改變微單對焦性能的黑科技

            相機筆記2022-04-08 14:16:53

            在過去,索尼微單的對焦性能只能用不拖后腿來形容。自從A6000、A7 II、A7R II等一批新產品登場后,我們意識到無反相機也能在動態拍攝中游刃有余。


            名詞:混合AF

            全稱:相位/對比度混合檢測AF

            英文:Hybrid AF


            什么是混合AF

            在自動對焦(AF)時,相機會以某種方式測量被攝對象到感光元件的距離,然后驅動鏡頭內部對焦鏡組移動到相應位置。目前,測量距離的主要方式有2種,分別是:


            - 對比度檢測:檢測圖像反差并以反差最強位置作為合焦位置。為了尋找到“最強位置”,對焦鏡組需要反復前后移動。

            - 相位檢測:對入射光線進行相位差檢測,計算出感光元件到被攝對象的距離,驅動對焦鏡組直接移動到相應位置。


            顯而易見,同等條件下相位檢測AF的對焦速度更快。


            在過去很長時間里,只有工作在光學取景模式下的單反相機才能進行相位檢測。工作在實時取景模式的單反相機和其他類型相機都只能使用對比度檢測AF?;旌螦F技術的出現改變了這種局面,讓幾乎所有拍照設備都能實現相位檢測。


            相位檢測與混合檢測的區別在于:


            - 單反相機使用反光板下方的獨立AF模塊進行相位檢測。
            - 具備混合AF技術的相機,首先通過感光元件上的專用像素進行相位檢測,然后在對焦鏡組接近合焦位置時,再切換到對比度檢測進行精確對焦。






            ▲單反相機的獨立AF模塊位于反光板下方(圖中橙色圓圈處)


            混合AF結合了兩種檢測方式的優點。它比單純的對比度檢測AF速度更快,比單純的相位檢測AF精度更高。

            TIPS:單反相機相位檢測AF的不足

            單反相機通過反光板下方的獨立AF模塊進行相位檢測AF,實際測量到是被攝對象到獨立AF模塊的距離,而不是到感光元件的距離。當機身、鏡頭零部件存在較大公差時,就會在對焦精度上出現偏差,造成“跑焦”現象。無論是對比度檢測還是混合檢測,使用感光元件直接對焦的相機都不存在上述問題。


            索尼混合AF技術的發展

            相位檢測點

            在混合AF中,CMOS上的專用像素承擔了相位檢測功能,也就是說若干專用像素對應1個相位檢測點。這些專用像素是不參與成像的,在成像時會被當做“壞點”作屏蔽處理?!皦狞c”數量太多,就有可能造成畫質下降。和單反相機一樣,混合AF中的相位檢測對焦點同樣是數量越多越好、覆蓋面積越大越好。區別在于,相位檢測點數量增加可能會影響成像質量,所以相位檢測點數量和總像素存在一個平衡。

            ▲A7R II(左)與A7、A7 II(右)的相位檢測點(綠色方框)覆蓋范圍對比


            最小光圈

            和單反相機一樣,混合AF能否開啟相位檢測也和鏡頭光圈有關。例如,NEX-5R、NEX-5T、NEX-6相位檢測所支持的最小光圈是F5.6,搭配E 18-200mm F3.5-6.3 OSS、E 55-210mm F4.5-6.3 OSS等鏡頭時,使用長焦端拍攝(最大光圈F6.3 < F5.6)時就不能開啟相位檢測AF,對焦速度就會變慢。


            除此之外,單反相機相位檢測與索尼微單混合AF的區別還在于:


            - 單反相機是全開光圈取景、對焦、測光,按下快門拍攝時才會收縮光圈——最大光圈F1.4鏡頭,設定曝光參數為光圈F5.6,在取景、對焦、測光時鏡頭光圈依舊是F1.4。
            - 索尼微單相機默認是實時調整光圈——最大光圈F1.4鏡頭,設定曝光參數為光圈F5.6,在取景、對焦、測光時鏡頭光圈就是F5.6。如果設定曝光參數的光圈較小,相位檢測就有可能無法開啟。


            在相機的設置菜單中,將“實時取景顯示”設置為效果關,就可以讓索尼微單相機變成全開光圈取景、對焦、測光,使相位檢測不受設定曝光參數的限制。


            產品相位檢測點最小光圈其他特性
            NEX-5R(2012-8)
            NEX-6(2012-8)
            NEX-5T(2013-8)
            99
            (集中)
            F5.6
            A7(2013-10)
            A7 II(2014-11)
            117
            (集中)
            F8
            A6000(2014-2)
            A5100(2014-5)
            179
            (廣域)
            F11支持4D對焦
            可在短片拍攝中相位檢測
            A7R II399
            (大部分)
            n/a可在短片拍攝中相位檢測
            可在轉接鏡頭時相位檢測



            4D對焦是什么

            索尼微單A6000、A5100具備4D對焦技術,實際表現為對焦點覆蓋范圍廣、合焦速度快、鎖定主體連續對焦穩定性好。所謂4D,索尼的官方解釋為“平面(2D)+景深(D)+時間(D)”,但這樣的解釋顯然并不能服人——這年代了,誰家的AF算法沒有焦點預測或者主體識別。



            據業內人士透露,A6000、A5100對焦性能的提升在很大程度上得益于“散焦測距”算法,也就是類似松下DFD的技術。通過計算兩張景深不同的照片并查詢鏡頭光學特征數據,具備散焦測距的對比度檢測AF可以達到媲美相位檢測AF的單次合焦速度。將散焦測距與混合AF技術雙劍合璧,對焦性能自然會有飛躍式提升。事實上,A7 II也加入了“散焦測距”算法,所以才能在硬指標不變的情況下,提供比A7更好的對焦性能。索尼沒有將A7 II列入“4D對焦”產品,大概是因為相位檢測對焦點的覆蓋范圍還不夠廣。


            A7R II真正的“黑科技”

            在A7R II上,我們能看到4240萬有效像素、背照式CMOS、399點相位檢測混合AF、靜音拍攝、4K超高清全采樣視頻拍攝等一大串的技術名詞。但在ET看來,A7R II真正的“黑科技”在于轉接鏡頭拍攝時也可以進行相位檢測AF,對焦速度有大幅提升。


            ▲A7R II通過LA-EA3轉接A卡口鏡頭(帶SSM、SAM馬達)時可以進行相位檢測AF


            在A7R II發布之前,其他具備混合AF技術的索尼微單相機都只能在搭配原生E卡口鏡頭(如索尼、騰龍、適馬、蔡司的產品)時才能進行相位檢測AF。無論是通過LA-EA1、LA-EA3轉接索尼/美能達A卡口鏡頭,還是通過第三方電子轉接環轉接佳能EF卡口鏡頭、CONTAX G鏡頭,轉接后都只能使用對比度檢測對焦。由于對焦速度非常慢,所以轉接鏡頭拍攝時的AF往往都是聊勝于無。


            奧林巴斯E-M1的出現帶給我們曙光。通過混合AF技術,奧林巴斯E-M1能夠對4/3系統單反鏡頭提供良好的對焦支持。與奧林巴斯E-M1相比,索尼A7R II提供對轉接鏡頭相位檢測的支持無疑意義更重大。首先,A7R II是全畫幅相機,轉接鏡頭時無需計算等效系數。其次,A7R II在轉接鏡頭時的選擇空間更大,索尼/美能達A卡口、佳能EF卡口、CONTAX G鏡頭轉接后都可以AF,就連尼康AF-S型鏡頭的電子轉接環都已經在網上曝光了。


            在ET看來,A7R II的出現還意味著A卡口、E卡口系統勢必會整合,并且未來會以E卡口為主導。在A7 II上,索尼解決了轉接A卡口鏡頭的防抖問題;在A7R II上,索尼解決了無損畫質轉接A卡口鏡頭的對焦速度問題。這樣看的話,A卡口系統確實命不久矣。



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