揭秘不同对焦系统的工作原理
相位对焦
如何判断物体的位置?假设有一个障板,障板外有一个被摄体,障板上有两个小孔,如果我们要同时从两个小孔看到障板外的被摄体,那么就必须在两个点上让小孔和被摄体形成直线,从而得到A1、A2两个位置;如果挪动被摄体,同样的原理,得到B1、B2两个位置。被摄体的位置,让合适观察的位置发生了改变,从而得到了A、B两组位置。反过来讲,AB两组位置结合小孔的位置,能够逆推被摄体的位置,这就是判断对焦点的最基本原理。利用这个原理,相机也可以进行测距,通过控制镜头微调,获得最为清晰的图像。
相位检测对焦比反差对焦多出一些硬件部分。包括两个位置不同的分离透镜(即上文中的两个小孔),将通过镜头的光一分为二,在传感器上形成2个图像。然后通过线性传感器检测出两个图像之间的距离。那么得到两个波形,如果两个波形的距离是 L,说明合焦;如果距离大于 L,那么就在焦前,小于 L,就是焦后。这种方法可以直接计算出镜片需要移动的距离,和镜片需要朝哪个方向移动,所以相位检测对焦的对焦速度十分迅速。
反差对焦
反差式对焦依赖的是感光器和图像处理器实现,这种对焦方式是在相机数字化后才开始产生的,它的实现的先决条件之一就是感光器并需可以实时获取影像。
反差对焦的工作原理是这样的:相机会驱动镜头,并通过感光器实时获取影像,并传递给图像处理器,然后计算反差,对比筛选出反差最大的,并通过反差最大的值来确定是否合焦,所以反差对焦具有高精度的特点。很显然,这种对焦系统简化了相机结构,也为降低成本和缩小体积埋下了伏笔,但是实际上,反差对焦所带来的缺点是对焦慢。试想一下,反差对焦时,当画面处于最清晰的状态,这时候其实已经合焦,但是相机并不知道,还要继续移动镜头,发现对比度开始下降,才反应过来自己已经错过了对焦点,然后退回至对比度最高的位置,完成合焦。这就好比一个人在登山,脚下位置的高低是通过前面的位置来判断的,要想知道是不是对比度的最高点,不与前面比较是不知道的,所以通常一次错过了对焦位置就要重来。
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