Yang berdampak pada kecepatan pemfokusan yang lebih, lensa atau bodi kamera?

Kecepatan adalah masalah yang lebih besar, tetapi deskripsi keakuratan juga akan dihargai.

Sistem Fokus Otomatis

Autofocus adalah suatu sistem. Tidak ada bagian tunggal yang secara khusus bertanggung jawab untuk membuat sistem AF berkinerja baik atau mencapai akurasi tinggi. Dalam kamera modern, komponen dan perangkat lunak yang mendukung AF ditemukan di lensa dan bodi kamera. Pada beberapa kamera yang masih berbasis pada sistem AF lama, komponen ini mungkin lebih rendah, bahkan jauh lebih rendah daripada sistem AF sepenuhnya elektronik modern.

Dari sudut pandang umum, sistem fokus otomatis elektronik di mana motor ditempatkan dalam lensa memberikan kinerja terbesar dan akurasi tertinggi. Namun lensa AF dengan motor fokus hanya bagian dari gambar ... Anda masih memerlukan sesuatu untuk menggerakkan motor itu dan membuatnya melakukan hal tersebut. Ada juga berbagai jenis motor, ada yang lebih murah dan kurang efektif sementara yang lain lebih mahal dan lebih efektif. Selain komponen mekanik dan listrik, Anda juga memerlukan perangkat lunak yang sesuai ... firmware, untuk mengoperasikan sistem AF. Dalam sistem AF elektronik modern, firmware biasanya ada di lensa dan bodi kamera. Dalam sistem yang lebih lama, firmware kemungkinan hanya akan ada di bodi kamera (berpotensi bersama dengan motor penggerak AF, karena beberapa desain yang lebih lama memasukkan motor dalam bodi kamera daripada di lensa.)

Operasi Fokus Otomatis

Fokus otomatis di masa lalu digunakan untuk mencapai dengan sistem umpan balik loop terbuka parsial, di mana kamera akan memulai gerakan drive AF, lensa akan menyesuaikan, dan sistem akan berhenti sampai Anda mengatakannya untuk melakukan penyesuaian AF lain. Tergantung pada implementasi yang tepat, lebih dari satu pergerakan lensa mungkin terjadi sebagai respons terhadap satu perintah AF. Ini mungkin karena terbatas atau tidak ada firmware di lensa, mencegah umpan balik yang tepat.

Dalam sistem AF modern, drive AF dicapai dengan sistem umpan balik loop tertutup. Dengan loop tertutup, penyesuaian AF terus dilakukan hingga fokus tercapai ... setidaknya hingga dalam toleransi tertentu. Hal ini dimungkinkan karena firmware yang lebih kaya ditempatkan di lensa fokus otomatis, memungkinkan komunikasi dua arah yang lebih lengkap antara lensa dan kamera. Kamera menginstruksikan lensa untuk melakukan gerakan tertentu, dan lensa dapat memberikan informasi tentang apakah itu membuat gerakan yang diminta, dan apakah gerakan itu dengan jumlah yang diminta, atau tidak. Kamera dan lensa dapat secara terus menerus melakukan penyesuaian sebagai respons terhadap perintah AF tunggal dari pengguna untuk mencapai fokus yang lebih akurat.

Umpan balik loop tertutup seperti itu merupakan perkembangan yang lebih baru dalam sistem AF, didukung oleh teknologi lensa yang lebih baru, perangkat lunak drive AF yang lebih canggih dalam bodi kamera, dan sensor deteksi pergeseran-fase yang lebih akurat. Kecepatan dan akurasi AF semakin tergantung pada kemampuan sensor AF, jumlah titik sensor AF, kemampuan perangkat lunak drive AF, dan kecepatan prosesor dalam kamera.

Akurasi Fokus Otomatis

Ketika sampai pada keakuratan, ada beberapa faktor spesifik yang berperan. Sensor AF mungkin merupakan faktor paling signifikan, namun firmware dalam lensa serta kualitas optik lensa juga diperhitungkan. Sistem pengukuran, khususnya sistem pengukuran warna, juga menjadi terikat ke dalam sistem AF kamera modern, yang menawarkan peningkatan kemampuan yang sebelumnya tidak mungkin, atau hanya mungkin pada kamera yang sangat canggih. Ada berbagai macam sensor AF di pasaran dalam kamera DSLR saat ini, dari sensor 9-point dasar dengan satu titik presisi tinggi hingga sensor 61-titik dengan 41 titik presisi tinggi, dan beragam pilihan di antaranya. Ukuran setiap titik AF, kepadatannya, orientasi garis sensor pendeteksi fase, dan bahkan bagaimana garis sensor menyatu semua mempengaruhi ketepatan dan keakuratan sistem AF.

Secara alami, semakin kompleks sensor AF dan semakin tinggi jumlah titik AF, semakin kompleks perangkat lunak yang menggerakkannya. Dalam sistem AF "retikular" (seperti jaring) modern, di mana ada banyak titik, serta banyak titik presisi tinggi, peranti lunak penggerak AF umumnya cukup canggih. Sensor pengukuran warna, baik Zaitun / Teal (Merah-Hijau dan Biru-Hijau) atau RGB penuh, dapat terlibat dalam keputusan sistem AF, memungkinkan warna subjek, bentuk, dan bahkan identifikasi berdasarkan perpustakaan dari subjek yang diketahui dapat digunakan untuk membantu dalam pemilihan titik AF mana yang akan digunakan saat menentukan fokus.

Ketepatan titik AF tergantung pada strukturnya. Ada titik garis tunggal , baik sensor horizontal dan vertikal, titik tipe silang , yang melibatkan sensor garis horizontal dan vertikal dalam satu titik AF tunggal, dan titik tipe silang diagonal yang melibatkan dua sensor garis 45 derajat yang saling bertentangan satu sama lain untuk satu Titik AF, dan titik tipe palang ganda yang memanfaatkan sensor tipe silang standar dan diagonal pada satu titik AF tunggal. Semakin banyak sensor garis, dari setiap orientasi, yang terlibat dalam deteksi pergeseran fasa pada titik AF tunggal akan meningkatkan ketepatan fokus yang terdeteksi oleh titik itu.

Desain masing-masing sensor juga bervariasi. Beberapa sensor garis memiliki presisi yang sangat tinggi karena mereka menyertakan lebih banyak fotodioda per saluran, yang memungkinkan pergeseran fasa terdeteksi dalam peningkatan yang lebih halus, namun membutuhkan lebih banyak cahaya untuk melakukannya. Lainnya presisi lebih rendah karena mereka menggunakan lebih sedikit fotodioda per baris, merasakan lebih banyak cahaya per sensor, karenanya beroperasi dalam cahaya keseluruhan yang lebih rendah. Beberapa titik AF hanya akan beroperasi hingga lubang maksimum tertentu. Titik presisi tertinggi cenderung membutuhkan f / 2.8, dan biasanya ada lebih sedikit titik dalam sistem AF yang setepat ini. Sebagian besar titik AF membutuhkan setidaknya f / 4 atau f / 5.6, beroperasi dalam cahaya yang lebih sedikit tetapi juga menawarkan presisi yang lebih rendah. Beberapa sistem AF lanjutan mendukung satu atau lebih titik AF yang akan beroperasi dengan lensa yang memiliki apertur maksimum f / 8 (seperti lensa f / 5.6 dengan lensa 1,4x TC atau lensa f / 4 dengan 2x TC).

Kinerja Fokus Otomatis

Ketika datang ke kecepatan sistem AF, ini benar-benar bermuara pada dua hal: Ringan dan kinerja pemrosesan. Dalam hampir semua kasus, semakin banyak cahaya yang Anda turunkan lensa, AF lebih cepat akan. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa unit AF, paket kecil di bawah cermin DSLR yang menampung sensor AF, hanya menggunakan sebagian kecil dari cahaya yang benar-benar melewati aperture. Cermin itu sendiri setengah perak, dan akan memungkinkan sekitar 50% dari cahaya yang mencapainya melalui cermin sekunder, yang akan memantulkan 50% cahaya itu ke unit AF. Lebih jauh, hanya area frame yang dicakup oleh titik AF sebenarnya setengah perak di cermin utama, jadi hanya sebagian kecil dari total jumlah cahaya yang terlibat di tempat pertama ... jadi bekerja dengan kurang dari 50% dari jumlah total cahaya yang melewati bukaan lensa. Selanjutnya, lensa khusus di atas unit AF di atas sensor bertanggung jawab untuk membagi lebih lanjut cahaya yang mencapainya. Lampu yang mencapai unit AF akan terbagi sebanyak poin AF, dan untuk setiap titik AF, cahaya akan dibagi lagi untuk mencapai dua, empat, atau bahkan delapan bagian dari setiap sensor garis yang bertanggung jawab untuk mendeteksi pergeseran fasa untuk setiap titik AF . Sensor AF harus bekerja dengan kurang dari 50% cahaya yang melewati lensa, dan setiap titik AF bekerja dengan sebagian kecil dari cahaya itu.

Dengan asumsi Anda memiliki cukup cahaya untuk menggunakan titik AF presisi tertinggi, faktor kunci dalam kinerja adalah efisiensi perangkat lunak drive AF dan kecepatan prosesor yang mengeksekusinya. Algoritma efisien yang beroperasi pada prosesor cepat, dipasangkan dengan lensa berkualitas tinggi yang juga mencakup prosesor cepat dan algoritma efisien dalam firmware sendiri, akan menghasilkan beberapa kinerja AF terbaik. Dalam kasus Canon 1D X, sistem AF dan Pengukuran sebenarnya memiliki prosesor khusus yang tidak tergantung pada prosesor gambar inti (pengaturan unik), memberikan AF kontinu dengan daya pemrosesan yang tidak terputus. Komputasi kinerja tinggi memungkinkan sistem AF, baik lensa dan kamera, untuk melakukan fine tuning AF loop tertutup beberapa kali dalam sepersekian detik, mendukung presisi yang sangat tinggi,

Itu pertanyaan kompleks karena ada banyak cara melakukan AF yang menjangkau tubuh dan lensa, dan semuanya bekerja bersama sebagai suatu sistem. Itu tergantung pada mekanisme apa yang digunakan untuk memindahkan optik.

Kecepatan fokus yang digerakkan sekrup tergantung sebagian pada seberapa cepat tubuh dapat memutar cam yang menggerakkan lensa dan sebagian berapa banyak berat dan gesekan yang ada dalam mekanisme fokus lensa. (Sebagai catatan, itulah salah satu alasan mengapa lensa AF yang digerakkan sekrup cenderung terasa "murah" dibandingkan dengan lensa manual yang lebih tua: lensa ini harus memiliki bobot dan gesekan yang rendah sehingga mereka akan fokus dengan cepat tanpa memaksa motor untuk bekerja lebih keras. Seret yang membantu tangan manusia melakukan penyesuaian yang baik tidak diinginkan ketika lensa diputar oleh tubuh.)

Motor dalam lensa cenderung lebih cepat (dan lebih tenang) daripada AF yang digerakkan sekrup, sehingga seberapa cepat pemfokusan terjadi hampir sepenuhnya bergantung pada lensa, yang hanya bertindak berdasarkan perintah dari tubuh dan mungkin memberikan umpan balik tentang bagaimana keadaannya. Kondisi sumber daya dalam tubuh mungkin memainkan peran kecil tergantung pada bagaimana tubuh mengelola kekuatannya.

Akurasi adalah fungsi seberapa baik tubuh dapat membuat keputusan tentang seberapa baik gambar difokuskan, seberapa halus ia dapat mengendalikan mekanisme fokus dan seberapa baik mekanisme itu memegang posisinya ketika tidak dipindahkan.

Membandingkan beberapa lensa AF generasi pertama Minolta pada tubuh Maxxum 9000 generasi pertama (cukup banyak dengan SLR AF nyata ¹ ) dengan bodi saat ini yang cukup (Sony Alpha A900) menunjukkan bahwa bahkan dengan lensa yang persis sama, sebuah badan baru meningkatkan kecepatan secara dramatis , sementara lensa baru pada tubuh lama hanya meningkatkan kecepatan sedikit (jika sama sekali). Saya belum mengukur ini secara objektif, tetapi secara subyektif, saya akan mengatakan tubuh lama dengan lensa baru memberi, mungkin, peningkatan 20-30%, sedangkan lensa lama dengan tubuh baru mungkin setidaknya 5x lebih cepat.

Saya akan menambahkan bahwa peningkatan kecepatan sangat non-linear dari waktu ke waktu itu. Saya juga memiliki Maxxum 9 dari tahun 1998 atau '99, yang hampir setara dengan A900 - jika ada, sepertinya sedikit lebih cepat, meskipun saya tidak begitu yakin akan hal itu.

Saya harus menambahkan bahwa usia lensa tidak membuat banyak perbedaan dalam kecepatan, tetapi mungkin ada perbedaan yang cukup besar di dalam lensa dengan usia yang persis sama. Sebagai contoh, saya memiliki sejumlah lensa Minolta AF generasi pertama - 28, 35, 50, 135 dan 28-135. 135, misalnya, fokus sangat cepat. Saya juga memiliki 85 / 1.4 yang jauh lebih baru - tetapi 135 masih fokus jauh lebih cepat.

Setidaknya untuk fotografi diam , akurasi tergantung terutama pada tubuh. Jika pemfokusan dilakukan loop terbuka, maka ketidaktepatan antara jarak yang diminta lensa untuk bergerak, dan jarak yang benar-benar dipindahkan akan menyebabkan ketidaktepatan pemfokusan. Bertentangan dengan kepercayaan umum, saya cukup yakin bahwa pemfokusan loop terbuka tidak pernah menjadi norma, juga tidak mungkin digunakan sama sekali (misalnya, paten Minolta 1982 mengungkapkan sistem loop tertutup). Mengingat bahwa itu adalah loop tertutup, gerakan lensa yang lebih akurat sebagian besar berarti lebih sedikit penyesuaian untuk mendapatkan fokus yang akurat.

Pada subjek yang sedikit berbeda, saya perhatikan bahwa dengan sensor f / 2.8 vs f / 4, f / 5.6 (dll.), Masalah sebenarnya bukanlah jumlah cahaya yang digunakan dalam kebanyakan kasus. Masalah sebenarnya terutama diameter lensa (dinyatakan sebagai sudut) yang dilihat oleh sensor. Untuk menjelaskan itu, saya mungkin perlu mencadangkan dan menjelaskan sedikit tentang cara kerja sensor AF. Untuk saat ini, mari kita tetap pada sensor garis tunggal sederhana. Ini dimulai dengan dua prisma, mirip seperti split-image di tengah layar kebanyakan kamera fokus manual. Di belakang setiap prisma adalah sensor garis. Sama seperti dengan jendela bidik gambar-terpisah, kamera menemukan fokus dengan menyelaraskan gambar yang datang melalui kedua prisma.

Perbedaan mendasar antara sensor f / 2.8 dan (misalnya) sensor f / 5.6 adalah sudut prisma tersebut. Itu menentukan sudut antara dua aliran yang bisa "dilihat" oleh sensor fokus. Semakin lebar sudut antara cahaya yang ditangkap oleh dua prisma, semakin banyak ketidaksejajaran antara gambar yang ditangkap oleh dua sensor untuk tingkat kesalahan fokus tertentu. Ini, pada gilirannya, membuatnya lebih mudah bagi kamera untuk menentukan tingkat salah fokus, dan menentukan fokus akhir lebih akurat.

Poin utama: ini bukan tentang jumlah cahaya, tetapi tentang sudut cahaya. Sensor f / 2.8 di dalam ruangan masih akan (dengan mudah) mengalahkan sensor f / 5.6 di bawah sinar matahari penuh, meskipun yang terakhir memiliki lebih banyak cahaya untuk digunakan. Demikian juga, memiliki lensa lebih cepat dari peringkat sensor (misalnya, lensa f / 1.4, sensor f / 2.8) pada dasarnya tidak memberikan perbaikan sama sekali.

Sejauh perbedaan kecepatan antara memiliki motor dalam bodi vs lensa, saya khawatir saya harus bertentangan dengan pengetahuan umum lagi. Sebagai contoh, Minolta membuat 300 / 2.8 lensa dalam versi body-driven dan in-lens (SSM). Versi SSM (seperti yang diharapkan) sebenarnya sunyi, dan "terasa" seperti fokus lebih cepat - tetapi di sini saya telah melakukan beberapa pengukuran objektif, dan ternyata versi SSM sedikit lebih lambat dari pendahulunya yang digerakkan secara mekanis. Pada saat keluar, bagaimanapun, itu tidak lagi terlalu penting - lensa yang digerakkan secara mekanis "cukup cepat".

Namun saya harus menambahkan bahwa untuk fokus berikut , lensa SSM / HSM / USM tampaknya memiliki keunggulan. Saya menduga ini tidak ada hubungannya dengan kecepatan fokus daripada akurasi gerakan. Dalam SLR, biasanya ada penundaan 80-100 ms sementara cermin terbalik sebelum gambar diambil. Sistem AF melihat gerakan fokus, dan memperkirakan di mana ia akan berada saat rana benar-benar terbuka. Tidak seperti AF normal, namun, tidak ada pertanyaan bahwa ini memiliki harus dilakukan "loop terbuka" - sesegera cermin mulai flip up, AF sensor tidak lagi menerima cahaya, sehingga tidak bisa akal apa-apa. Jadi, untuk durasi itu, sistem AF terus menggerakkan fokus lensa tanpa cara memeriksa seberapa dekat gerakan itu mencerminkan apa yang diminta terjadi.

Meskipun saya tidak dapat menemukan tautan ke sana sekarang, satu situs melakukan tes beberapa tahun yang lalu. Seingat saya, mereka memasang target pada mobil dan melaju ke arah kamera, mengambil gambar sampai mobil melewati kamera.

Bergantung pada bagaimana Anda ingin menginterpretasikan hasil, Anda dapat membaca hasil dari itu sebagai mendukung Sony atau Canon. Sony A700 menghasilkan persentase tertinggi gambar fokus, tetapi Canon 1D saat itu (saya pikir tanda IV) menghasilkan lebih banyak gambar fokus, berkat frame rate yang lebih tinggi.

Ringkasan:

1. Setidaknya dengan sistem AF awal yang benar-benar lambat, tubuh membuat perbedaan besar. 1a. Tetapi sebagian besar perbedaan itu terjadi lebih dari satu dekade lalu.
2. Untuk sensor f / 2.8 vs f / 5.6 (dll.), Ini benar-benar yang penting, bukan jumlah cahaya.
3. Perbedaan antara fokus tubuh dan lensa didorong dulu besar, tetapi sekarang minimal - sampai-sampai cukup banyak lensa-demi-lensa, bukan satu kelas vs kelas lain. 3a. tetapi untuk fokus berikut, motor dalam lensa masih memiliki keunggulan besar.

Meskipun saya tidak merekam video, saya kira itu sudah cukup seperti fokus prediksi yang mungkin juga berlaku untuk video.

Ada beberapa upaya sebelum ini - untuk beberapa contoh, Nikon F3AF dan Pentax yang nomor modelnya saya tidak ingat. Tidak satu pun yang terjual cukup untuk diperhatikan. Dari sudut pandang teknis murni, tidak ada yang dapat dianggap jujur ​​selain sebagai bukti konsep - jika Anda memiliki cukup kesabaran, Anda dapat mengarahkan mereka pada sesuatu dan menemukan mereka memang akan menemukan titik fokus yang benar - pada akhirnya. Saya, bagaimanapun, akan menilai keduanya sama sekali tidak praktis. Berfokus terlalu lambat untuk berguna, dan pemilihan lensa sangat terbatas sehingga tidak penting - Pentax hanya memiliki satu lensa AF, dan Nikon dua.

Berbicara untuk peralatan Canon: Kecepatan utamanya ditentukan oleh lensa, akurasi oleh tubuh. Namun, keakuratannya juga akan sebagian bergantung pada ketepatan motor lensa.

Pada dasarnya lensa dan bodi berfungsi sebagai sistem loop tertutup. Komputer dalam tubuh menentukan kondisi fokus saat ini. Informasi ini dikumpulkan melalui sensornya. Jumlah dan jenis bervariasi berdasarkan tubuh. Misalnya model low-end memiliki satu sensor tipe silang di tengah dan 8 sensor tipe titik lainnya. Komputer kemudian mengirimkan permintaan ke lensa untuk memutar elemen fokus melalui protokol SPI 8-data-bit, 1-stop-bit.

Sekarang mikrokontroler pada lensa membutuhkan waktu berapa lama menjalankan motor untuk mencapai posisi yang diminta. Ini sendiri adalah sistem loop terbuka yang kecepatan dan akurasinya semata-mata bergantung pada lensa. Ini adalah proses loop terbuka dan lensa tidak memiliki umpan balik posisi sama sekali. Itu hanya berubah sebanyak yang ia pikir seharusnya. Di sinilah ketepatan motor lensa ikut berperan. Setelah posisi yang diminta tercapai, tubuh memeriksa fokus lagi. Jika puas dengan fokus, ia akan mengirimkan indikasi kepada pengguna atau meminta koreksi pada posisi.

Namun dalam praktiknya, ketepatan motor tidak akan benar-benar memengaruhi ketepatan fokus. Usia sensor titik silang dan debu mungkin akan menjadi faktor yang jauh lebih besar.