Khi nói đến công nghệ DSLR, có vẻ như có một chút nhầm lẫn về cách tự động lấy nét lấy nét giai đoạn hoạt động. Trong khi đối với hầu hết mọi người, đây có thể không phải là một chủ đề quan tâm lớn, nếu bạn tự hỏi làm thế nào và tại sao một máy ảnh có thể có vấn đề lấy nét tự động, bài viết này sẽ làm sáng tỏ những gì xảy ra bên trong máy ảnh về tự động lấy nét khi chụp ảnh . Có rất nhiều phản hồi tiêu cực về các vấn đề lấy nét tự động trên các công cụ tốt như Canon 5D Mark III, Nikon D800 , Pentax K-5và các máy ảnh SLR kỹ thuật số khác và dường như hầu hết các nhiếp ảnh gia dường như không hiểu rằng vấn đề cơ bản không nhất thiết với một kiểu máy ảnh cụ thể hoặc loại máy ảnh cụ thể. Nếu bạn tìm kiếm trên Internet, bạn sẽ tìm thấy hàng ngàn báo cáo lấy nét tự động trên tất cả các loại DSLR có niên đại từ 10 năm trở lên. Do đó, sự tập trung trước và các vấn đề tiêu điểm trở lại mà chúng ta thấy trong các máy ảnh hiện đại không phải là bất kỳ điều gì mới – chúng đã ở đó kể từ khi chiếc DSLR đầu tiên có cảm biến phát hiện pha được tạo ra.
1. Cách máy ảnh DSLR hoạt động
Để hiểu vấn đề này chi tiết hơn, điều quan trọng là phải biết cách máy ảnh DSLR hoạt động trước tiên. Các hình minh họa DSLR điển hình chỉ hiển thị một tấm gương phản xạ được đặt ở góc 45 độ. Những gì họ không hiển thị, là có một gương phụ phía sau gương phản xạ phản ánh một phần của ánh sáng thành một giai đoạn phát hiện cảm biến. Hãy xem minh họa đơn giản dưới đây mà tôi đã tạo từ một hình ảnh mẫu Nikon D800:
Dưới đây là mô tả của từng số được hiển thị trong hình minh họa ở trên:
- Tia sáng
- Gương chính / phản xạ
- Gương phụ, còn được gọi là “Gương phụ”
- Camera Shutter và cảm biến hình ảnh
- Pin lệch tâm (1.5mm hex) để điều chỉnh Gương chính
- Pin lệch tâm (1.5mm hex) để điều chỉnh Gương phụ
- Cảm biến phát hiện pha (cảm biến AF)
- Pentaprism
- Kính ngắm
Chúng ta hãy nhìn vào những gì xảy ra bên trong máy ảnh khi chụp ảnh. Các tia sáng đi vào ống kính (1) và đưa nó vào trong máy ảnh. Gương chính một phần trong suốt (2) được đặt ở góc 45 độ, do đó nó phản chiếu phần lớn ánh sáng theo chiều dọc vào lăng kính năm (8). Các pentaprism kỳ diệu chuyển đổi ánh sáng thẳng đứng trở lại theo chiều ngang và reverts nó, để bạn thấy chính xác những gì bạn nhận được khi bạn nhìn qua kính ngắm (9). Một phần nhỏ ánh sáng chiếu qua gương chính và được phản xạ bởi gương phụ (3) cũng được nghiêng ở góc (54 độ trên nhiều máy ảnh Nikon hiện đại, như minh họa ở trên). Tiếp theo, ánh sáng đạt đến cảm biến phát hiện pha / AF (7), chuyển hướng nó đến một nhóm các cảm biến (hai cảm biến trên mỗi điểm AF).
Trong khi quy trình trên trông có vẻ đơn giản hơn hoặc ít phức tạp hơn, thì có một vấn đề lớn với cách tiếp cận này. Cảm biến phát hiện pha là cảm biến chỉ thị ống kính điều chỉnh thích hợp, trong khi hình ảnh được chụp bởi một thiết bị hoàn toàn khác – cảm biến ở mặt sau của máy ảnh. Tại sao điều này là một vấn đề? Hãy nhớ rằng, khi bạn chụp ảnh, cả gương chính và gương phụ sẽ lật lên, cửa trập được mở ra và ánh sáng từ ống kính trực tiếp chạm vào cảm biến máy ảnh (4). Để lấy nét tự động lấy nét pha hoạt động chính xác, khoảng cách giữa giá đỡ ống kính và cảm biến máy ảnh, cũng như khoảng cách giữa giá đỡ ống kính và cảm biến phát hiện pha phải giống nhau. Nếu thậm chí có độ lệch nhỏ, tự động lấy nét sẽ không chính xác. Trên hết, nếu góc của gương phụ không chính xác là gì, nó cũng sẽ dẫn đến các vấn đề lấy nét tự động.
2. Cách phát hiện cảm biến pha hoạt động
Như tôi đã nói ở trên, hệ thống phát hiện pha hoạt động tương tự như máy ảnh rangefinder. Ánh sáng bị bật ra khỏi gương phụ được nhận bởi hai hoặc nhiều cảm biến hình ảnh nhỏ (tùy thuộc vào số điểm lấy nét mà hệ thống AF có) với microlenses phía trên chúng. Đối với mỗi điểm lấy nét bạn nhìn thấy trong khung ngắm, có hai cảm biến nhỏ cho sự khác biệt pha – một cho mỗi bên của ống kính, như minh họa trên đầu trang (7) (minh họa quá mức hành vi này bằng cách hiển thị hai chùm ánh sáng riêng biệt tiếp cận hai cảm biến riêng biệt. Trên thực tế, có nhiều cảm biến hơn hai thiết bị phát hiện pha hiện đại và các cảm biến này được đặt rất gần nhau). Khi ánh sáng chạm tới hai cảm biến này, nếu một vật thể đang lấy nét, các tia sáng từ các mặt cực của thấu kính hội tụ ngay tại trung tâm của mỗi cảm biến (giống như chúng trên cảm biến hình ảnh). Cả hai cảm biến sẽ có hình ảnh giống nhau trên chúng, chỉ ra rằng đối tượng thực sự là tập trung hoàn hảo. Nếu một đối tượng không tập trung, ánh sáng sẽ không còn hội tụ nữa và nó sẽ chạm vào các mặt khác nhau của cảm biến, như được minh họa dưới đây (hình ảnh được cung cấp bởi Wikipedia):
Hình 1 đến 4 thể hiện các điều kiện mà ống kính được lấy nét (1) quá gần, (2) chính xác, (3) quá xa và (4) cách quá xa. Nó có thể được nhìn thấy từ các đồ thị rằng sự khác biệt giai đoạn giữa hai cấu hình có thể được sử dụng để xác định không chỉ theo hướng nào, nhưng có bao nhiêu thay đổi tiêu điểm để đạt được sự tập trung tối ưu. Lưu ý rằng trên thực tế, ống kính di chuyển thay vì cảm biến.
Kể từ khi hệ thống phát hiện giai đoạn biết nếu một đối tượng được tập trung phía trước hoặc trở lại tập trung, nó có thể gửi hướng dẫn chính xác cho ống kính máy ảnh trên đó cách để chuyển trọng tâm của nó và bao nhiêu. Dưới đây là những gì xảy ra khi máy ảnh lấy nét tập trung vào chủ thể (thao tác AF vòng kín):
- Ánh sáng truyền qua các mặt cực của ống kính được đánh giá bằng hai cảm biến hình ảnh
- Dựa trên cách ánh sáng tiếp cận với các cảm biến hình ảnh, hệ thống AF có thể xác định xem một đối tượng ở phía trước hay sau được tập trung và bao nhiêu
- Hệ thống AF sau đó hướng dẫn ống kính điều chỉnh tiêu cự của nó
- Ở trên được lặp đi lặp lại nhiều lần khi cần thiết cho đến khi đạt được sự tập trung hoàn hảo. Nếu lấy nét không thể đạt được, ống kính đặt lại và bắt đầu phản hồi lấy nét, dẫn đến tiêu điểm là “săn”
- Khi đạt được tiêu điểm hoàn hảo, hệ thống AF sẽ gửi xác nhận rằng đối tượng đang được lấy nét (một chấm màu xanh lục bên trong kính ngắm, tiếng bíp, v.v …)
Tất cả điều này xảy ra trong một khoảng thời gian, đó là lý do tại sao hệ thống phát hiện pha nhanh hơn nhiều so với hệ thống phát hiện tương phản (thay đổi lấy nét qua lại cho đến khi lấy nét, với nhiều phân tích dữ liệu hình ảnh xảy ra ở mức cảm biến hình ảnh).
Hệ thống phát hiện pha / AF là một hệ thống rất phức tạp, có thể thấy được sự cải thiện khá nhiều mỗi khi một dòng máy ảnh cao cấp được làm mới. Trong những năm qua, số lượng các điểm lấy nét tự động đã tăng lên, cũng như số lượng các điểm lấy nét tự động chéo đáng tin cậy hơn. Ví dụ, Canon 1D X và Canon 5D Mark III có 61 điểm tập trung, 41 trong số đó là loại ngang. Hãy xem ma trận phức tạp này của cảm biến lấy nét tự động trên máy ảnh:
Không chỉ có số điểm AF tăng lên mà còn là độ tin cậy của chúng. Hầu hết các máy ảnh chuyên nghiệp hiện đại đều có hệ thống lấy nét tự động cực kỳ nhanh và có khả năng cấu hình cao, có thể liên tục theo dõi đối tượng và lấy nét.
3. Các vấn đề lấy nét tự động DSLR
Như bạn có thể thấy ở trên, hệ thống lấy nét tự động là giai đoạn rất phức tạp và đòi hỏi độ chính xác cao để có được kết quả chính xác. Quan trọng nhất, hệ thống phát hiện pha / AF phải được cài đặt và căn chỉnh đúng cách trong quá trình sản xuất. Nếu thậm chí có một độ lệch nhỏ, điều này xảy ra khá nhiều trong sản xuất, tự động lấy nét sẽ bị tắt. Đây là lý do chính tại sao giai đoạn phát hiện đã được nguồn gốc của các vấn đề khá nhiều kể từ khi DSLR đầu tiên với một cảm biến phát hiện giai đoạn đi ra. Hiểu được những sai lệch này, tất cả các nhà sản xuất DSLR đã phát triển một hệ thống hiệu chuẩn chính xác cao để tính đến điều này và cho phép hiệu chỉnh máy ảnh riêng lẻ trong quá trình kiểm tra và đảm bảo chất lượng (QA). Nếu phát hiện thấy một giai đoạn phát hiện sự cố liên kết cảm biến, hệ thống thực hiện kiểm tra máy tính tự động đi qua từng điểm lấy nét và điều chỉnh thủ công trong máy ảnh. Các điểm bị tắt được hiệu chuẩn lại và điều chỉnh lại, sau đó các giá trị bù trừ được ghi vào phần mềm máy ảnh. Hãy nghĩ đây là một quá trình tương tự như AF Fine Tune / AF Micro Điều chỉnh xảy ra ở cấp phát hiện pha, ngoại trừ nó được thực hiện riêng cho từng điểm AF lấy nét.