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改变微单对焦性能的黑科技

相机笔记2022-04-08 14:16:53

在过去,索尼微单的对焦性能只能用不拖后腿来形容。自从A6000、A7 II、A7R II等一批新产品登场后,我们意识到无反相机也能在动态拍摄中游刃有余。


名词:混合AF

全称:相位/对比度混合检测AF

英文:Hybrid AF


什么是混合AF

在自动对焦(AF)时,相机会以某种方式测量被摄对象到感光元件的距离,然后驱动镜头内部对焦镜组移动到相应位置。目前,测量距离的主要方式有2种,分别是:


- 对比度检测:检测图像反差并以反差最强位置作为合焦位置。为了寻找到“最强位置”,对焦镜组需要反复前后移动。

- 相位检测:对入射光线进行相位差检测,计算出感光元件到被摄对象的距离,驱动对焦镜组直接移动到相应位置。


显而易见,同等条件下相位检测AF的对焦速度更快


在过去很长时间里,只有工作在光学取景模式下的单反相机才能进行相位检测。工作在实时取景模式的单反相机和其他类型相机都只能使用对比度检测AF。混合AF技术的出现改变了这种局面,让几乎所有拍照设备都能实现相位检测。


相位检测与混合检测的区别在于:


- 单反相机使用反光板下方的独立AF模块进行相位检测。
- 具备混合AF技术的相机,首先通过感光元件上的专用像素进行相位检测,然后在对焦镜组接近合焦位置时,再切换到对比度检测进行精确对焦。






▲单反相机的独立AF模块位于反光板下方(图中橙色圆圈处)


混合AF结合了两种检测方式的优点。它比单纯的对比度检测AF速度更快,比单纯的相位检测AF精度更高

TIPS:单反相机相位检测AF的不足

单反相机通过反光板下方的独立AF模块进行相位检测AF,实际测量到是被摄对象到独立AF模块的距离,而不是到感光元件的距离。当机身、镜头零部件存在较大公差时,就会在对焦精度上出现偏差,造成“跑焦”现象。无论是对比度检测还是混合检测,使用感光元件直接对焦的相机都不存在上述问题。


索尼混合AF技术的发展

相位检测点

在混合AF中,CMOS上的专用像素承担了相位检测功能,也就是说若干专用像素对应1个相位检测点。这些专用像素是不参与成像的,在成像时会被当做“坏点”作屏蔽处理。“坏点”数量太多,就有可能造成画质下降。和单反相机一样,混合AF中的相位检测对焦点同样是数量越多越好、覆盖面积越大越好。区别在于,相位检测点数量增加可能会影响成像质量,所以相位检测点数量和总像素存在一个平衡。

▲A7R II(左)与A7、A7 II(右)的相位检测点(绿色方框)覆盖范围对比


最小光圈

和单反相机一样,混合AF能否开启相位检测也和镜头光圈有关。例如,NEX-5R、NEX-5T、NEX-6相位检测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等镜头时,使用长焦端拍摄(最大光圈F6.3 < F5.6)时就不能开启相位检测AF,对焦速度就会变慢。


除此之外,单反相机相位检测与索尼微单混合AF的区别还在于:


- 单反相机是全开光圈取景、对焦、测光,按下快门拍摄时才会收缩光圈——最大光圈F1.4镜头,设定曝光参数为光圈F5.6,在取景、对焦、测光时镜头光圈依旧是F1.4。
- 索尼微单相机默认是实时调整光圈——最大光圈F1.4镜头,设定曝光参数为光圈F5.6,在取景、对焦、测光时镜头光圈就是F5.6。如果设定曝光参数的光圈较小,相位检测就有可能无法开启


在相机的设置菜单中,将“实时取景显示”设置为效果关,就可以让索尼微单相机变成全开光圈取景、对焦、测光,使相位检测不受设定曝光参数的限制。


产品相位检测点最小光圈其他特性
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
(广域)
F11支持4D对焦
可在短片拍摄中相位检测
A7R II399
(大部分)
n/a可在短片拍摄中相位检测
可在转接镜头时相位检测



4D对焦是什么

索尼微单A6000、A5100具备4D对焦技术,实际表现为对焦点覆盖范围广、合焦速度快、锁定主体连续对焦稳定性好。所谓4D,索尼的官方解释为“平面(2D)+景深(D)+时间(D)”,但这样的解释显然并不能服人——这年代了,谁家的AF算法没有焦点预测或者主体识别。



据业内人士透露,A6000、A5100对焦性能的提升在很大程度上得益于“散焦测距”算法,也就是类似松下DFD的技术。通过计算两张景深不同的照片并查询镜头光学特征数据,具备散焦测距的对比度检测AF可以达到媲美相位检测AF的单次合焦速度。将散焦测距与混合AF技术双剑合璧,对焦性能自然会有飞跃式提升。事实上,A7 II也加入了“散焦测距”算法,所以才能在硬指标不变的情况下,提供比A7更好的对焦性能。索尼没有将A7 II列入“4D对焦”产品,大概是因为相位检测对焦点的覆盖范围还不够广。


A7R II真正的“黑科技”

在A7R II上,我们能看到4240万有效像素、背照式CMOS、399点相位检测混合AF、静音拍摄、4K超高清全采样视频拍摄等一大串的技术名词。但在ET看来,A7R II真正的“黑科技”在于转接镜头拍摄时也可以进行相位检测AF,对焦速度有大幅提升


▲A7R II通过LA-EA3转接A卡口镜头(带SSM、SAM马达)时可以进行相位检测AF


在A7R II发布之前,其他具备混合AF技术的索尼微单相机都只能在搭配原生E卡口镜头(如索尼、腾龙、适马、蔡司的产品)时才能进行相位检测AF。无论是通过LA-EA1、LA-EA3转接索尼/美能达A卡口镜头,还是通过第三方电子转接环转接佳能EF卡口镜头、CONTAX G镜头,转接后都只能使用对比度检测对焦。由于对焦速度非常慢,所以转接镜头拍摄时的AF往往都是聊胜于无。


奥林巴斯E-M1的出现带给我们曙光。通过混合AF技术,奥林巴斯E-M1能够对4/3系统单反镜头提供良好的对焦支持。与奥林巴斯E-M1相比,索尼A7R II提供对转接镜头相位检测的支持无疑意义更重大。首先,A7R II是全画幅相机,转接镜头时无需计算等效系数。其次,A7R II在转接镜头时的选择空间更大,索尼/美能达A卡口、佳能EF卡口、CONTAX G镜头转接后都可以AF,就连尼康AF-S型镜头的电子转接环都已经在网上曝光了。


在ET看来,A7R II的出现还意味着A卡口、E卡口系统势必会整合,并且未来会以E卡口为主导。在A7 II上,索尼解决了转接A卡口镜头的防抖问题;在A7R II上,索尼解决了无损画质转接A卡口镜头的对焦速度问题。这样看的话,A卡口系统确实命不久矣



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