Perché le fotocamere mirrorless hanno una messa a fuoco automatica più rapida rispetto alle reflex utilizzando la vista dal vivo?

Con le fotocamere dei primi mesi del 2013, è generalmente accettato che l'uso della messa a fuoco automatica con rilevamento del contrasto su reflex (ovvero live view sulla maggior parte delle reflex) è qualcosa che è davvero adatto solo per soggetti statici o vicini a quelli statici a causa della bassa velocità di messa a fuoco. D'altra parte, le attuali fotocamere mirrorless di ultima generazione (la Olympus OM-D E-M5 spesso citata qui) hanno sistemi di autofocus che sono significativamente più veloci nel raggiungere un blocco della messa a fuoco, se non addirittura all'altezza delle prestazioni del rilevamento di fase sistemi di messa a fuoco automatica.

La mia comprensione è che entrambi i sistemi utilizzano la stessa tecnologia, quindi perché le fotocamere mirrorless hanno sistemi di messa a fuoco automatica molto più veloci rispetto alle reflex in modalità Live View? È il caso che gli obiettivi per i sistemi mirrorless siano ottimizzati per prestazioni CDAF veloci e, in caso affermativo, quali sono queste ottimizzazioni?

Modifica: in risposta a una delle risposte, non sto pensando a come le fotocamere come la serie Nikon 1 o la Canon EOS M abbiano una messa a fuoco automatica più rapida grazie all'uso di elementi di rilevamento di fase nel sensore; Capisco come l'uso di una tecnologia completamente diversa migliorerà le cose - quello che mi interessa qui è come alcuni produttori hanno reso l'autofocus di rilevamento del contrasto molto più veloce di quanto apparentemente possibile nelle reflex. Ragionamento simile si applica alla serie Sony SLT in quanto utilizza nuovamente PDAF anziché CDAF.

Il motivo principale è che gli obiettivi DSLR sono ottimizzati per il rilevamento di fase . Ogni componente dell'obiettivo è adattato al rapido movimento e all'arresto del vetro nel momento scelto con precisione. La rilevazione del contrasto, invece, funziona al meglio con motori passo-passo in grado di cambiare rapidamente direzione in modo da poter spostare gli obiettivi avanti e indietro cercando il massimo contrasto sull'immagine.

Il rilevamento di fase sa subito dove si trova la messa a fuoco e quanto devono muovere le lenti per ottenere una messa a fuoco perfetta. Il rilevamento del contrasto deve "trovarlo". Ciò impone soluzioni ingegneristiche diverse nella produzione di lenti.

Inoltre, le DSLR sono generalmente realizzate con live view come ripensamento . La maggior parte dei produttori lo considera un ausilio per la messa a fuoco manuale. Non provano a creare AF veloci per i video poiché sanno che i videofotografi professionisti di solito trasmettono la messa a fuoco manuale (non che abbiano alcuna scelta con tali prestazioni ...) mentre i fotografi di solito usano comunque i mirini. Quindi raramente hanno processori dedicati per il rilevamento del contrasto e se la CPU principale è occupata con la messa a fuoco, non funziona così come un'unità dedicata.

Anche l'affermazione nella tua domanda non è del tutto vera . Le DSLR SLT di Sony hanno AF che è molto più veloce in live view rispetto a Mirrorless, poiché il design SLT sostanzialmente consente alla fotocamera di utilizzare completamente i suoi sensori PDAF (Phase Detection Auto Focus) durante la visualizzazione live. In questo modo ottieni AF di qualità DSLR con Live view allo stesso tempo. Anche la generazione precedente di DSLR Sony offriva Quick AF Live View - che non ha mai capovolto lo specchio principale per Live View - invece ha usato un sensore secondario nel mirino che consente AF di qualità DSLR per un prezzo di ritardo aggiuntivo prima di scattare foto (lo specchio doveva capovolgere per catturare la fotografia).

Aggiornare

Da quando questa domanda e risposta sono state originariamente scritte, molte cose sono cambiate nel modo in cui diversi tipi di fotocamere implementano la messa a fuoco automatica e nei livelli di esecuzione di tali implementazioni.

Molte DSLR attuali ora dispongono di AF ibrido a rilevamento di fase / rilevazione di contrasto basato su sensore di imaging in Live View che rivaleggia o addirittura migliora le prestazioni di AF basato su sensore di imaging in molte attuali fotocamere mirrorless. In particolare, il Dual Pixel CMOS AF di Canon offre prestazioni sia in termini di velocità che di precisione rispetto a molte attuali fotocamere mirrorless.

La grande differenza oggi (settembre 2017) è che le reflex digitali possono offrire il meglio di entrambi i sistemi: AF dedicato a rilevamento di fase basato su sensore AF o PD / CDAF ibrido basato su sensore di imaging principale che è paragonabile a qualsiasi cosa in una fotocamera mirrorless, mentre le fotocamere mirrorless possono offri solo la seconda opzione.

I sistemi di rilevamento di fase all'inizio erano progettati per essere veloci anche se ciò significava sacrificare un po 'di precisione. Nei primi sistemi la telecamera ha dato uno sguardo, ha deciso fino a che punto doveva essere spostata la messa a fuoco e ha inviato un messaggio all'obiettivo. L'obiettivo si è mosso di quella quantità e si è fermato lì. Se si desidera ottimizzare la messa a fuoco automatica, è possibile fare una mezza pressione per avvicinare l'obiettivo, sollevare il pulsante di scatto dell'otturatore e quindi fare un'altra mezza pressione. Poiché l'obiettivo dovrebbe avere meno viaggio da fare, dovrebbe risultare in una messa a fuoco più accurata. I progetti di obiettivi più recenti hanno incluso un modo per l'obiettivo di comunicare alla fotocamera una posizione precisa del meccanismo di messa a fuoco. Ciò ha portato a una messa a fuoco più accurata con una penalità minima o nulla.

La velocità della messa a fuoco di rilevamento del contrasto è costantemente migliorata con l'aumentare della potenza di elaborazione delle telecamere. Poiché la messa a fuoco del contrasto richiede diversi cicli di misura e spostamento, maggiore è il numero di passaggi al secondo che la fotocamera è in grado di elaborare, tanto più veloce eseguirà tali calcoli multipli. I nuovi obiettivi progettati appositamente per le fotocamere mirrorless sono ottimizzati per la messa a fuoco mediante il rilevamento del contrasto o un ibrido che combina la messa a fuoco con contrasto e rilevamento di fase mediante il sensore di imaging. E mentre i produttori di DSLR si sono concentrati principalmente sulla costruzione di array di messa a fuoco migliorati per la messa a fuoco a rilevamento di fase, i produttori mirrorless hanno compiuto molti più sforzi per migliorare la messa a fuoco del rilevamento del contrasto.

Roger Cicala di lensrentals.com ha recentemente scritto una serie sulle prestazioni di messa a fuoco che è piuttosto dettagliata e tocca molti di questi problemi. C'è molto materiale da esaminare, ma l'ho trovato interessante da leggere.

http://www.lensrentals.com/blog/2012/07/autofocus-reality-part-1-center-point-single-shot-accuracy http://www.lensrentals.com/blog/2012/07/autofocus -reality-part-ii-1-vs-2-and-old-vs-new http://www.lensrentals.com/blog/2012/07/autofocus-reality-part-3a-canon-lenses http: / /www.lensrentals.com/blog/2012/08/autofocus-reality-part-3b-canon-cameras http://www.lensrentals.com/blog/2012/09/autofocus-reality-part-4-nikon- fotogramma intero

È semplicemente un caso di ottimizzazione. I sensori utilizzati su quelle fotocamere sono stati ottimizzati per eseguire l'autofocus efficiente. Alcuni usano il rilevamento del contrasto mentre altri hanno persino sensori di rilevamento di fase.

Nel caso dell'OM-D E-M5, utilizza Contrast-Detect che è fondamentalmente un loop che misura il contrasto locale, sposta l'obiettivo e si ripete fino a trovare il massimo contrasto. Quest'ultima generazione di sensori esegue questa iterazione a 240 Hz con elaborazione per analizzare i dati in modo altrettanto rapido. Olympus è così fiducioso nella sua capacità di renderlo più veloce delle DSLR che non sta prendendo in considerazione il rilevamento di fase su chip.

Nikon d'altra parte sceglie di usare il rilevamento di fase, motivo per cui possono mettere a fuoco così velocemente. Tale sistema richiede molte meno iterazioni, come su una DSLR che utilizza OVF, perché i dati raccolti informano la telecamera della direzione e della quantità di errore. Questo non è abbastanza preciso per farlo in un unico limite ma ci arriva abbastanza rapidamente. Una cosa da notare è che gli splitter per il rilevamento di fase su chip sono minuscoli, motivo per cui questi sistemi non funzionano così rapidamente come quelli utilizzati dalle DSLR in condizioni di scarsa illuminazione. Le fotocamere Nikon 1 passano all'AF a rilevamento di contrasto quando la luce è scarsa.

Come accennato, le lenti influiscono sulla velocità della messa a fuoco automatica. La chiave si trova nel loop sopra descritto. Con il rilevamento del contrasto, la fotocamera sposta continuamente l'obiettivo con piccoli incrementi. Al contrario (nessun gioco di parole previsto), il rilevamento di fase fa la maggior parte della messa a fuoco con movimenti più ampi. Motori, controlli e feedback dell'obiettivo devono essere regolati per ogni caso particolare. Nel caso dei moderni obiettivi DSLR, il motore ultrasonico utilizzato in molti obiettivi funziona contro di essi.

Ad esempio, Canon ha introdotto obiettivi con motori lineari (STM) con EOS M, mentre i loro obiettivi di fascia alta sono dotati di ultrasuoni (USM). Nel corso del rilascio, si afferma esplicitamente che i nuovi motori sono progettati per funzionare meglio con l'autofocus di EOS M, che utilizza il rilevamento del contrasto per ottimizzare la messa a fuoco automatica dopo che il rilevamento di fase pone la messa a fuoco nell'area del campo da baseball.