Как работает автофокус в смартфоне? Ликбез: используем ручной режим камеры на смартфоне.

Потребовалось больше года, пока инновационная система автофокусировки камеры на смартфонах, после выхода в свет этой технологии с LG G3, появилась еще в 9 смартфонах на Android. Благодаря этой технологии, камере смартфона LG G3 удается быстро и точно фокусироваться на предметах места происшествия. В конце статьи вы сможете ознакомится с десятью смартфонами с лазерной автофокусировкой.

Лазерный автофокус использует небольшой лазерный излучатель, расположенный на задней части смартфона, возле камеры. После запуска камеры из датчика выходит пучок лазеров, который реагирует на предметы, как только вы наводите камеру на них. Программный алгоритм вычисляет сколько времени потребовалось лучу, чтобы дойти до предмета и вернуться, и определяет расстояние до объекта, после чего камера моментально фокусируется.

Но в этой технологии есть и недостатки. На больших расстояниях луч не может вернуться обратно. А также есть проблемы с отражающими или прозрачными предметами.

Теперь, когда вы вкратце ознакомились с технологией, вот 10 смартфонов, которые имеют лазерную автофокусировку камеры:

Этот смартфон стал первым с лазерным автофокусом в 2014 году. Технология применялась в роботах пылесосах от компании LG. Устройство имеет 5,5 дюймовый экран, с разрешением Quad HD и работает на Qualcomm Snapdragon 801 в паре с 3 Гб (в варианте с двумя SIM картами) иля 2 Гб (с одной SIM картой) оперативной памяти LPDDR. Внутренней памяти в нем 32 Гб. G3 имеет съемный аккумулятор на 3000 мАч, хорошую 13-ти мегапиксельную камеру и 2,1 Мп камеру для селфи.

2. LG G4

Потомком LG G3 является G4. Смартфон терпит изменения в дизайне, дисплее, камере и получает более совершенную начинку. Задняя крышка имеет изящные кожаные варианты. Экран обновлен и имеет более широкий цветовой охват. Основная камера имеет 16 Мп и 8 Мп фронтальная. Чипсет стал быстрее.

3. LG G4 Beat

Встречайте младшего брата G4 – LG G4 Beat. Размер экрана 5,2 дюйма и разрешение до 1080р. Камера заднего вида сокращается в два раза до 8 Мп, передняя – 5 Мп. Beat также не имеет кожи на задней крышке. Чипсет у смартфона Snapdragon 615 с 1,5 Гб оперативной памяти, 8 Гб внутренней памяти и съемным аккумулятором на 2300 мАч.

4. Nexus 5X

Данный смартфон является эталонным устройством для операционной системы Android, представленный в конце сентября 2015 года. Производителем является та же компания LG, которая выпустила в 2013 году смартфон для Google - Nexus 5, и он очень хорошо себя зарекомендовал. 5X имеет 5,2-дюймовый экран с разрешением 1080р, 12,3 Мп камеру с матрицей от Sony. Передняя камера на 5 Мп. В устройстве есть сканер отпечатка пальца для обеспечения безопасности и мобильных платежей. Процессор от Qualcomm Snapdragon 808, в паре с 2 Гб оперативной памятью. Nexus 5X безусловно имеет последнюю на 2015 год версию операционной системы Android 6.0 Зефир, хоть и производительности его не будет достаточно для самых требовательных игр.

5. Google Nexus 6P

Nexus 6P сделан компанией Huawei и представлен на той же презентации, что и предыдущий смартфон. Создан специально для операционной системы Android 6.0. Это фаблет, который имеет диагональ экрана 5,7 дюймов с разрешением 1440р. Amoled экран от Samsung работает от процессора премиум класса Qualcomm Snapdragon 810 в паре с 3 Гб оперативной памяти. Камера с лазерной автофокусировкой имеет 12,3 Мп, передняя 8 Мп. На задней панели сканер отпечатка пальцев NFC.

После выпуска One M9, HTC пошли на обновление своего героя и выпустили One M9+ Aurora Edition. Смартфон имеет Quad HD экран, процессор Media Tek Helio X10 с 8 ядрами. Оперативной памяти 3 Гб. Камера аж на 21 Мп с оптической стабилизацией изображения с помощью лазера. Дизайн всем знакомый, из полированного металла, который демонстрирует высокие стандарты компании HTC. К сожалению Оne M9+продается только в Тайване.

Данный смартфон выполнен из алюминия и поставляется с 6-ти дюймовым экраном, разрешение которого 1080р. Чипсет Snapdragon 615. Оперативной памяти 3 Гб. Камера на 13 Мп имеет двойную светодиоидную вспышку и лазерный автофокус. Передняя камера на 8 Мп. Работает R7 Plus от батареи на 4100 мАч. Телефон делает хорошие фотографии за счет хорошего программного обеспечения (в том числе). Но, к сожалению, остальные характеристики не дотягивают до того, чтобы отдавать за смартфон более 500$.

8. Meizu MX 5

MX5 от китайского производителя является самым пока амбициозным смартфоном Meizu. Имеет металлический корпус, процессор MediaTek Helio X10 Turbo с 8 ядрами, 3 Гб оперативной памяти. Задняя камера в этом устройстве имеет колоссальные 20,7 Мп и модуль с лазерным автофокусом. Камера записывает видео в разрешении 4K. Передний модуль имеет 5 Мп. Все это звучит хорошо, но есть у устройства и минусы. Дисплей не самый качественный, пользовательский интерфейс полусырой.

Второй флагманский смартфон от китайской выскочки OnePlus, предлагает хорошее сочетание дизайна и аппаратного обеспечения при умеренной, но точно не бюджетной, стоимости. Мобильник примечателен корпусом из сплава алюминия и магния и вилкой USB Type C. OnePlus Two имеет процессор Qualcomm Snapdragon 810 и 4 Гб оперативной памяти. Батарея емкостью 3300 мАч. Задняя камера на 13 Мп с лазерным автофокусом, передняя на 5 Мп.

10. Asus Zenfone 2 Laser

Единственный смартфон с лазерным автофокусом и соответствующим названием Laser. Он имеет разрешение экрана 720р, 5 дюймов и работает на чипсете Snapdragon 410 в паре с 2 Гб оперативной памяти. Тем не менее, этого достаточно для хорошей производительности. Изюминкой Asus ZenFone 2 Laser является камера на 13 Мп с лазерным автофокусом, который позволяет сфокусироваться на объекте всего за 0,3 секунды. Плюс ко всему это двухсимочник. Имеет 16 Гб встроенной памяти.

Автофокус - одно из самых полезных достижений современной фотографии. Большинство современных систем видеонаблюдения невозможно представить без автофокуса. Научиться контролировать эту технологию - вот один из важнейших навыков любого фотографа.

Что такое автофокус?

Для начала неплохо бы ответить на другой вопрос. Что такое фокус? В фотографии это понятие центральное, оно относится к изображению с высокой четкостью, самобытностью, какими-то мелкими деталями. Достижение точной фокусировки - вот к чему фотографы обычно стремятся.

Имея в руках камеру, как систему с совершенным зрением, мы видим объектом свое интереса - отображение с идеальной детализацией. Так же, как и при плохом зрении, при плохой фокусировке мир кажется размытым. К счастью, в отличие от наших глаз, фокус объектива можно отрегулировать так, чтобы получить желаемое четким, однако, это не просто и даже не всегда возможно. Тут на помощь приходит автофокус.

По сути своей автофокус - это любая технология, которая автоматически (без вмешательства фотографа) изменяет фокусное расстояние объектива. Эта функция может быть более точной, чем "глазной" контроль и ручная фокусировка, и может быть использована, чтобы улучшить фокусировку на движущихся объектов, которые наши глаза и рефлексы пытаются отслеживать изо всех сил.

Использование автофокуса

Большинство людей уже знакомы с автофокусом. Он существует почти на всех современных фотокамерах, от передовых форматов Hasselblads до обычных смартфонов., и почти всегда фокус настроен по умолчанию. Проще говоря, нет автофокуса - нет уверенности в том, что вы делаете.

Вам не кажется странным, что после покупки причудливой DSLR, автофокус кажется вам менее гибким, чем на телефоне? У смартфонов все просто, нажимаешь кнопку пальцем, получаешь миленькую картинку, и все, что попало в кадр, видно предельно ясно. Какой хороший трюк.

Это экран видоискателя камеры D3100, которая имеет 11-точечную систему автофокусировки. Более продвинуты камеры в настоящее время работают аж до 61-ой точки автофокуса.

Глядя на DSLR, думаешь, ну что за нервотрепка, ограничиваться числом точек в видоискателе! Не вдаваясь в лишние подробности, скажем так, зеркалки используют другой метод автофокусировки, нежели цифромыльницы и смартфоны, для которых не особенно нужно обрабатывать то, что видит объектив.

Это может показаться на первый взгляд недостатком, но такой режим автофокусировки - быстрее и точнее. В данной статье мы уделим особое внимание системе автофокуса на цифровых зеркальных камерах вместо смартфонов (кто хотел прочитать про айфон, забейте его в гугле).

Теперь, когда мы знаем, что мы полагаемся на неподвижные точки, пришло время узнать о двух ключевых проблемах. Как выбрать верный момент и что произойдет, если фокус не остановится на объекте, который нам нужен?

Автофокус vs. Ручная фокусировка

Во-первых, мы должны посмотреть, что за режим выбран в меню. Большинство режимов принадлежат к так называемым - "авторежимам-сценам", где настройки камеры меняются в зависимости от выбранного вами типа съемки. Естественно, эти режимы предполагают автофокусировку (есть, конечно, исключения, такие, как режим макро).

Например, у DSLR-камеры основной режим - это автофокус. Когда вы нажимаете на кнопку спуска затвора, вы как бы даете сигнал к выделению определенных точек на видеоискателе. Эти точки фокусировки - отражение того, как камера видит объект. Если это не то, что вы пытались снять - значит, вам не повезло.

Для того, чтобы самостоятельно управлять автофокусировкой на DSLR, нужно использовать один из "ручных" режимов (P, A/AV, S/Tv или M). В этих режимах точку фокусировки можно выбрать вручную. Точность фокусировки варьируется от модели к модели. Но обычно зеркалки в этом похожи. "Ручной" режим поможет вам, если вы хотите получить контроль над съемкой в полной мере.

Конечно, можно поступать и иначе, но большинство фотографов придерживаются этого метода. Чтобы сфокусироваться на предметах, находящихся в центре, вы должны быть внимательны. Это самый простой способ получить изображение в фокусе, достичь его можно за три шага.

Шаг 1.

Режим фокусировки - One Shot . Установите точку фокусировки в центр видоискателя. Средняя точка автофокуса совпадет с ней, и изображение выйдет гораздо четче.

Шаг 2.

Точка должна быть непосредственно на вашем объекте, нажмите кнопку затвора наполовину для, так называемой, предварительной фокусировки. Как только это будет сделано, AF LOCK вашей камеры будет четко "видеть", что вы хотите снять, какое фокусное расстояние до объекта, и запомнит это, даже если вы переместите камеру.

Шаг 3.

С фокусным расстоянием определились, теперь у вас полная свобода в кадре. Обычно неподвижные предметы довольно скучны для фото, но когда вы будете довольны композицией, нажмите кнопку спуска до конца.

Мы используем центральную кнопку на автофокусе, чтобы сфокусироваться на объекте в первый раз, потом, после AF фиксации, можно свободно творить. Это и называется предварительной фокусировкой.

Выбирайте точку фокусировки вручную.

Это большая редкость, чтобы точка фокуса была именно там, где вы пожелаете, даже с новыми 51-точечными системами. Так что, если у нас есть возможность изменять композицию после предварительной фокусировки, какой смысл в дополнительных точках?

Первая причина в том, что могут быть случаи, когда физически невозможно изменить композицию. В то время, как метод "сфокусируйся и твори" отлично подходит для большинства ситуаций, бывают случаи, когда нужно наиболее точное фокусирование, и никакое "на глаз" не может быть уместным.

В таких ситуациях, наличие гибкой системы автофокуса с множеством точек становится очень полезным.

Основная цель таких систем, однако, вовсе не экономия времени. Цель заключается скорее в том, чтобы дать фотографу возможность снимать движущиеся объекты. Особенно важно это для съемок дикой природы и спортивных фотографов, для них умение правильное использовать автофокус решает, как и для всех, кто снимает динамичные объекты.

Допустим, вы хотите сделать фотографию бегущего ребенка. К тому времени, как вы настроите фокус, ребенок уже давно убежит (забудьте о попытках сменить композицию после предварительной фокусировки в таком случае).

Даже с очень быстрым автофокусом современных систем, нет такого способа, чтобы сделать более одного кадра за раз без изменения фокусной парадигмы. Как можно использовать высокую скорость съемки, чтобы потом выбирать один из последовательных кадров?

Большинство DSLR-камер поддерживают в дополнение к вышеупомянутой функции одноразовой автофокусировки очень мощную функцию - непрерывный автофокус (AF-C в Nikon и AL Servo в Canon).

Как это работает вообще, что сразу после того, как система была сосредоточена на первом кадре, будет отслеживаться движение объекта, и более того - будет выбран автоматический фокус почти сразу!

Это будет продолжаться до тех пор, пока кнопка затвора нажата до половины и удерживается. Во время использования камера будет регулировать объектив для поддержания внимания к объекту, предсказывая, как объект будет использовать свою скорость.

Таким образом, можно сделать серию фотографий в быстрой последовательности, не беспокоясь о фокусе, и максимизировать вероятность сделать лучший кадр.

Совет, который для меня был самым важным, когда я учился снимать на автофокусе. Поскольку автофокус делается с помощью датчиков, которые определяют его, это работает хорошо только тогда, когда точка фокусировки находится с каким-то контрастом!

Например, когда я ставлю точку автофокусировки к краю объекта, акцент делается мгновенно и очень точно. Но если я пытаюсь направить его к середине объекта, где тон и цвет постоянны, датчик не может определить насколько резко видит это.

Подумайте об этом, датчик имеет в распоряжении только информацию, с помощью которой определяет фокус. Это как если бы вы, глядя через соломинку, пытались определись, идеальное у вас зрение или нет. Это возможно лишь тогда, когда вы видите края объектов, а не когда вокруг лишь белая стена.

Чтобы сделать повторно использовать выбранный ранее фокус, вы можете посмотреть, что было, когда я пытался сфокусироваться на двух различных точках напрямую. Левое изображение будет точнее, так как есть резкий контраст между флешкой и фоном. Правое - не будет столь точным, потому как контраст не такой сильный. (Вообще, камера не позволит вам сделать снимок, пока датчики не будут уверены в том, что фокус найден).

Большинство цифровых зеркальных камер имеют подсветку для AF, его можно включать в некоторых моделях. Это помогает сфокусироваться в темноте. Если все черное вокруг, камера сталкивается с той же проблемой, что и в совете №1, датчик понятия не имеет, что в фокусе, а что нет. Помните, однако, что нельзя включать этот режим в тех местах, где запрещена съемка со вспышкой.

Как может показаться, это решение большинства проблем, отдал деньги - получил простой способ улучшить автофокус. Быстрый - то есть имеющий максимальную диафрагму (меньшее диафрагменное число, например, f/1/.8), то есть объектив имеет большее отверстие.

Когда камера пытается автофокусироваться, она всегда максимально открывает диафрагму, чтобы впустить как можно больше света, в соответствии с настройками, конечно. Чем больше у объектива потенциал максимального раскрытия диафрагмы, тем легче будет осуществляться процесс автофокусировки.

В самом деле, при использовании зеркалок низкого уровня с небольшими отверстиями, как например, объективы f/5.6, обычно китовые, автофокус не будет работать ни в каких точках, кроме центра, даже камеры про-класса могут справиться лишь с объективами большого потенциала максимального раскрытия диафрагмы.

Уже несколько лет как смартфоны вытеснили фото-мыльницы в вопросах любительской съёмки! Такой исход предсказуем, мобильное устройство всегда при себе, а также обладает более компактным корпусом, который легко помещается в карман. На этой почве качество мобильных фотомодулей постоянно растет, а некоторые функции «старших братьев» получают мобильную адаптацию! Одна из таких возможностей - продвинутый режим с ручными настройками.

Ручной режим на смартфонах позволяет контролировать основные параметры: длительность выдержки, светочувствительность ISO матрицы, баланс белого и фокусное расстояние. Диапазон регулировки зависит от конкретной модели. Для примера использовался с Oxygen 4.1.6 (Android 7.1.1) на борту.

Полноценный мануальный режим в смартфонах впервые появился в моделях конца 2014 - начала 2015 года. В числе первых оказались: Sony Xperia Z3, Samsung Galaxy S6, LG G4. Говорить о более свежих смартфонах не приходится. Ручной режим в современном флагмане - не уникальная фишка, а часть стандартного оснащения.

Смартфоны среднего ценового сегмента также не стоят на месте. Презентованный в прошлом году ASUS Zenfone 3 относится к среднеценовому сегменту, но при этом получил хороший модуль Sony Exmor IMX298 в сочетании с продвинутым программным обеспечением. Со временем, всё большее число моделей в разных ценовых категориях будут получать подобные возможности.

Экспозиция

Стоит учитывать, что для достижения одинаково правильной экспозиции можно подобрать ни одно сочетание заданных параметров. Выбор конкретного набора в большей степени зависит от внешних условий. О том, как именно, дальше в статье.

Выдержка

Длительность выдержки измеряется в секундах, для современных цифровых камер типичное минимальное значение составляет 1/8000 секунды. Верхний предел определяют создатели программного обеспечения, в моём случае это 30 секунд. Казалось бы, чем короче выдержка, тем меньшее время тратится на создание кадра, а значит короткие значения более выгодны. Однако длительность выдержки прямо пропорционально количеству света, которое попадает на матрицу, следовательно, на короткой выдержке есть риск получения слишком темных, недоэкспонированных кадров. Также возможна обратная ситуация, результатом длиной выдержки может стать пересвеченный кадр, при сходных значениях диафрагмы и светочувствительности.

В первую очередь, стоит учитывать динамику движения объектов в кадре. Чем быстрее движется объект съёмки, тем меньшая выдержка требуется для получения резкой фотографии. Второй фактор: смартфон должен оставаться статичным во избежание получения смазанных фотографий. При значении выдержки больше чем 1/15 секунды рекомендуется фиксировать камеру, например с помощью трипода или штатива, иначе теряется чёткость кадра. Исключение - смартфоны с системой оптической стабилизации, с их помощью можно получать не смазанные кадры на более длинной выдержке с рук.

Второе значение выдержки - художественное. В зависимости от её длинны можно по-разному передавать движение объектов в кадре. Либо создавать фотографии с игрой света, например, узоры из световых линий.

Светочувствительность

Параметр определяющий яркость фотографии вне зависимости от количества света, который попадает на матрицу. Светочувствительность обозначается в ISO, чем выше значение, тем ярче готовый результат. В мире цифровой фотографии одинаковые значения на разных матрицах дают различающийся результат, поэтому стоит учитывать специфику каждого отдельного устройства.

Увеличением значения можно компенсировать короткую выдержку. Необходимо быть внимательным, высокие значения приводят к цифровому шуму, вплоть до полной порчи фотографии.

Фокусное расстояние

Последнее предложение - ключевое, ведь даже современным системам не всегда по зубам плохо освещенные сцены. Автофокус срабатывает непозволительно долго, либо вообще ошибается. В таких ситуациях выгодно воспользоваться ручными настройками. Также ручная фокусировка выгодна при съёмке одного и того же объекта с помощью штатива, чтобы избежать постоянной перефокусировки, а следовательно исключить ошибки и ускорить процесс.

Баланс белого

В подавляющем числе случаев автоматика срабатывает на отлично! Современные алгоритмы правильно отрабатывают однородный свет. Проблемы возникают, когда кадр освещен несколькими источниками с разной цветовой температурой. Типичный пример - солнечный свет из окна и люминесцентная лампа в комнате.

Зачем могут пригодиться ручные настройки?

Не стоит пренебрегать подобными продвинутыми возможностями камеры смартфона. Это далеко не бесполезная функция, с её помощью можно выжимать из мобильный камеры максимум! С описанными выше параметрами довольно легко разобраться, взять на вооружение и погрузиться в мир фотографирования. Не исключено, что простой смартфон - ваш билет в мир профессиональной фотографии с соответствующим оборудованием и знаниями!

Автофокус является устройством, встроенным в камеру мобильного телефона. Модуль автоматически наводит оптику объектива на нужную точку в кадре, определяя ее удаленность и местоположение. Технология автофокуса позволяет получить снимки лучшего качества с правильно отрегулированной резкостью и без применения дополнительных настроек.

Автофокус в мобильных телефонахАвтоматическая фокусировка является обязательной частью камеры большинства современных мобильных телефонов.

Данная функция является нужной, поскольку зачастую она является единственным способом настроить резкость снимка для получения кадра необходимого качества. И если в полноценных камерах часто существует возможность настроить фокусировку вручную, большая часть мобильных телефонов не имеет такой возможности, а потому улучшить качество снимка другими способами не получится.Использование автофокусаВ мобильных телефонах и смартфонах функция автоматической фокусировки активирована по умолчанию и используется при проведении любого снимка. Чтобы сделать фокусировку, достаточно нажать на функциональную клавишу аппарата для произведения снимка. Также многие телефоны фиксируют текущий кадр при нажатии на соответствующую область сенсорного экрана. Устройство автоматически определит объект, относительно которого необходимо настроить фокус, и произведет нужный снимок.Современные мобильные телефоны также поддерживают более полный режим автоматической фокусировки, который реализуется с использованием кнопки затвора камеры. Для произведения настройки пользователю требуется спустить клавишу приблизительно до половины. Это дает возможность камере произвести фокусировку, настройку резкости и яркости. После срабатывания автофокуса и получения соответствующего сигнала пользователь может дожать кнопку, чтобы сработал затвор. Аналогичным образом работает кнопка фокусировки на сенсорных экранах – пользователю необходимо нажать и удерживать пальцем клавишу до тех пор, пока камера не настроит фокус. Отпустив палец, пользователь произведет снимок, который будет сохранен в памяти устройства.НедостаткиТем не менее в технологии автофокуса существуют некоторые недостатки. Зачастую автоматическая фокусировка не может определить объект, относительно которого необходимо выполнять настройки резкости. Иногда камера не способна найти несколько объектов для фокусировки, что также понижает качество снимка. Тем не менее с выпуском каждого нового мобильного аппарата технология автоматической фокусировки совершенствуется и ее функционирование улучшается, что позволяет делать хорошие и качественные кадры. Также некоторые современные устройства оборудованы настройкой параметров ручного фокуса, что позволит решить данные проблемы при произведении некоторых снимков.

Как работает автофокус в смартфоне? Какой тип автофокуса работает лучше? Плюсы и минусы лазерного, фазового и контрастного АФ. Чем так хорош dual-pixel?

Как работает автофокус в смартфоне? На этот вопрос нет простого ответа. Нужно разобраться с каждой разновидностью автофокуса, изучить особенности конкретной технологии фокусировки. Только после этого можно делать хоть какие-то выводы. Поэтому сейчас мы поговорим и о разновидностях технологий автоматической фокусировки, и о достоинствах и недостатках каждой из них.

Что такое фокус и автофокус камеры

Тут все просто: линза объектива преломляет лучи и собирает весь свет в одной точке – фокусе. И если в этой точке находится сенсор матрицы, то кадр получается более детализированным и качественным. Естественно этим физическим явлением пользуются все фотографы. Они помещают «в фокус» какую-либо часть кадра, настраивают объектив вручную и акцентируют внимание зрителя на переднем или заднем плане, главном объекте или второстепенной детали. Остальная часть картинки окажется размытой.

Ну а начинающие фотографы могут воспользоваться системой автоматической фокусировки, когда автоматика захватывает «в фокус» один или несколько объектов в кадре, управляя и объективом, и матрицей. И эти объекты (или объект) получаются максимально резкими и детализированными. И никакого мастерства и чувства кадра здесь уже не нужно.

Вероятно, именно поэтому цифровая фотография стала более популярной, чем пленочно-бумажная версия искусства. Ведь автофокус в камере телефона или дешевого фотоаппарата позволяет сделать детальный снимок без лишних усилий. Весь процесс сводится к простому правилу: «наводи и щелкай».

Разновидности автофокусов и базовые принципы их работы

Линза камеры фокусирует лучи, отраженные от предмета, расположенного в пространстве перед объективом. При наведении фокуса камера ориентируется на расстояние до объекта и на интенсивность свечения, исходящего от него. На сегодня существует две разновидности режимов автоматической фокусировки:

1. Активный вариант – он базируется на измерении расстояния с помощью локатора-дальномера.
2. Пассивный вариант – он работает со световым пучком, замеряя его интенсивность.

Первый (активный) режим использует лазерное инфракрасное или ультразвуковое излучение с известной скоростью распространения волны в воздухе. Модуль-излучатель испускает направленный поток, который отражается от объекта и улавливается модулем приемником через некоторый промежуток времени. Далее вычислитель автофокуса умножает это время на известную скорость распространения волны и делит результат на два, получая точное значение расстояния. Направив излучатель на нужную область, пользователь получает оптимальную фокусировку, ориентируя внимание зрителя именно на этот участок фотографии.

Второй (пассивный) режим устроен несколько иначе. Он использует особые датчики (фотодиоды), измеряющие интенсивность свечения и специальный процессор, который определяет фокус по величине этого параметра. На практике это выглядит вот так: датчики фиксируют интенсивность свечения, далее процессор сдвигает фокус, после этого происходит повторный замер интенсивности, если плотность потока увеличилась, то фокусировка считается приемлемой. Если нет – происходит повторное смещение фокуса. И так до обнаружения максимальной интенсивности. В матрицах серьезных камер присутствует до 40-60 фотодиодов.

На основе этих принципов работают самые известные системы фокусировки: фазовая, лазерная, контрастная и dual-pixel. И далее по тексту мы каждый вариант, оценив попутно их базовые достоинства и недостатки.

Достоинства и недостатки лазерного автофокуса

В этом случае в модель камеры телефона встраивают лазерный излучатель и приемник. Первый генерирует узконаправленный луч, второй принимает отраженный сигнал. В итоге скорость наведения фокуса сокращается до тысячных долей секунды. Обычно речь идет о 250-300 миллисекундах, поскольку лазер распространяется со скоростью света.

Основное достоинство лазерного фокуса – высокая скорость реакции модуля, а основной недостаток – частые сбои. Узконаправленный лазерный излучатель иногда «стреляет» мимо цели, а отраженный сигнал легко теряется, особенно на открытых пространствах. Поэтому лазерный автофокус в камере смартфона в большинстве случаев работает в паре с фазовым или контрастным вариантом наведения.

Особенности фазовой фокусировки

Технология основана на дроблении луча, проходящего сквозь объектив на два потока. Это делается для того, чтобы замерить расстояние между потоками, проходящими сквозь противоположные края объектива. Если это расстояние укладывается в определенные величины, заданные в массиве данных, картинка считается сфокусированной. Для фиксации расстояния используются особые датчики, реагирующие на свет. Их сигналы обрабатываются процессором, который сравнивает считанные параметры с базовым массивом данных и дает сигнал сдвинуть фокус в нужную сторону.

Основное достоинство технологии – готовность поймать в фокус движущийся объект. Кроме того, этот вариант работает быстрее контрастного автофокуса. А еще эту систему можно использовать для подсчета такого параметра, как глубина резкости.

Главный минус фазовой технологии – сложная реализация. Система призм, зеркал, линз требует сверхточной физической юстировки и не менее скрупулезной программной настройки. Кроме того, точность такого фокуса зависит от светосилы объектива, а у мобильных телефонов с этим параметром бывают большие проблемы.

Плюсы и минусы контрастного фокуса

Технология не меняет ни матрицу, ни оптическую систему камеры смартфона. В качестве датчика тут используют либо весь фотосенсор, либо его часть. Процессор считывает текущую гистограмму с сенсора и оценивает контрастность кадра. А потом объективу дается команда сместить фокус, после чего происходит новое считывание гистограммы с переоценкой контрастности. И весь цикл повторяется до достижения максимального уровня контрастности в выбранной области кадра, на которую наводится фокус.

Главное достоинство технологии – это сочетание простоты реализации, дешевизны конструкции и компактных размеров. Такими автофокусами пользуются все производители бюджетных смартфонов.

Ключевой недостаток данного варианта – очень медленная скорость работы. Иногда процессор уходит в режим вечной «охоты за фокусом», которая кончается потерей редкого кадра.

Технология Dual Pixel

Такая технология фокусировки используется в дорогих зеркальных камерах. В мобильных устройствах ее пока применяют лишь во флагманских моделях Samsung, намеренно занижая разрешение фотографической матрицы с одновременным увеличением ее физических габаритов.

На эти ухищрения идет из-за желания привязать к каждому пикселю фотографического сенсора индивидуальный датчик, реагирующий на интенсивность свечения. Потом сигналы от датчиков обрабатывают и по фазовому и по контрастному алгоритму фокусировки, добиваясь не только идеально резкого, но и максимально контрастного изображения.

Если в случае с классическим фазовым фокусом на долю датчиков приходится не более 10% от общего числа пикселей в камере, то в случае с Dual Pixel они делятся в пропорции 50/50. Проще говоря, каждый пиксель является светочувствительным элементом и датчиком одновременно. Данная технология обеспечивает более точную и быструю фокусировку.

Из недостатков Dual Pixel следует отметить очень сложную реализацию подобных решений. Такими фокусами оснащают только флагманские устройства, например, аппараты из S-серии компании Самсунг (от седьмой модели и выше). Нечто подобное есть в последних iPhone (от шестой модели и выше), но у Apple эта технология фокусировки называется Focus pixels, и она ближе к обычному фазовому автофокусу, чем к Dual Pixel.