С начала 1980-х автофокус превратился из редкости в обязательную функцию современных фотоаппаратов. Он делает съемку животных, спорта, видео и даже портретов проще и быстрее. Однако его работа — это не только программные алгоритмы, но и моторы, сенсоры и геометрические расчеты внутри камеры.
Как работает автофокус в фотоаппарате? От сенсора до мотора в объективе
Автофокус давно стал незаметным помощником большинства фотографов. Это быстрая, точная, удобная и почти магическая настройка резкости. Но за этим комфортом стоит сложный механизм, где электроника, оптика и физика работают синхронно.
Unsplash
Как работает автофокус: от сенсора до мотора в объективе
Современные системы автофокуса работают на основе 3 подходов: контрастного, фазового и гибридного.
- Контрастный метод анализирует изображение на резкость и измеряет переходы между светлым и темным участком. Он точен, но медлителен и склонен к «поиску фокуса» в сложных условиях.
- Фазовый автофокус решает задачу геометрически: сравнивает лучи, проходящие через крайние участки объектива, и сразу определяет, в каком направлении и на сколько нужно сдвинуть фокус. Это идеальный вариант для съемки в движении.
- Большинство современных камер используют гибридные системы: фазовый модуль дает примерное направление, а контрастный уточняет до идеала.
Пример работы системы Dual Pixel /
Специализированные системы: Canon, Panasonic и ИИ
Например, компания Canon разработала уникальную систему Dual Pixel: каждый пиксель на сенсоре разделен на два фотодиода, что позволяет мгновенно и точно определять фокус без «охоты».
Между тем Panasonic, не имея фазовых датчиков, пошла другим путем: система Depth from Defocus анализирует два размытых кадра подряд и определяет расстояние до объекта, сверяя его с базой объективов. Эта система быстрее контрастной, но уступает в предсказуемости при видеосъёмке.
Как объектив «двигает» фокус
Даже если камера точно определила, где должна быть резкость, задача переходит к мотору объектива.
Устаревшие микромоторы (DC) шумны, медленны и не поддерживают ручную корректировку. На смену им пришли ультразвуковые моторы (USM, HSM), которые работают быстро и бесшумно.
- Ступенчатые моторы (STM) двигаются плавно, идеально подходят для видео.
- Линейные моторы (используются Fujifilm, Sony, Sigma) перемещают фокусирующую группу мгновенно и почти без звука.
- Есть также более редкие решения — например, голосовые катушки (VCM), которые устанавливают в компактные объективы, и пьезомоторы, работающие на принципе микроскопических деформаций.
Многие эксперты сходятся во мнении, что знание устройства автофокуса — это не теория, а практический навык.
Понимание помогает выбирать камеру под нужды: для видеосъемки подойдёт STM или Dual Pixel, для спорта — линейные моторы и фазовый фокус. В условиях слабого освещения или с ручными объективами лучше оценить возможности гибридных систем.
Каждый элемент — от сенсора до мотора — влияет на точность, скорость и характер фокусировки.