Автофокус, точки фокусировки, ГРИП

Автофокус – это устройство, обеспечивающее автоматическую фокусировку объектива фотоаппарата. Для обозначения автофокуса традиционно используется аббревиатура AF. Фокусом называют точку, в которой сходятся все лучи, отраженные от фотографируемого изображения. Соответственно, для того, чтобы изображение было «в фокусе» требуетфокусировочный экранся, чтобы точка фокусировки была точно «на матрице» фотоаппарата.

Система автофокусировки имеется практически во всех современных фотокамерах. Ее задача состоит в том, чтобы правильно настроить объектив для фокусировки на снимаемом объекте. Автофокусировка помогает фотографу получить качественные, четкие снимки, одновременно делая сам процесс фотосъемки максимально простым и быстрым.

Существует несколько видов систем автофокуса. Это, в частности, активные системы автофокусировки, которые используют импульс инфракрасного света или ультразвуковой сигнал. На объект съемки при помощи излучателя посылается такой импульс, и специальный датчик затем фиксирует отраженный сигнал, измеряя, таким образом, расстояние до объекта. Эта информация передается управляющему микропроцессору, который автоматически настраивает оптимальную фокусировку.

Существенными недостатками активных систем автофокусировки является то, что они плохо работают в условиях малой освещенности и низкой контрастности объекта съемки. Кроме того, при использовании активных систем возникают проблемы при съемке через стекло, поскольку в этом случае происходит фокусировка объектива на это препятствие, а не на сам объект съемки. По этим причинам активные системы автофокусировки сегодня уже применяются мало. Их можно найти только в некоторых компактных моделях фотокамер.

Пассивные системы автофокуса не используют каких-либо излучателей. Сенсорные блоки пассивного автофокуса бывают фазовыми или контрастными. Фазовый автофокус основан на применении специальных датчиков, получающих фрагменты проходящего светового потока от разных точек кадра с помощью зеркал или линз. Этот свет внутри датчика разделяется на две части, каждая из которых попадает на свой светочувствительный сенсор. Точная наводка на резкость обеспечивается в том случае, если два световых потока будут располагаться друг от друга на определенном расстоянии, заданном конкретной конструкцией датчика. Измеряя расстояние между световыми потоками, датчик автоматически определяет насколько нужно сдвинуть линзы объектива камеры, чтобы выполнить точную наводку на резкость.

Фазовый автофокус отличается достаточной быстротой и точностью для обеспечения  съемки движущихся объектов. Кроме того, наличие большого количества датчиков позволяет оценивать движение объекта, то есть дает пользователю так называемый следящий автофокус. Недаром фазовый автофокус сегодня широко используется в зеркальных пленочных и цифровых фотоаппаратах.

Контрастный автофокус работает следующим образом. Специальные светочувствительные элементы в плоскости регистрирующего устройства камеры получают данные о контрастности снимаемого объекта. Точная фокусировка обеспечивается только в том случае, если световое изображение в плоскости регистрирующего устройства будет резким и контрастным, при этом разница в освещенности соседних элементов светочувствительной полоски будет достаточно велика. Если же световое изображение размыто, а элементы полоски сенсорного блока освещены примерно одинаково, то микропроцессор фотоаппарата перемещает линзы объектива соответствующим образом, для получения контрастного и четкого изображения.

К преимуществам контрастного автофокуса относят простоту его конструкции, компактные размеры и отсутствие каких-либо дополнительных датчиков. Но у него есть существенный минус – это невысокая скорость работы и невозможность следящей фокусировки. Поэтому контрастный автофокус применяется в основном в компактных, незеркальных цифровых фотоаппаратах.

В современных моделях фотокамер используются интеллектуальные режимы работы автофокуса. Для съемки неподвижных, статичных объектов применяется простой режим One-Shot AF. Здесь все просто – необходимо перевести фотоаппарат в режим работы автофокуса One-shot AF, дождаться загорания специального индикатора на дисплее или в видоискателе, говорящего о том, что камера сфокусировалась, и можно снимать.

Другой режим работы автофокуса – следящий автофокус (AI servo AF или Continuous AF). Суть его заключается в том, что система в постоянном режиме отслеживает положение объекта и держит его в фокусе, перемещая линзы в объективе. Следящий режим работает на основе определения скорости движения объекта, расчета его положения в момент съемки и перемещения линз в объективе таким образом, чтобы объект съемки получился в фокусе. Безусловно, такой режим работы автофокуса позволяет существенно повысить вероятность правильной фокусировки объектива камеры при съемках движущихся объектов. Ведь при использовании обычного режима автофокуса объект может просто уйти из плоскости наводки на резкость за то время, пока камера будет осуществлять фокусировку.

Сам процесс фокусировки объектива камеры работает следующим образом. На первом этапе процессор автофокуса незначительно корректирует дистанцию фокусировки на снимаемый объект. Затем он оценивает, насколько изменился сам фокус. Используя эту информацию, процессор автофокуса настраивает объектив камеры уже на новую дистанцию фокусировки. И таким образом он последовательно выполняет эти действия для наведения оптической системы, в конечном счете, на необходимую резкость изображения. Длительность процесса фокусировки зависит от механики камеры, но обычно занимает считанные доли секунды.

На точность и успешность работы автофокуса влияет несколько факторов. В первую очередь, это степень освещенности и контрастность снимаемого объекта. Для достижения наилучшего автофокуса лучше выбирать точку фокуса, которая располагается на четкой границе или выраженной текстуре. В этом случае можно достичь оптимального автофокуса даже на слабо освещенном объекте, если он имеет при этом высокий контраст. В целом же устойчивость и эффективность системы автофокуса во многом зависит от количества и точности точек автофокуса. Ведь система автофокуса, производящая расчеты сразу по нескольким различным точкам обеспечивает наилучшую фокусировку.

Точка фокусировки представляет собой точку в пространстве, в которой располагается объект, изображение которого оказывается четким на матрице фотоаппарата. Количество точек автофокуса является достаточно важной характеристикой современной фотокамеры, хотя и не говорит о надежности и точности работы системы автофокуса. Тем не менее, профессиональные зеркальные фотоаппараты имеют несколько десятков точек автофокуса как для зеркальной, так и для вертикальной фокусировки. Они также предоставляют фотографу возможность самостоятельно выбирать точку фокусировки. Такая опция позволяет, например,  сфокусировать камеру на каком-то определенном объекте, когда происходит съемка удаленных движущихся объектов.  С помощью выбора точки фокусировки можно выстраивать определенную композицию кадра, в соответствии с тем или иным художественным замыслом. При классических портретных съемках рекомендуется фокусироваться на глазах, чтобы получить достаточно резкое изображение лица человека.

С автофокусом тесно связано такое фотографическое понятие, как глубина резко изображаемого пространства (ГРИП) или просто глубина резкости. Это расстояние между ближней и дальней границами пространства, измеренное вдоль оптической оси, при нахождении в пределах которого объекты располагаются в фокусе, то есть они получаются на снимках резкими.

Как известно, отсутствие резкости изображения является одной из главных причин брака в фотографии. Объекты, находящиеся ближе или дальше дистанции фокусировки, постепенно теряют в резкости. Датчики системы фазового автофокуса, применяемой в современных зеркальных фотоаппаратах, могут использоваться для предварительной оценки ГРИП. Чем меньше фокусное расстояние объектива камеры, тем больше глубина резкости, и наоборот.

Малая глубина резкости позволяет эффектно размыть задний фон и сделать акцент на самом снимаемом объекте. Поэтому малая ГРИП часто применяется при портретной съемке, придавая дополнительную выразительность и эмоциональность фотографии. В свою очередь, большая глубина резкости позволяет четко показать все объекты, располагающиеся на разной дистанции. Недаром широкоугольные объективы с небольшим значением фокусного расстояния используются при съемке пейзажей, обеспечивая большую глубину резкости.

Каждому фотографу важно понимать, как фокусируется фотокамера. Ведь любая ошибка в фокусировке может привести к тому, что полученные при съемке изображения будут не достаточно четкими и не резкими. Широкие возможности современных цифровых камер позволяют использовать режимы автофокуса для съемки движущихся объектов, для отделения объекта съемки от фона (портрет) или обеспечения высокой резкости всей снимаемой картинки (пейзаж). Знакомство с особенностями работы системы автофокусировки позволит Вам сделать свои фотографии более качественными и выразительными.

Источник: Фотокомок.ру – изучаем основы фотографии (при копировании или цитировании активная ссылка обязательна)