Чому основний датчик не використовується замість окремого датчика автофокусування для фокусування DSLR?

З цієї відповіді я розумію, що дзеркальне відображення DSLR насправді не відбиває все світло, але воно передає певну кількість датчику автофокусування.

Отже, якщо дзеркальне відображення може пропускати світло, чому б не використовувати головний датчик (який знаходиться безпосередньо за дзеркалом) для фокусування?

Примітка :
У коментарі нижче пов'язаної відповіді зазначається, що для датчика автофокусування потрібна лінза для фокусування променів світла на відповідне місце датчика, оскільки воно менше, ніж основний датчик (курсив - це моє власне припущення). Якби основний датчик використовувався, чи потрібен цей додатковий об'єктив?

Фазовий режим автофокусування працює шляхом вимірювання горизонтального зміщення між візерунками яскравості, що проектуються на датчик автофокусування. Для вимірювання переміщення використовуються пари одновимірних масивів монохромних пікселів. Ось так виглядає датчик автофокусу в Canon 5D mkIII:

Ви можете бачити безліч різних ліній пікселів, які використовуються різними точками автофокусування, обраними користувачем. В принципі, ви можете використовувати лінії пікселів на головному датчику зображення, щоб виконати точно таку ж роботу.

Цей підхід має ряд переваг:

• У вас не виникає жодних проблем, якщо основний датчик зображення та датчик автофокусування нерівні, оскільки вони одні й ті ж.

• Ви уникаєте складності вторинних дзеркал та вартості самого мікросхеми AF.

Є недоліки використання основного датчика.

У коментарі нижче пов'язаної відповіді зазначається, що датчику автофокусування потрібна лінза для фокусування променів світла на відповідне місце датчика, оскільки воно менше, ніж основний датчик (курсив - моє власне припущення)

Ваше припущення не зовсім правильне. Це не пов’язано з тим, що має менший датчик автофокусування, AF-лінзи - це фактично одна лінза з хвилястим профілем у формі В. Цей об'єктив фокусує світло, що надходить з будь-якої сторони об'єктива, на різні частини датчика автофокусування.

Вам все одно знадобиться якийсь об'єктив, щоб виконувати цю роботу при використанні головного датчика зображення, і йому доведеться розгойдуватися з фотографії разом із рефлекторним дзеркалом, що вимагає складного механічного розташування всередині камери. Це головний недолік такого підходу, хоча є й інші перешкоди:

• Пікселі датчиків зображення знаходяться за масивами кольорових фільтрів, які зменшують кількість світла, яке потрапляє до них, на дві третини. Це може потенційно знизити продуктивність при слабкому освітленні, однак це дозволить вам виконати відповідність вимірювання фаз у кольорі для меншої кількості помилкових результатів (ви рідше помилитесь однією деталлю з переднього плану з деталлю з фону, наприклад Також колір може бути використаний для відстеження).

• Розмір, інтервал та чутливість пікселів будуть різними між двома датчиками, тому робити обидва з одним датчиком означає компроміси.

• Головний датчик повинен бути увімкненим набагато довші періоди, спричиняючи стік більше енергії з акумуляторів. Як зазначає Стен, затвор також повинен бути відкритим під час автофокусування, тому закриття його перед експозицією призведе до затримки.

• Нарешті, фазове детектування датчиків цифрових зображень за попередньою датою, тому вся технологія та інструменти для виконання автофокусування за допомогою окремого датчика вже є і добре розвинені.

Однак виробники розробили дещо інший спосіб фази виявлення AF , який робить використовувати основний датчик. Він був розроблений для дзеркальних камер, у яких немає можливості виділення виділеного датчика автофокусування, які традиційно покладаються на метод сповільнення контрастності за допомогою основного датчика.

Замість пари лінз автофокусування на шляху світла для спрямування світла з будь-якої сторони лінзи на різні частини датчика автофокусування, для отримання подібного ефекту можуть використовуватися пари звичайних мікроленз із черговими половинками, затемненими (пікселі зліва напівзагорнуті здебільшого отримуватимуть світло з правого боку лінзи і навпаки).

Це дозволяє гібридний підхід автофокусування, використовуючи комбінацію фази (для наближення до правого фокусу) та виявлення контрасту (для визначення результату).

Швидкість

Швидкість - це, мабуть, основна причина, чому датчик зображення не використовується для фокусування в більшості DSLR. AF був розроблений в кінці епохи фільму, тому використання «датчика» (плівки) для фокусування не було можливим. Більшість систем автоматичного виявлення фаз були "відкритим циклом", побудованим для швидкості більше, ніж точності. Лише нещодавно основні виробники камер почали розробляти системи лінз / корпусів, які використовують зв'язок із замкнутим циклом між тілом та лінзою під час фазового виявлення фази. Це дозволило системам виявлення фаз наближатися, а в деяких випадках рівних, до точності виявлення контрастності AF. Хоча автофокус виявлення контрасту за допомогою головного датчика покращує швидкість, оскільки це багатоступеневий процес, який вимагає декількох циклів "переміщення і вимірювання", він все-таки повільніше, але, як правило, він є також більш точним.

Незважаючи на те, що можуть бути рідкісні винятки, всі DSLR, які я знаю, все ще використовують механічні стулки. Це означає, що основний датчик зображення прикривається під час фокусування та вимірювання. Було кілька моделей без дзеркальних дзеркал, які мають лише другу шторку, але в технічному плані вони не є DSLR.

Для використання основного датчика для виявлення фази автофокус вимагає відкриття затвора для фокусування, після чого перша завіса закриється перед тим, як знову відкритись, щоб відкрити зображення, після чого друга завіса закриється. Навіть під час зйомки 8+ кадрів в секунду найсучасніші DSLR фокусуються між кожним знімком (якщо це наказано налаштуваннями, які вибрав користувач). В даний час DSLR скидають обидві штори одночасно, в той час як дзеркало перемикається та фокусується AF. Щоб використовувати датчик зображення для фокусування, перша завіса повинна залишатися відкритою, доки дзеркало не опуститься назад і камера не заблокує фокусування, тоді решта камери доведеться чекати, коли перша завіса закриється і енергія поглинається датчиком під час фокусування очищено до того, як перша завіса могла відкритись знову, щоб розпочати експонування зображення. Це призведе до уповільнення загального процесу, коли вся точка фазового виявлення фази - швидкість. Автофокус виявлення контрасту, який використовується під час Live View, який використовує головний датчик зображення для фокусування, з іншого боку, як правило, більш точний, але повільніше.

Головний датчик в DSLR має лише одну функцію та одну функцію, і це робити зображення і робити це дуже добре.
Компроміс із цим завдяки введенню додаткової електроніки погіршить якість та продуктивність, тож навіщо це робити, коли є цілком хороші виділені датчики?
Крім того, DSLR еволюціонували з дзеркальних фотографій, де, звичайно, не було вбудованого в фільм електронного пристосування, яке могло б бути перекрученим для цієї мети.

Спеціалізовані пристрої працюють краще і ефективніше, чим вони займаються.

Датчики автофокусування, використовувані в DSLR, налаштовані на швидке та автоматичне фокусування до дуже низького рівня освітлення.

Якщо ви використовували головний датчик для автофокусування, у вас були два варіанти:

• Вкажіть Автофокус Contrast-Detect, який є величезним витратою енергії, але насправді більш точним, ніж Phase-Detect. Однак Contrast-Detect вимагає переміщення елементів фокусування вперед і назад дуже чіткими кроками, що не є оптимальним для сучасних лінз DSLR.
• Вкажіть датчик датчиків фази, який можливий, але набагато менш точний, ніж використання спеціалізованого датчика, оскільки частина зображень датчика обмежує те, що ви можете зробити.

Дійсність полягає в тому, що дзеркало пропускає світло лише в деяких областях і більшість з них є повністю відбиваючим, що дає вам яскравий погляд.

Sony має SLT-камери, які мають справді напіввідбивне дзеркало (30% / 70%), що є їх рішенням забезпечити одночасно функцію Live-View і Phase-Detect Autofocus. Це дозволяє їм використовувати виділений датчик виявлення фази, щоб зробити швидкість автофокусування та уникнути рухів об'єктива назад і назад, що страшно для відео. Датчик втрачає деяке світло, досягаючи його, тому він повинен бути більш чутливим для отримання такого ж ефективного ISO, що є недоліком, коли справа стосується якості зображення. Світло, відбитий вгору, занадто тьмяний, щоб зробити приємний оптичний видошукач, тому їм довелося поміститись у ЕРП.

Простіше кажучи, з тієї ж причини, якщо ви не вівте півтораріжку на роботу вранці (якщо ви не далекобійник). Датчик автофокусування може зробити свою роботу краще, коли йому не потрібно конкурувати з датчиком зображення за площею поверхні. Датчики відрізняються за своєю природою, і хоча існують деякі конструкції, які включають датчики автофокусування в сенсор візуалізації, це означає, що ділянки датчика зображення не фіксують видиме світло, що вражає ці області так добре, як це могло б.

Є гібридні датчики, які можуть робити як AF, так і світлочутливість зображення, але вони, як правило, не виконують жодної роботи, а також виділений датчик для будь-якого. Це може бути не так багато, але достатньо, що якщо ви намагаєтеся отримати найкращу автофокус та найкращу ефективність зображення, окремі датчики все-таки роблять кращу роботу.

Однією з можливих причин, яка не має нічого спільного з автоматичним фокусуванням, є те, що датчик зображення повинен бути очищений від усієї зарядки перед тим, як зробити знімок. Використання основного датчика зображення для автофокусування / композиції, як це робиться з усіма камерами живого огляду (більшість без дзеркальних дзеркал), вимагає вимкнення датчика та очищення від нього перед тим, як знімати зображення, інакше у вас буде привид зображення в прямому ефірі на зробленому зображенні.

Це одна з причин відставання затвора на камери лише в режимі прямого перегляду. dSLR не залежать від прямого перегляду.

І ні, якщо ви використовуєте головний датчик для автофокусування, то вам не потрібно мати окремий світловий шлях / об'єктив для окремого масиву автофокусування. Без дзеркальних камер набагато простіше, ніж dSLR, тому що немає складання дзеркальної коробки та немає необхідності в окремих масивах датчиків автофокусування та експозиції та світлових шляхів.

У своєму дописі на блозі "Смерть dSLR" Мінг Тейн підрахував із свого особистого досвіду розбирання, що беззеркальні камери мають на 60-70% менше деталей, ніж dSLR.