Za štrebere: razlika između PDAF / laserskog i ToF fokusa
Kamere su postale jedan od osnovnih zahtjeva korisnika pri kupnji mobitela. Stoga su glavni proizvođači izvršili sveobuhvatne nadogradnje od hardvera do softvera. U ovom članku pogledajmo metode fokusiranja koje se danas često koriste u mobilnim telefonima.
Automatsko fokusiranje otkrivanja faze
Puni naziv faznog fokusa je “automatsko fokusiranje detekcije faze”. Trenutno je glavna metoda fokusiranja na polju fotografije mobilnim telefonom. U usporedbi s prethodnom metodom kontrastnog fokusiranja, metoda faznog fokusiranja brže dovodi optički sustav za pravilno fokusiranje.
Načelo ove metode fokusiranja temelji se na SLR-u i dijeljenju dolazne svjetlosti u parove slika i njihovom usporedbom temeljenoj na izračunu pogreška razdvajanja kako bi se utvrdilo je li objekt u položaju ili u njemu.
U osnovi, metoda rezervira nekoliko zasjenjenih piksela na fotoosjetljivom elementu, a analizom udaljenosti između lijevog i desnog piksela (sa suprotnih strana leće) i njihovih promjena, određuje se vrijednost pomaka fokusa.
Nakon fazne detekcije položaja fokusa, modul za upravljanje objektivom pomaknut će skupinu leća u fokus subjekta, tako da će potrošeno vrijeme biti kraće. Međutim, PDAF nije bez nedostataka jer zahtijeva odvojene piksele za otkrivanje i ima veće zahtjeve za osvjetljenje.
U okruženju sa slabim svjetlom u području uzorkovanja fokusa, PDAF brzina fokusiranja usporava. U tom će slučaju općenito mobitel odabrati da uključi kontrastni fokus.
Kontrastno fokusiranje
Kada stopa od 120, 90 i 60 Hz osvježavanja zaslona mobitela ima smisla?
Princip kontrastnog fokusiranja je mjerenje kontrasta (vida) unutar polja senzora kroz leću. Istodobno se leća modula pokreće postupnim pomicanjem motora fokusa, a vrijednost kontrasta bilježi u stvarnom vremenu. Nakon završetka svih pomaka leće, sustav dobiva položaj maksimalnog kontrasta i u konačnici se vraća u taj položaj kako bi se dovršio postupak fokusiranja.
Ova metoda fokusiranja ne zahtijeva odvojene piksele za nadgledanje faze poput PDAF-a, time je trošak niži i mogu se postići dobri rezultati.
Laserski fokus (automatsko fokusiranje laserskog otkrivanja)
Fazni fokus i kontrastno fokusiranje kao što ste vjerojatno već uočili, oslanjaju se na odraz predmeta koji se fokusira. To je razlog što se nazivaju i pasivnim fokusima. Lasersko fokusiranje je aktivno i također se može reći metoda pronalaženje dometa.
To je zato što je princip rada emitiranje infracrvene laserske svjetlosti na subjekt kroz zasebni laserski senzor koji prima svjetlost nakon refleksije. Slijedi izračun udaljenosti između subjekata i dovođenja skupine leća na odgovarajući položaj pomoću fokusnog motora.
Ova metoda je velike brzine fokusiranja i ne oslanja se na reflektiranu svjetlost. Kao takva još uvijek može osigurati izvrsne performanse fokusiranja u okruženjima sa slabom osvjetljenjem. Međutim, zbog cijene i dalje je ograničena.
ToF fokus
Iako se ToF fokus može shvatiti kao sveobuhvatni laserski fokus, vrsta je LIDAR-a bez skenera (otkrivanje svjetlosti i rangiranje) koji koristi optičke impulse velike snage u trajanju od nanosekundi za hvatanje informacija o dubini (obično na kratkim udaljenostima) od objekta.
Pojednostavljeno, radi se o površinskom izvoru svjetlosti, projiciranom jednoliko na objekt, a ToF kamera mjeri udaljenost aktivnim osvjetljavanjem objekta s moduliranim izvorom svjetlosti, poput lasera i senzora osjetljivog na valnu duljinu lasera za hvatanje reflektirane svjetlosti. Senzor mjeri vremensko kašnjenje između emitiranja svjetla i trenutka kada fotoaparat primi odbijeno svjetlo. Vremensko kašnjenje proporcionalno je dvostrukoj udaljenosti između kamere i objekta (kružna tura), pa se udaljenost može procijeniti kao…. dubina = c Δ/2 gdje je c brzina svjetlosti.
Budući da se koristi i aktivni izvor svjetlosti, tamno okruženje ne utječe fokusiranje. Štoviše, postavljanjem TOF-a u područje stražnje kamere može se lakše postaviti aktivni izvor svjetlosti, smanjujući istiskivanje prostora mobitela.
Dvojezgreno fokusiranje (Dual Pixel CMOS AF)
Dvojezgreno i PDAF fokusiranje u osnovi su isti, ali budući jedan piksel tradicionalnog senzora ima samo jednu fotodiodu, polovica piksela je blokirana. Dvojezgreni senzor s punim pikselima ima dvije fotodiode (A i B) na položaju svakog piksela. Dvojezgreno fokusiranje ekvivalentno je istovremenom fokusiranju na lijevo i desno oko, a brzina fokusiranja je prirodno brža. U usporedbi s faznim fokusiranjem, dvojezgreno fokusiranje može dovršiti otkrivanje fazne razlike bez blokiranja piksela. Istodobno, 100% piksela na foto senzoru koristi se za autofokus i fotografiranje.
Čak i u tamnom svjetlu, preciznost fokusa i brzina su vrlo stabilne. Sada nakon što ste razumjeli dvojezgreni fokus, tada će vam lako biti razumljivo najpopularniji fokus sa svim pikselima. Princip se sastoji u poboljšavanu strukture mikro leća i rasporeda foto senzora. Koristi se 2 x 2 četverokutni niz s 4 piksela koji dijeli leću na čipu time dodatno poboljšavajući fotoosjetljivo područje kamere i izvedbe fokusiranja.
Trenutno postoje mnoge vrste metoda fokusiranja, ali većina se temelji na gore navedenom. Ove različite metode fokusiranja imaju svoje prednosti i nedostatke. Kako bi se nosio s različitim scenama , mobitel sada ima i niz ugrađenih metoda fokusiranja za poboljšanje sposobnosti fokusiranja.
U budućnosti će mješovita uporaba ove metode fokusiranja također postati norma, pa se ne moramo previše brinuti oko toga prilikom kupnje proizvoda.
