell матрица, у которой 4 пикселя объединяются в один. Соответственно, и PDAF-пиксели размещаются по такому же принципу. Подробно о Tetracell-матрицах было рассказано в первой части статьи.

Вместо заключения…

Надеюсь, эта часть не была слишком перегруженной и дала базовое понимание того, как устроен автофокус на современных смартфонах.

Dual Pixel — это логическое продолжение и развитие технологии PDAF-автофокуса. Если выбирать между смартфоном с PDAF и Dual Pixel, предпочтение следует однозначно отдавать Dual Pixel. К слову, такие матрицы используются далеко не только на флагманах от Samsung. Вы можете встретить технологию Dual Pixel на таких аппаратах, как:

  • Asus ROG Phone
  • Google Pixel 3a
  • Google Pixel 3
  • Google Pixel 2
  • HTC Exodus 1
  • HTC U12+
  • LG V50
  • LG G8 ThinQ
  • Meizu 16X
  • Motorola Moto Z3 Play
  • Motorola Moto G6 Plus
  • Nokia 8.1 aka Nokia X7
  • Sony Xperia 1
  • Vivo V15
  • Xiaomi Mi 8 Pro
  • и многих других

Если вы хотите более детально погрузиться в то, как устроены и работают камеры смартфонов, тогда рекомендую почитать мой цикл статей «Камера смартфонов для чайников«. Там вы найдете ответы на все вопросы, связанные с камерами и узнаете много всего нового и интересного.

Автор статьи: Алексей Сало, главный редактор Deep-Review; Фото на обложке (c) Thor Alvis, все иллюстрации в статье принадлежат Deep-Review.

 

P.S. Мы открыли Telegram-канал и сейчас готовим для публикации очень интересные материалы! Подписывайтесь в Telegram на первый научно-популярный сайт о смартфонах и технологиях, чтобы ничего не пропустить!

 

Dual Pixel — наведение на резкость за доли секунды

В чём преимущества технологии Dual Pixel, всё чаще внедряемой в камеры смартфонов?

Производители компактных устройств всеми силами стараются добиться улучшения качества снимков без увеличения размеров модуля камеры. Для этого вовсю внедряются необычные технологии, которыми раньше не могли похвастать даже зеркальные фотоаппараты. В частности, всё чаще можно встретить в описании смартфона упоминание о Dual Pixel. Что же это за технология?

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.

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.

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.

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.

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.

Все, что вы хотели знать про Dual Pixel

Все чаще мы видим в характеристиках камеры смартфона опцию Dual Pixel. Но не все знают, что значит эта технология. Давайте узнаем о ней подробнее.


Все чаще мы видим в характеристиках камеры смартфона опцию Dual Pixel. Но не все знают, что значит эта технология. Давайте узнаем о ней подробнее.

Не секрет, что производители всеми способами стараются улучить качество фотографий при сохранении габаритов имеющихся камер. В ход идут абсолютно разные разработки, начиная от второго сенсора и заканчивая программными примочками. Одной из популярных технологий является Dual Pixel. Что это такое?

Dual Pixel. Особенности.

Зачастую в составе цифрового модуля используется фазовый автофокус, состоящий из фотодиодов. Раньше эти датчики занимали лишь 10% сенсора, поскольку раскатать их по всей матрице технически было невозможно. Dual Pixel предусматривает размещение фотодиодов по всей поверхности матрицы, что в свою очередь позволяет быстро и легко фокусироваться на объекте, находящемся в любом участке кадра (даже на краю).

Главным преимуществом технологии Dual Pixel является то, что камера смартфона теперь идеально «понимает» расположение объекта съемки. Это делает автофокусировку быстрой и легкой. Пока фазовый автофокус страдает от недостатка «материала», Dual Pixel справляется со своей задачей практически мгновенно.

Эта особенность заметна при видеосъемке, когда фокус практически в доли секунды переключается с одного объекта на другой. Перемещаясь в кадре, объект съемки всегда будет в фокусе, что обеспечит должную резкость и надлежащее качество материала. Современная технология автофокусировки уменьшает количество смазанных снимков.

Почему мы так долго ждали эту технологию?

Даже при имеющихся технологиях производство камер для смартфонов имеет свои сложности. Поскольку корпус устройств достаточно тонкий, сами модули обязаны быть маленькими. Однако уменьшать фотоэлементы до минимума нельзя, так как это повлияет на качество съемки (наверняка вы читали наш материал про разрешение и размер пикселя камеры. Если нет – переходите по ссылке). Раньше оснащать камеры фотодиодом было невозможно, так как пиксели на тех матрицах были крохотными.

Современные матрицы имеют достаточно широкую диафрагму, что увеличивает светосилу. Также производители активно используют более крупные сенсоры. Теперь можно сохранять прежние разрешения и одновременно с этим снабжать каждый пиксель фотодиодом. Кроме того, производители перестали наращивать разрешение камеры, а сделали ставку на совершенно новые технологии. И Dual Pixel – одна из них.

В каких камерах есть Dual Pixel?

Традиционно новые технологии – прерогатива топовых устройств. Dual Pixel использован во всех последних флагманских устройствах Samsung. К сожалению, только южнокорейский вендор делает ставку на новую технологию. 

Dual Pixel присутствует лишь в Google Pixel 2. Остальные производители пока что игнорируют эту разработку, поскольку она запатентована Samsung и все модули следует заказывать именно у этой компании. К слову, Sony на данный момент занимается разработкой аналогичной технологии.

Стоит ли ради Dual Pixel покупать новый смартфон?

Если вы не планировали покупать новый топовый аппарат, то приобретать его исключительно ради Dual Pixel не стоит. Кредит или рассрочка на дорогой смартфон ради одной фото-примочки – не лучшее решение. Другое дело, если вы рассчитывали на такую сумму и хотите обзавестись новеньким флагманом.

Объяснение технологии Canon Dual Pixel RAW

Недавно анонсированный Canon 5D Mark IV получил новую функцию Dual-Pixel RAW. Технология Dual-Pixel RAW позволит пользователю настроить фокус после съемки, но регулировка доступна только при некоторых условиях.

Функция позволяет выполнять:

  1. Микро-регулировку фокуса
  2. Сдвиг боке

Каждый двойной пиксель изображения формируется путем объединения снимков А и B, в настоящее время Canon 5D Mark IV фиксирует все данные. В одном файле мы имеем данные от фотодиодов А и В, а также всю информацию о параллаксе. Из-за огромного количества информации, размер файлов Dual-Pixel RAW в два раза больше по сравнению с обычными файлами RAW.

Как мы уже говорили ранее, в файл записывается сигнал от каждого фотодиода, что позволяет фотографу выполнять тонкую настройку фокуса и боке.

Чтобы получить наилучшую отдачу от работы с Dual-Pixel RAW нужно соблюдать следующие условия:

  1. Использование линзы с фокусным расстоянием 50 мм
  2. Значение диафрагмы ниже, чем F/5.6
  3. Значение ISO ниже, чем ISO 1600

Рекомендуется соблюдать расстояние до объекта для получения идеального кадра:

  • Фокусное расстояние 50mm – 1-10 метров
  • Фокусное расстояние 100mm – 2-20 метров
  • Фокусное расстояние 200mm – 4-40 метров

На картинке ниже вы можете увидеть насколько можно сместить фокус при использовании Canon Dual-Pixel RAW:

Как вы можете увидеть, файлы DPRAW в Canon 5D Mark IV дают возможность перенести фокус на небольшое расстояние от 2 до 3 слов при съёмке крупного плана листа бумаги с печатным текстом. Это не похоже на технологию Lytro, которая позволит перемещать фокус на любую область кадра. Вы сможете только лишь уточнить фокус, например, наведя его на глаза при лёгком сбое фокусировки при съёмке портрета.

comments powered by HyperComments

Улучшенный автофокус, позволяющий запечатлеть каждый драгоценный момент — Samsung Global Newsroom

Пытаетесь ли вы сфотографировать быстро происходящее действие или просто счастливые моменты с друзьями, есть несколько функций камеры, которые влияют как на пользовательский опыт, так и на конечные результаты так же, как автофокус. Опора технологии мобильной фотографии, автофокус, гарантирует, что вы сможете запечатлеть момент так, как он случился, и получить четкие изображения, которыми можно поделиться.

Чтобы вы никогда не упустили момент, Samsung усовершенствовала свою технологию автофокусировки, представив совершенно новую систему, которая обеспечивает четкое изображение в каждом кадре. Эта система называется Dual Pixel Pro.

Что такое фазовый автофокус?

Чтобы понять, как работает Dual Pixel Pro, важно сначала понять его основную технологию — фазовый автофокус (PDAF).

Так же, как люди используют два глаза для фокусировки, PDAF работает, сравнивая разность фаз в изображениях, генерируемых левыми и правыми пикселями, что позволяет камере рассчитать расстояние фокусировки или место, где две фазы совпадают.

В обычных системах определения фазы используются специальные выделенные пиксели с автофокусировкой, встроенные по всему датчику, обычно составляющие лишь небольшую часть от общего числа пикселей. Чтобы создать изображения, смотрящие влево и вправо для сравнения, половина каждого пикселя заблокирована металлом, так что они улавливают свет только с одной стороны объектива.Использование большего количества этих выделенных пикселей автофокусировки может ускорить определение фазы, но также может уменьшить количество захваченного света, что приведет к потере качества изображения. Вот где технология Dual Pixel выводит автофокус на новый уровень.

Использование каждого пикселя с двухпиксельным автофокусом

Благодаря технологии Samsung Dual Pixel каждый пиксель на датчике используется для определения фазы с одновременным получением информации о цвете, что значительно улучшает как скорость, так и точность автофокусировки по сравнению с обычными системами.

Каждый пиксель сенсора Dual Pixel содержит два фотодиода, один левый и один правый. При захвате сцены фазы каждой пары фотодиодов сравниваются для достижения автофокусировки всего за миллисекунды. Поскольку каждый пиксель датчика используется как для автофокусировки, так и для значений цвета, датчик может обеспечить быструю автофокусировку без потери качества изображения.

Dual Pixel Pro с автофокусом нового поколения

Dual Pixel Pro выводит автофокус на новый уровень.В нем используются зеленые пиксели, разделяющие фотодиоды диагональной структурой. Эти разделенные по диагонали пиксели сравнивают разность фаз между верхней и нижней частью пикселя в дополнение к разнице фаз в левой и правой сторонах.

В результате Dual Pixel Pro обеспечивает быструю и точную автофокусировку даже в сложных условиях, таких как слабое освещение или быстро движущиеся объекты. Он также устраняет определенные ограничения технологии Dual Pixel, которая пытается различать левую и правую стороны узоров, таких как параллельные горизонтальные полосы.Добавление функции определения верхней и нижней фазы означает, что ваша камера может лучше различать эти узоры, что позволяет ей быстро захватывать фокус, даже если на вашем объекте есть рубашка с рисунком и горизонтальными линиями.

От взгляда любимого человека до впечатляющего фейерверка — наши самые драгоценные воспоминания часто мимолетны. Датчики изображения ISOCELL, оснащенные системой автофокусировки Dual Pixel Pro, гарантируют, что ваши любимые моменты никогда больше не пройдут мимо вас.

Что такое двухпиксельный автофокус? Объяснение технологии камеры

Dual Pixel Автофокус 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?

Двухпиксельный автофокус — 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 это и как работает?

PDAF является предшественником автофокусировки Dual Pixel, поэтому важно понимать, как работает первый.PDAF основан на немного разных изображениях, созданных с помощью замаскированных «левосторонних и правосторонних» фотодиодов, встроенных в пиксели датчика изображения. Сравнение разности фаз между этими пикселями используется для расчета необходимого фокусного расстояния. Эти пиксели определения фазы обычно составляют около 5-10% всех пикселей датчика изображения. Использование большего количества выделенных пар пикселей для определения фазы делает PDAF более надежным и точным.

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. Это улучшает точность и скорость по сравнению со стандартным PDAF. Каждый пиксель разделен на два фотодиода; по одному влево и вправо. Это возможно благодаря размещению микролинз 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 автофокусировки Dual Pixel. 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.

Датчик 108MP внутри Galaxy S20 Ultra, например, не использует технологию Dual Pixel, в отличие от моделей Galaxy S20 с более низким разрешением.В результате автофокус Ultra хуже, но Samsung исправила эту проблему с помощью улучшенного датчика изображения внутри Galaxy S21 Ultra.

Подробнее: Galaxy S21 Ultra: Как новый датчик Samsung 108MP улучшает камеру


Улучшение автофокусировки Dual Pixel на PDAF

Несмотря на общие принципы, технология Dual Pixel обеспечивает гораздо более быструю фокусировку и большую способность удерживать фокус 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. Например, Huawei P40 может похвастаться миллисекундным временем фокусировки благодаря этой технологии. Вы можете увидеть это в действии на GIF-изображении ниже.

Один из самых больших недостатков PDAF — характеристики при слабом освещении. Фазовые фотодиоды состоят из половины пикселя. Это означает, что шум затрудняет получение точной информации о фазе при слабом освещении. Dual Pixel улучшает эту ситуацию, снимая гораздо больше показаний по всему датчику, 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. Это определенно функция, на которую стоит обратить внимание, если вы хотите делать самые лучшие фотографии со своего смартфона.

Следующее: Лучшие телефоны с камерой, которые вы можете купить

Что такое технология Dual Pixel?

Vivo занимает одно из первых мест среди брендов, которые были в авангарде инноваций в области смартфонов.Будь то экранное распознавание отпечатков пальцев, музыкальные чипы Hi-Fi, моторизованные камеры или технология камеры — компания делает огромные шаги в направлении предоставления потребителям технологии следующего поколения. X21 был одним из первых смартфонов Vivo с технологией камеры Dual Pixel (2PD). С запуском V11 Pro не за горами, мы ожидаем, что в телефоне будет та же технология. Давайте подробнее рассмотрим технологию Dual Pixel, чтобы понять, что от нее зависит.

Многое происходит с камерой Vivo V11 Pro, 12-мегапиксельным основным датчиком, который соединен с 5-мегапиксельным вторичным датчиком 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 получения высококачественной фотографии при слабом освещении. Самым интересным, конечно же, является технология двойного пикселя, которая призвана улучшить съемку при слабом освещении и, что более важно, возможности автофокусировки.

Прежде всего, свет — важнейший фактор в фотографии. Более высокий размер пикселя просто означает, что сами фотосайты больше и позволяют большему количеству света попадать на датчик.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 получше!

Вычислительная фотография и технология Dual Pixel были одними из самых больших достижений в улучшении фотографии на смартфонах за последние несколько лет.Vivo V11 Pro утверждает, что использует оба для улучшения изображения по всем направлениям.

Расположение пикселей на сенсоре камеры

Технология Dual Pixel эффективно разделяет каждый пиксель на два отдельных сайта с фотографиями. 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.

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.У нас будет больше информации о смартфоне, поскольку ожидается, что устройство будет выпущено в ближайшие дни.

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

Dual Pixel Auto Focus: снимок экрана из видеоролика 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, а 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 сенсора 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.

Размер сенсора на EOS 5D Mark IV, например, составляет 6720 x 4480 пикселей. При 80% покрытии (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 используется видоискатель, и переключаются на автоматическую фокусировку с определением контраста на экране. 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 получить быструю и точную фокусировку.

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 системы с двухпиксельной автофокусировкой (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 делает снимок).

Если, с другой стороны, вы создаете композицию с использованием Live View, то зеркало поднято, фокусировка выполняется через датчик 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 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 слегка разделенных диодов и сравнивает их.

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 измеряет, 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 определения фазы в зеркальной фотокамере может немного смещаться во время производственного процесса, что может привести к тому, что изображения будут немного не в фокусе.Это будет раздражать, но это можно исправить.)

Обнаружение фазы заметно быстрее, чем автоматическая фокусировка с определением 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 видеосъемке, 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 автофокус с определением фазы. 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 на датчике, способным записывать ваше изображение, качество изображения могло бы быть немного лучше, но с сегодняшними датчиками 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 события 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 для любого места, 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 автоматическая фокусировка может дать вам мгновенную и точную фокусировку без рывков объектива вперед и назад.

Вы можете коснуться ЖК-экрана и быстро и легко установить фокус на другом объекте.

Благодаря функции DPAF с определением фазы 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 фотографий 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 маленьких 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 стать хорошим аргументом в пользу продажи.

DPAF уже скоро!

Dual Pixel Auto Focus обеспечивает достаточное преимущество, над которым работают большинство компаний, производящих камеры, и производителей телефонов.

Было зарегистрировано

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

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

Смогу ли я 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, разработанной для предоставления сайтам средств зарабатывать рекламные сборы за счет рекламы и ссылок на Amazon.com и другие веб-сайты.

Canon U.S.A., Inc. | Введение в двухпиксельный автофокус (DPAF)

Введение в двухпиксельный автофокус (DPAF)

Автор: Руди Уинстон

12 апреля 2017 г.

Независимо от того, являетесь ли вы фотографом-любителем или съемочной группой из одного человека, фокус имеет решающее значение для успешной съемки. Системы автофокусировки предыдущих поколений в целом выполняли удовлетворительную работу, но возросшие требования и более сложные технологии потребовали более комплексного решения.

Вот почему в 2013 году Canon представила автофокус Dual Pixel CMOS.Мы считаем, что это кардинально изменит правила игры как для видео, так и для фотографов. Преимущества Dual Pixel Autofocus (DPAF) для стрелков любого уровня подготовки огромны и разнообразны. В этой статье будут объяснены возможности DPAF, а также приведено несколько реальных примеров того, насколько революционной может быть эта новая технология для ваших фотографических проектов.

Dual Pixel AutoFocus впервые появился в EOS 70D. Его преемник, EOS 80D, представляет собой зеркальную камеру, которая удобно расположена между профессиональным и промежуточным сегментом линейки Canon.Двойной пиксельный автофокус был позже представлен в линейке Cinema EOS в камерах C100 и C300, а также в 7D Mark II и нескольких других более поздних моделях, включая EOS M5 и M6.

Проще говоря, DPAF выводит автофокусировку на новый уровень. Он обеспечивает плавную и стабильную фокусировку для широкого спектра фото- и видеоприложений. Каждый пиксель датчика изображения CMOS имеет два отдельных светочувствительных фотодиода, которые преобразуют свет в электронный сигнал. Независимо, каждая половина пикселя улавливает свет через отдельные микролинзы, расположенные поверх каждого пикселя.Во время обнаружения автофокуса две половины каждого пикселя — два фотодиода — отправляют отдельные сигналы, которые анализируются для получения информации о фокусировке. Затем, мгновением позже, когда записывается фактическое изображение или видеокадр, два отдельных сигнала от каждого пикселя объединяются в один для целей захвата изображения. Это значительно увеличивает скорость автофокусировки по большей части области фокусировки. Результатом является автофокусировка с определением фазы, которая исследует сцену и распознает не только, находится ли объект в фокусе или нет, но и в каком направлении (близко или далеко) и насколько.

В текущих моделях примерно 80% области съемки видоискателя — как по горизонтали, так и по вертикали — покрывается DPAF, поэтому, пока объект остается в этом месте, результат будет невероятно резким и непрерывным автофокусом. DPAF также отлично отслеживает движущийся объект как в режиме видео, так и в режиме неподвижного изображения, редко переживая тот очень неприятный момент, когда ваша камера начинает искать новую точку фокусировки. Во многих конкурирующих системах, считывающих автофокусировку с датчика изображения, рассеянные отдельные пиксели используются исключительно для фазовой автофокусировки (а часто они вообще не используются для захвата изображений).С технологией Canon Dual Pixel CMOS AF огромная разница в том, что КАЖДЫЙ пиксель на датчике может предоставить информацию об автофокусировке, а затем мгновенно позже получить фактические данные изображения. Образно говоря, вместо сотен потенциальных «точек фокусировки» DPAF представляет собой систему с миллионами точек обнаружения фокусировки.

Многие пользователи DSLR-видео — например, видеоблогеры, создатели документальных или короткометражных фильмов — в значительной степени состоят из одной команды. У них нет роскоши в виде тонны оборудования, и, скорее всего, у них нет бюджета, чтобы взять с собой старомодный съемник фокусировки / первый кондиционер, предназначенный исключительно для решения задачи сохранения резкости предмета.

Однако с камерой с функцией DPAF, такой как EOS 7D Mark II, например, целый мир возможностей для съемки открывается перед одним видео-шутером. Это позволяет отслеживать объект на больших расстояниях, почти никогда не теряя фокус, когда другой объект ненадолго проходит перед ним. В большинстве случаев, независимо от того, двигаетесь ли вы, или объект движется, или и то, и другое, вы можете быть уверены, что получите сверхчеткое изображение. Даже нежелательные объекты, которые находятся намного ближе к камере, чем основной объект, будут в значительной степени игнорироваться системой DPAF, пока они полностью не затенят или убедительно не захватят кадр.

DPAF можно использовать несколькими способами в зависимости от модели камеры и выбранного режима. Например, на EOS-1D X Mark II сенсорный дисплей с высоким разрешением позволяет пользователю сфокусироваться на определенной области кадра. Для EOS 70D простое прикосновение к сенсорному экрану переключает точку фокусировки с одной секции на другую. EOS 7D Mark II использует джойстик для перемещения точки автофокусировки.

Использование блокировки автофокусировки позволяет в любой момент остановить непрерывный DPAF, изменить композицию кадра, а также снимать или записывать видео с заблокированным фокусом на этом расстоянии.Независимо от того, какая у вас модель или выбранный режим, параметры в настройках камеры позволят вам воспользоваться дополнительными возможностями DPAF.

Для фотографов и видеооператоров, которые в основном снимают быстро движущиеся объекты — спорт, дикую природу и / или детей — DPAF может стать спасением. Поместите объект в эти 80% видоискателя, а DPAF сделает все остальное. Как только вы укажете предпочтительную точку фокусировки — быстрый широкий приемник, несущийся по полю, этот величественный орел, парящий над головой, ваша 5-летняя дочь, исполняющая свой любимый танец, — DPAF отследит движение и сделает кристально чистый кадр. выстрел или видео.

Но что, если кто-то или что-то встанет на пути вашего предполагаемого объекта? С некоторыми камерами EOS более высокого класса с Dual Pixel CMOS AF у вас есть отличный контроль в камере над тем, как AF будет действовать в этих ситуациях. При установке на запись видео и включенном режиме видео Servo AF, чувствительность слежения с сервоприводом видео AF можно отрегулировать, изменив скорость попытки автофокусировки повторно сфокусироваться на внезапно появившемся новом объекте. Изменение чувствительности к направлению «Заблокировано» означает, что оно будет сопротивляться нежелательным изменениям.А перемещение в направлении «Отзывчивый» заставит Movie Servo AF быстрее реагировать на новые объекты — например, при быстром панорамировании от одного объекта к совершенно другому. Вы найдете это в таких камерах, как EOS 80D, 7D Mark II и EOS 5D Mark IV.

Dual Pixel CMOS AF и съемка в режиме Live View для фотоснимков работают вместе, как арахисовое масло и желе. Каждый раз, когда вы работаете на штативе или в любой ситуации, когда смотреть в видоискатель на уровне глаз непросто, Live View может значительно облегчить жизнь.А DPAF полностью меняет качество съемки в режиме Live View. Он быстрый, отзывчивый и позитивный.

Камеры с сенсорными ЖК-мониторами, такие как EOS 80D и 5D Mark IV, позволяют просто нажимать на объект на экране, и DPAF может немедленно сфокусироваться на нем. Коснитесь другой части сцены, и она снова сфокусируется, плавно и позитивно. Комбинация Live View и DPAF может побудить вас искать возможности использовать штатив, как только вы это испытаете. И камеры с поворотными ЖК-мониторами с переменным углом наклона, такие как EOS 80D и 77D, подчеркивают это, упрощая съемку под большими и низкими углами, даже когда вы держите в руках.

Обнаружение лиц — это функция, которая предлагалась на профессиональных и потребительских камерах в течение многих лет, но ей часто мешали ограничения существующей технологии. В предыдущих системах автофокусировки с фиксированными местоположениями точек автофокусировки фотографам приходилось выбирать ближайшую точку над обнаруженным лицом. Это может привести к неудобству фотографа или объекта съемки.

Однако с двухпиксельной автофокусировкой распознавание лиц имеет очень мало ограничений.Если лицо, на котором вы хотите сфокусироваться, находится в пределах вышеупомянутых 80% видоискателя, система DPAF обнаружит его, поместит на нем точку фокусировки и удержит фокус на лице в широком диапазоне движений. Вы сможете запечатлеть дружелюбное лицо, не беспокоясь, если оно слишком далеко отошло от точки автофокусировки, поскольку вы удобно создали его прямо поверх него.

Макрофотографы также могут в полной мере воспользоваться DPAF. Снимки натюрморта на штативе всегда будут четкими.Вы можете выбрать один апельсин в той вазе с фруктами, которую снимаете, и это будет тот апельсин, который светится наиболее ярко.

И если вы заинтересованы в добавлении более высокой степени сложности — в зависимости от того, с чем вы работаете с точки зрения передачи — вы можете отслеживать тот же оранжевый, если камера сдвинута, или даже если кто-то буквально поднимает оранжевый и перемещает его в другое место (конечно, при условии, что он находится в пределах 80% диапазона видоискателя).

Система DPAF совместима с более чем 100 объективами Canon EF и EF-S, включая основные, широкоугольные, телеобъективы и супертелеобъективы.Это означает, что ваша сумка для фотоаппарата, вероятно, содержит один или два объектива, которые будут работать синхронно с DPAF.

А если в ваш арсенал объективов входят объективы Canon STM или объективы с Nano USM, специально разработанные для почти бесшумной работы, вы можете использовать DPAF для захвата захватывающих видеоматериалов, сохраняя при этом высокое качество звука в камере.

Независимо от вашей специальности или предпочтений при съемке, система Dual Pixel AutoFocus может предложить что-то интересное.Это потребовало полного переосмысления возможностей автофокусировки камеры и привело к полному отказу от многих предположений о цифровой зеркальной фотографии. Оптический видоискатель больше не должен рассматриваться как «правильный способ» для съемки фотографий, а Live View не может считаться второстепенной функцией. DPAF также открывает широкий спектр возможностей в режиме видео DSLR, которые ранее были недоступны для навыков видеооператора-любителя или видеооператора среднего уровня. Короче говоря, DPAF меняет то, что возможно для фотографов и видеооператоров любого уровня подготовки, и создает новые захватывающие формы фотографического самовыражения.

Объяснение автофокусировки Dual Pixel от Samsung и почему она сейчас лучшая

Вчера компания Samsung анонсировала все интересные подробности о своих грядущих смартфонах Galaxy S7 и Galaxy S7 Edge, и для нас, гиков, камера была одним из самых интересных моментов анонса.

Samsung использует сенсор Sony IMX260 размером 1 / 2,5 дюйма. По сравнению с Galaxy S6, новый сенсор имеет более крупные отдельные пиксели (1,44 мкм), а оптика имеет более широкую апертуру (f / 1.7). Samsung также немного уменьшил высоту выступа камеры на задней панели, и теперь он составляет всего 0,46 мм. Камера Galaxy S7 duo также оснащена функцией автофокусировки Dual Pixel.

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.

Однако Samsung решила назвать его иначе, чем обычный автофокус с определением фазы, потому что их последняя реализация не похожа ни на что, что мы видели раньше на смартфонах. Это Phase Detection 2.0 для мира смартфонов.

В прошлом году мы видели нашу долю смартфонов, рекламирующих автофокусировку Phase Detect. Все они используют решение гибридной автофокусировки, которое сочетает в себе преимущества систем автофокусировки с определением контраста и определения фазы. Где действительно проявляется фазовое обнаружение, это при хорошем освещении , где он позволяет гибридным системам автофокусировки получать точную фокусировку быстрее, чем обычные системы обнаружения контраста.

В своей реализации на 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 пикселей на каждый датчик камеры.

Камера может быстро получить точную фокусировку на любых объектах в кадре независимо от его положения. Система работает впечатляюще хорошо — даже по специальным стандартам камеры.

И это тоже молниеносно — взгляните:

Технология

Dual Pixel не нова — она ​​уже используется в ведущих цифровых зеркальных фотокамерах и датчиках беззеркальных камер, но она превосходит все, что мы видели на телефонах с камерой.Одно можно сказать наверняка — мобильная фотография в этом году выйдет на качественно новый уровень.

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 сайта с фотографиями. 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:

  1. Во-первых, свет — важнейший фактор в фотографии.
  2. 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.
  3. По мере того, как телефоны становятся тоньше, не всегда возможно установить физически больший сенсор. Должен быть способ получше!
  4. 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 12MP, который соединен с дополнительным датчиком 5MP для улучшения работы при слабом освещении и конечно, портретный режим. 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 получения высококачественной фотографии 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 готовится стать отличным исполнителем с точки зрения камеры, и даже больше, если вы добавите 25-мегапиксельную фронтальную камеру, с которой, как считается, он поставляется.


Расположение пикселей на датчике камеры

Механизм:

  1. 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.
  1. Среди этих лакомых кусочков технология автофокусировки Dual Pixel отошла на второй план, но мы думаем, что это самый продвинутый аспект модуля.
  2. По сути, Dual Pixel — это та же технология Phase Detect, которую смартфоны, зеркальные фотокамеры 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:

  1. В прошлом году мы видели свою долю смартфонов, рекламирующих автофокусировку Phase Detect.Все они используют решение гибридной автофокусировки, которое сочетает в себе преимущества систем автофокусировки с определением контраста и определения фазы. Обнаружение фазы действительно проявляется при хорошем освещении, где оно позволяет гибридным системам автофокусировки получать точную фокусировку быстрее, чем обычные системы обнаружения контраста.
  2. 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.
  3. Эти фотодиоды, однако, немногочисленны и разбросаны по поверхности сенсора, и только 5-10% от общего количества пикселей сенсора имеют фазовое определение. Теперь, с технологией Dual Pixel, Samsung встроила фазовое детектирование. фотодиод в каждом пикселе сенсора камеры.
  4. Одиночный пиксель делится на два субпикселя, и оба субпикселя работают независимо, чтобы улавливать свет под другим углом. Здесь фотодиод A и фотодиод B улавливают свет под разными углами, что в конечном итоге дает лучшее изображение.
  5. Для лучшего понимания см. Изображение ниже, которое представляет собой структуру двухпиксельной CMOS AF.
  1. Эта двухпиксельная технология обеспечивает быструю и четкую 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 профессионально выглядящих эффектов вытягивания фокуса и удержания объекта, движущегося по направлению к пользователю, в четком фокусе с сохранением размытого фона — определяющей характеристики EOS Movies. Благодаря этому революционному прогрессу Никогда еще не было так просто сделать снимок объекта и сохранить резкий фокус даже во время движения.

Почему был разработан Dual Pixel CMOS AF?

Возможность выделить объект с ограниченной глубиной резкости требует сохранения контроля над фокусировкой, если основной объект перемещается или изменяется точка фокусировки.Dual Pixel CMOS AF был разработан для упрощения и плавности управления фокусировкой во время видеосъемки, 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 могут быть захвачены.

Как это работает

EOS 70D оснащена датчиком изображения Canon APS-C CMOS новой конструкции с 20,2 миллионами пикселей. Все эффективные пиксели на поверхности сенсора EOS 70D состоят из двух отдельных фотодиодов, которые считываются отдельно для фазовой автофокусировки и вместе для визуализации. Dual Pixel 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 никакой дополнительной обработки изображения вокруг пикселей, выделенных для автофокусировки, что обеспечивает как быстрое получение фокуса, так и максимальное качество изображения.

Для определения фазы 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 предсказывает 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 становится 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.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.