Alternativ til fase-detekterende og kontrastbasert autofokus?

[knutinh]

Rask og stabil autofokus framholdes som et av de store argumentene for SLR kontra EVIL.

 

Er metodene for autofokus nevnt i overskriften virkelig de eneste teknikkene? Hva med avstandsmåling basert på sonar/radar? 2.5D depth-sensing IR-kamera? Avstandsestimering vha en sekundær (lavkvalitet) bilde-sensor sammenstilt med primær-sensoren?

 

Kundene vil ha høy kvalitet, lav vekt og lav pris. Hvis det primært er autofokusen som hindrer kvinnen i gata fra å få tilgang til "5Dmk2"-kvalitet, finnes det ikke noen spennende, praktiske, økonomiske teknikker for å gi henne autofokus (også ved filming i HD), sammen med et godt, kompakt fast-objektiv?

 

-k

[Trondster]

Rammesøker?

[tomsi42]

Polaroid har jo hatt AF mekanismer basert på sonar (ultralyd). Mon hvor praktisk det var, kan nok diskuteres.

[Bolson]

Så vidt jeg vet - dog uten at jeg klarer å finne fram til kildene, er avstandsmåling basert på de teknologiske prinsippene bak radar utprøvd. Polaroid Spectra og SX-70 hadde avstandmåling basert på refleksjon av lydbølger. Fungerte faktisk brukbart. Det er også en relativt dyr teknologi i denne sammenhengen. IR-bilde forteller vel lite om avstand, men IR-triangulering er brukt i Nikon 35TiQD, Nikon 28TiQD, Canon AF35M, Contax T2 og T3.

 

Men generelt har ikke aktive fokussystemer vært en suksess - de har for mange svakheter - blant annet at de ikke fungerer gjennom glass - samt unøyaktige fokuspunkt.

 

Fuji har jo akkurat lansert en hybridsensor med PDAF i selve bildebrikken. Foreløpig bare i bruk i små CCD sensorer. Men med den oppløsningen man etterhvert begynner å få til på FF, FT/mFT og crop sensorer - burde det være fullt mulig å bruke ca 5 - 10 % av sensorpunktene til PDAF - så vidt jeg har forstått vil det holde. Hybridsensorer vil også kunne være rimelige - i og med at prinsippet faktisk bare går ut på å maskere henholdsvis høyre/venstre del av de pikslene som brukes.

 

PDAF er jo egentlig en sekundær bildesensor - som kan ha betydelig lavere oppløsning. I de første kameraene med PDAF var det vel bare noen 100 sensorpunkt som ble brukt. PDAF bruker jo så vidt jeg vet også en form for 3D, nemlig to bilder som har litt avstand og som blir sammenlignet (venstre/høyre). Og så vidt jeg vet er PDAF eneste systemet som kan estimere avstand relativt nøyaktig - jf 3D prinsippene.

 

Sony sin innfallsvinkel i A33/A55 er også interessant tross noen svakheter. Om speilet sender opp, ned eller til siden spiller ingen rolle. I realiteten bør denne metoden kunne tilpasses alle kamera - også kompakt.

 

Men jeg tror uansett ikke at kvalitet ala 5D mkII ikke vil bli tilgjengelig for "kvinnen i gata" i nær fremtid. Her er det langt flere elementer enn autofokus som slår inn. Dog har 550D nær den samme kvaliteten og hadde ikke Sony dummet seg ut på valg av formater etc på A33/A55 hadde dette vært nær 5D mkII med rask fokus. Men vi snakker uansett 6 000 kr og oppover.

Endret 15. september 2010 av Bolson

[knutinh]

Nå kommer det jo stereoskopiske "3d-kamera" med to objektiver og to sensorer. Er det noen av disse som benytter denne ekstra informsjonen til å fokusere?

IR-bilde forteller vel lite om avstand

Jeg tenkte på aktiv IR "flash" og separat IR-sensor som timer ganglengden.

http://en.wikipedia.org/wiki/ZCam

Men jeg tror uansett ikke at kvalitet ala 5D mkII ikke vil bli tilgjengelig for "kvinnen i gata" i nær fremtid. Her er det langt flere elementer enn autofokus som slår inn. Dog har 550D nær den samme kvaliteten og hadde ikke Sony dummet seg ut på valg av formater etc på A33/A55 hadde dette vært nær 5D mkII med rask fokus. Men vi snakker uansett 6 000 kr og oppover.

5Dmk2 var vel litt satt på spissen fra min side. Stor sensor koster uansett, og trengs vel. Poenget var at alle utenom entusiastene vil ha smått og kompakt og HD-video, men samtidig best mulig kvalitet. Mannen i gata vil vel neppe ha 10bps i full oppløsning eller fancy søker, men god bildekvalitet, god automatikk. 6000,- er ikke "mye" penger.

 

All empiri tilsier vel ellers at mannen i gata prioriterer stor tele/mye zoom foran bildekvalitet. Med utskiftbar optikk har man i det minste muligheten til å kjøpe et rimelig fast-objektiv.

 

-k

[Anew]

Jeg er rimelig sikker på at mitt Canon-videokamera på '80-tallet hadde en aktiv autofokus basert på IR, og i autofokusens barndom fantes det jo objektiver med innebygget aktiv AF-sensor:

(ikke så lenge siden en av disse lå ute for salg på foto.no med F-fatning)

 

Hovedproblemet med aktive AF-sensorer er hovedsaklig kort rekkevidde. Dette er stort sett ikke et problem på vidvinkel, men for et teleobjektiv vil dette være et stort problem.

[Bolson]

@knutinh:

 

Som jeg nevner ved eksempler på kamera og som Anew viser andre eksempel på har IR vært brukt i en lang rekke kameraer. Og de fokuserte særdeles dårlig på alt over en viss lengde, i tillegg var det nesten umulig å fokusere gjennom vinduer (andre ulemper fantes også, som i realiteten bare et fokuspunkt). De fleste kamera med IR ble lansert på slutten av 70-tallet og utover 80-tallet. En beskrivelse av Canon AF35M.

 

PDAF bruker som jeg nevnte egentlig 3D prinsipper, dvs høyre og venstre bilde (eller oppe og nede). Denne siden fra Stanford University viser prinsippet på en god måte. Og reelt sett bruker de også to sensorer - men de er ofte lagt på samme brikke.

 

Og å ha fokussystemer som ikke fokuserer gjennom selve optikken er knapt noen fordel, heller vil ikke flere linser gjøre ting rimeligere. PDAF er så vidt jeg ser teknisk overlegent alle andre systemer fremdeles og har trolig utviklingspotensialer.

 

Tror nok flertallet mener 6 000 kr faktisk er i meste laget for et kamera.

Endret 16. september 2010 av Bolson

[arnold_layne]

Den opplagte veien videre er for meg Fuji sin løsning. Jeg er ikke noen sensorekspert, men ville det være mulig å tenke seg at man brukte informasjon fra noen av pikslene til både PDAF og som informasjon til selve bildefilen?

[Sutekh]

Den opplagte veien videre er for meg Fuji sin løsning. Jeg er ikke noen sensorekspert, men ville det være mulig å tenke seg at man brukte informasjon fra noen av pikslene til både PDAF og som informasjon til selve bildefilen?

AF-pikslene på Fuji-sensorene har vel den ulempen at de får redusert lysmengde. I så fall må man forsterke opp signalet fra akkurat de pikslene.

 

Det er sikkert ikke noe problem at de bidrar til det endelige bildet, men det kan sikkert gi synlige effekter hvis man pixelpeeper.

 

Er for øvrig ikke helt sikker på om AF-pikslene har fargefilter eller ikke. Vanlige PDAF-sensorer er monokrome (det er derfor Nikon må koble målinger fra AF-sensoren og lysmåleren for å få 3D-tracking).

[arnold_layne]

Er for øvrig ikke helt sikker på om AF-pikslene har fargefilter eller ikke. Vanlige PDAF-sensorer er monokrome (det er derfor Nikon må koble målinger fra AF-sensoren og lysmåleren for å få 3D-tracking).

Ah, det tenkte jeg ikke på. Da høres det ut som det er vanskelig å unngå å kaste bort litt av informasjonen. Men jeg tviler vel på at dette tapet blir særlig signifikant når man sammenligner med all informasjonen fargefiltrene kaster bort i utgangspunktet.

[Bolson]

Fuji sitt system er forklart nærmere av dpreview. Også en brukbar forklaring på PDAF og hvorfor den er overlegen CDAF.

 

Og Fuji bruker vanlige sensorpunktet - bare at halvparten er masket. Sensorpunktene sitter i par, motsatt masket. Men de kan godt være monokrome - dvs at alle AF sensorene leser f.eks samme farge. Informasjonen er heller ikke bortkastet - den kan fint brukes som tilleggsdata for bilde. De mottar 50 % av lyset til en vanlig piksel.

 

Fuji sin teknologi blir særlig interessant når oppløsningen etterhvert blir svært høy. På et kamera med 20 Mpix kan man gjerne bruke en del piksler til dette uten nødvendigvis å tape mye kvalitet (om noen). Men nå gjør nok mikrolinsene i tradisjonell PDAF løsningen mer nøyaktig.

 

Man mener at man med løsningen kan komme ned i fokustider på 0,15 sekund.

[Sutekh]

I følge figuren nederst på dpreview-siden, så virker det som om de har fargefilter i hvert fall.

 

Det står for øvrig om AF-pikslene: 'sometimes they are used to compose image data and sometimes not, depending on the situation.' Så det svarer vel (litt vagt) på det spørsmålet.

 

Men man skulle jo tro det var mulig å kombinere Fuji-stil CDAF med et RGBW-fargefilter, hvor man brukte noen av de "hvite" cellene til autofokusen. Det ville også bedre AF-ytelsen i svakt lys.

[se#]

Skulle til å skrive et omfattende svar, men Bolsons innlegg (post #4) er en meget bra oppsummering. Av og til lønner det seg faktisk å lese innleggene før man skriver.

[knutinh]

@knutinh:

 

Som jeg nevner ved eksempler på kamera og som Anew viser andre eksempel på har IR vært brukt i en lang rekke kameraer. Og de fokuserte særdeles dårlig på alt over en viss lengde, i tillegg var det nesten umulig å fokusere gjennom vinduer (andre ulemper fantes også, som i realiteten bare et fokuspunkt). De fleste kamera med IR ble lansert på slutten av 70-tallet og utover 80-tallet. En beskrivelse av Canon AF35M.

...

Og å ha fokussystemer som ikke fokuserer gjennom selve optikken er knapt noen fordel, heller vil ikke flere linser gjøre ting rimeligere. PDAF er så vidt jeg ser teknisk overlegent alle andre systemer fremdeles og har trolig utviklingspotensialer.

...

Teknologien jeg henviste til (som nå vel blir innlemmet i xbox360) benytter IR men er i stand til å gi et QVGA dybdemap, dvs 320x240 "fokuspunkter" hvor dybden blir estimert, og dette gjennom samme objektiv som det vanlige kameraet.

 

Den har visst en "dybdezoom", dvs at man må velge hvilken avstandsrange den skal estimere.

 

http://en.wikipedia.org/wiki/ZCam

The ZCam webcam had a 60-degree field of view,[16] a frame rate of 60 Hz,[4] a 1.3 megapixel full color video resolution,[4] and an 8-bit[17] Quarter VGA[14] ranging resolution (320x240 pixels with 256 depth levels per pixel). Precision was fine as 1-2 centimeters, with a practical ranging limit of 0.5–2.5 meters distance.

2.5 meter er lite men det kunne kanskje utvides dersom det var et mål? Halvleder-teknologien har vel utviklet seg noe siden 70/80-tallet?

 

-k

[knutinh]

Denne siden fra Stanford University viser prinsippet på en god måte. Og reelt sett bruker de også to sensorer - men de er ofte lagt på samme brikke.

Takk for en veldig god link!

 

-k

[Bolson]

@knutinh:

 

Det er i hovedsak akkurat samme prinsipp som ble brukt på 80-tallet. Problemet ved IR er ikke halvlederteknologi - men egenskapene til bølgelengdene ved infrarødt lys. De når ikke særlig langt, stoppes altfor lett. Hvorfor tror du at man innen landmåling bruker laser og fasedetektorer, og ikke IR.

 

Til bruken som tenkes i Xbox egner de seg nok helt utmerket.

 

Bare hyggelig at linken falt i smak. Dog er jeg ingen stor ekspert - men synes det alltid er moro å forstå hvordan ting virker.

 

Kan ellers si at de to Fujikameraene som har hybrid AF koster fra 2 000 - 3 000 kr.

Endret 16. september 2010 av Bolson

[Roskov]

Laser avstandsmåler?

funker fett på centimeteren i nøyaktighet fra snekkerbruk og til å skyte tanks, så burde jo funke knall på alt fra macro til havørn også.. :-)

[Trondster]

Laser avstandsmåler?

funker fett på centimeteren i nøyaktighet fra snekkerbruk og til å skyte tanks, så burde jo funke knall på alt fra macro til havørn også.. :-)

Litt farlig til portretter og naturbilder..

 

-Hvorfor er det så mange blinde og svaksynte ørner her?

-Naturfotografen brukte lasermåler.

-Hvorfor skjer det ikke lenger?

-Han prøvde også å fotografere fly. Ved en militærbase.

[Bolson]

Og så kan man legge til at kameraene mest sannsynlig ville blitt ulovlig å selge.

[knutinh]

Og så kan man legge til at kameraene mest sannsynlig ville blitt ulovlig å selge.

Det finnes da laser-utstyr som kan brukes ganske fritt.

 

Det er vel bare et spørsmål om bølgelengde og effekt.

 

-k