در هنگام فوکوس در حالت Live View و همچنین در طول زمان های فیلمبرداری با دوربین های Canon  ، فناوری Dual Pixel CMOS کانن یکی از موثرترین روش‌های موجود برای دستیابی به فوکوس دقیق و پایدار است. این ویژگی هم برای سوژه‌های ثابت و هم برای سوژه‌های در حال حرکت کاربرد دارد.

اما چه چیزی Dual Pixel CMOS AF (که گاهی به‌اختصار DPAF نامیده می‌شود) را از سیستم‌های فوکوس قبلی کانن و همچنین بسیاری از سیستم‌های رقیب متمایز می‌کند؟ در این مقاله به بررسی این فناوری می‌پردازیم.

مفهوم فوکوس خودکار مبتنی بر تشخیص فاز

اولین نکته مهم این است که این فناوری از مفهوم تشخیص فاز (Phase Detection) برای تعیین فوکوس استفاده می‌کند. این بدان معناست که سیستم، چندین پرتو نور را مقایسه کرده و نه تنها وضوح یا عدم وضوح تصویر را تشخیص می‌دهد، بلکه دو عامل مهم دیگر را نیز مشخص می‌کند:

1. تشخیص جهت حرکت لنز برای رسیدن به فوکوس دقیق
2. تشخیص مقدار جابه‌جایی لنز برای رسیدن به فوکوس صحیح

بسیاری از سیستم‌های فوکوس خودکار در دوربین‌های قدیمی‌تر و حتی در برخی از دوربین‌های بدون آینه رقبا (تا آوریل 2018) از ترکیب این روش با فوکوس مبتنی بر کنتراست (Contrast AF) یا صرفاً از سیستم کنتراست استفاده می‌کنند.

تفاوت فوکوس تشخیص فاز و فوکوس کنتراست

در روش فوکوس مبتنی بر کنتراست، سیستم نمی‌تواند از ابتدا جهت حرکت لنز برای رسیدن به فوکوس دقیق را تعیین کند و همچنین نمی‌تواند دقیقاً پیش‌بینی کند چه زمانی فوکوس متوقف شود. در این روش، سیستم به میزان کنتراست میان پیکسل‌های مجاور روی حسگر تصویر نگاه می‌کند و هنگامی که بیشترین کنتراست حاصل شد، نقطه فوکوس را تعیین می‌کند.

اما برای رسیدن به این نقطه، سیستم معمولاً مجبور است لنز را به جلو و عقب حرکت دهد تا نقطه حداکثر وضوح را پیدا کند. این فرآیند ممکن است چندین بار تکرار شود، که باعث کند شدن فوکوس و در برخی موارد ایجاد تأخیر و لرزش در تصویر ویدیو می‌شود.

برتری Dual Pixel CMOS AF

فناوری Dual Pixel CMOS AF کانن، برخلاف روش‌های سنتی، کاملاً بر پایه تشخیص فاز عمل می‌کند. این یعنی دو مزیت اصلی همیشه در هنگام استفاده از فوکوس خودکار در دوربین‌های DSLR و بدون آینه کانن که از این فناوری بهره می‌برند، وجود دارد:

فوکوس سریع و دقیق بدون نیاز به جابه‌جایی‌های متعدد لنز

 توقف دقیق در نقطه فوکوس بدون حرکت اضافی و جستجوی بی‌مورد

این فناوری باعث شده است که کانن در زمینه فوکوس خودکار در حالت Live View و فیلم‌برداری نسبت به بسیاری از رقبا عملکرد بهتری داشته باشد.

فوکوسی که کل حسگر تصویر را پوشش می‌دهد – نه فقط تعداد محدودی از "نقاط فوکوس"

در ادامه توضیح خواهیم داد که چگونه اطلاعات هر پیکسل به دو بخش تقسیم می‌شود. اما نکته مهمی که در ابتدا باید در مورد Dual Pixel CMOS AF کانن بدانید این است که، برخلاف سیستم‌های رقیب (تا آوریل 2018)، هر پیکسل روی حسگر تصویر می‌تواند برای تشخیص فوکوس استفاده شود.

در این تصویر مفهومی که توسط مهندسان کانن ارائه شده، هر "بلوک" نشان‌دهنده یک پیکسل است و نیمه‌های آبی و قرمز هر پیکسل، نشان‌دهنده دو ناحیه حساس به نور در هر پیکسل هستند که برای تشخیص فوکوس استفاده می‌شوند.

تا آوریل 2018، Dual Pixel CMOS AF تنها فناوری فوکوس خودکار در صنعت است که از هر پیکسل روی حسگر تصویر هم برای تشخیص فوکوس و هم برای ثبت تصویر در عکاسی و فیلم‌برداری استفاده می‌کند.

فوکوس می‌تواند در هر نقطه‌ای در یک ناحیه "فعال" که حدود 80٪ از عرض افقی و عمودی کل حسگر CMOS را پوشش می‌دهد، تشخیص داده شود.

این ویژگی یکی از دلایل اصلی عملکرد روان و دقیق DPAF هنگام فوکوس روی سوژه‌های مختلف است. برخلاف بسیاری از سیستم‌های دیگر که از تشخیص فاز برای فوکوس روی حسگر تصویر استفاده می‌کنند، DPAF از پیکسل‌های پراکنده روی حسگر استفاده نمی‌کند و همچنین پیکسل‌هایی را صرفاً برای AF اختصاص نمی‌دهد که نیاز به جبران اطلاعات تصویر از پیکسل‌های مجاور داشته باشند.

سیستم‌های تشخیص فاز با استفاده از پیکسل‌های پراکنده

این تصویر مفهومی نشان‌دهنده یکی از روش‌های استفاده از پیکسل‌های پراکنده روی حسگر تصویر برای تشخیص فاز AF است. در این روش، این پیکسل‌ها اغلب فقط برای تشخیص روشنایی و فوکوس به کار می‌روند و بعداً در پردازش تصویر "بازنقشه‌برداری" می‌شوند تا داده‌های تصویر اصلی را تکمیل کنند.

اطلاعات از جفت‌های پیکسلی برای تعیین فوکوس مقایسه می‌شود، که در این تصویر با رنگ‌های سبز و آبی نشان داده شده‌اند.

اما مشکل این روش این است که در بسیاری از شرایط نمی‌تواند اطلاعات کافی برای کنترل دقیق فوکوس جمع‌آوری کند، به همین دلیل معمولاً از تشخیص کنتراست به‌عنوان یک روش کمکی برای فوکوس استفاده می‌شود. اما همان‌طور که می‌دانید، تشخیص کنتراست معمولاً باعث ایجاد مشکل در فوکوس و حرکت رفت و برگشتی لنز می‌شود.

به همین دلیل، در Dual Pixel CMOS AF دیگر نیازی به بیان تعداد مشخصی از نقاط فوکوس نیست. این فناوری محدود به تعداد مشخصی از نقاط روی حسگر نیست، زیرا از اطلاعات هر پیکسل برای تعیین وضوح تصویر در ناحیه‌ای که روی آن فوکوس کرده‌اید، قبل از ثبت تصویر یا فریم ویدیویی استفاده می‌کند.

ناحیه‌ای از هر پیکسل روی حسگر تصویر دوربین دیجیتال که روشنایی را ثبت می‌کند، فوتودیود نام دارد. این ناحیه کوچک مانند یک نورسنج مینیاتوری عمل می‌کند و هنگامی که تصویری ثبت می‌شود، یک سیگنال الکترونیکی متناسب با میزان نوری که دریافت کرده، تولید می‌کند. هرچه روشنایی در یک پیکسل بیشتر باشد، قدرت سیگنال تولید شده نیز بیشتر خواهد بود.

با استفاده از پردازش پیچیده‌ای که روی داده‌های هر پیکسل انجام می‌شود، میلیون‌ها سیگنال الکترونیکی به فریم‌های ویدیویی یا تصاویر ثابت قابل تشخیص تبدیل می‌شوند.

Dual Pixel CMOS AF این مفهوم را توسعه داده است. در این فناوری، هر پیکسل روی حسگر CMOS دارای فوتودیود حساس به نور است که به دو بخش تقسیم شده است. این دو بخش چپ و راست مستقل از هم عمل می‌کنند، که می‌توانیم آن‌ها را بخش A و بخش B بنامیم. هر بخش می‌تواند نور را تشخیص دهد و هنگام فوکوس (قبل از ضبط هر فریم ویدیویی یا قبل از ثبت یک تصویر ثابت)، دو سیگنال جداگانه ارسال می‌کند – یکی برای سمت A و دیگری برای سمت B.

عملکرد Dual Pixel CMOS AF هنگام فوکوس

در هنگام فوکوس، دو ناحیه حساس به نور هر پیکسل به طور مستقل عمل می‌کنند. هر کدام نور را از لنز دوربین دریافت کرده و سیگنال‌های الکترونیکی خود را به پردازنده ارسال می‌کنند. این اطلاعات جمع‌آوری شده و مقایسه می‌شوند (A در برابر B).

با بررسی اختلافات بین این دو سیگنال، Dual Pixel CMOS AF می‌تواند تشخیص دهد که آیا ناحیه موردنظر در فوکوس قرار دارد یا نه.

اگر سوژه در فوکوس نباشد، سیستم تشخیص می‌دهد که لنز باید در چه جهتی حرکت کند و چه مقدار جابه‌جا شود تا وضوح دقیق به دست آید.

نکته مهم اینجاست که این فرآیند به‌طور کاملاً مستقل از تشخیص کنتراست انجام می‌شود و به هیچ روش کمکی دیگری برای تضمین فوکوس دقیق نیاز ندارد.

چگونگی ثبت تصویر بعد از فوکوس

پس از تشخیص فوکوس، دو ناحیه حساس به نور هر پیکسل به طور همزمان اطلاعات نوری را برای ثبت تصویر دریافت و ترکیب می‌کنند. به همین دلیل است که، برای مثال، حسگر 24.2 مگاپیکسلی دوربینی مانند Canon EOS Rebel T7i همچنان 24.2 میلیون پیکسل از داده‌های تصویری را ثبت می‌کند، با وجود اینکه هر پیکسل برای تشخیص فوکوس به دو قسمت تقسیم شده است.

فوکوس پیوسته و روان Servo AF برای سوژه‌های متحرک

فناوری Dual Pixel CMOS AF تنها در صورتی نوآوری جالبی محسوب می‌شد که فقط قادر به فوکوس روی سوژه‌های ثابت بود. اما یکی از ویژگی‌های فوق‌العاده در مدل‌های جدید EOS مانند EOS 5D Mark IV، EOS 80D، EOS 77D و Rebel T7i عملکرد آن در فوکوس پیوسته، به‌ویژه برای سوژه‌های متحرک است.

برخلاف بسیاری از سیستم‌های رقابتی که فوکوس را در چندین مرحله انجام می‌دهند – و این باعث می‌شود که سوژه متحرک و پس‌زمینه به نظر برسند که در فوکوس "تکان می‌خورند" – Dual Pixel CMOS AF قادر است انتقال‌های نرم و پیوسته‌ای را ایجاد کند تا سوژه‌های متحرک را دنبال کند.

تنظیمات فوکوس پیوسته در دوربین‌های EOS

برای استفاده از این قابلیت:

حالت فوکوس را از One Shot به Servo تغییر دهید.

در مدل‌هایی با صفحه‌نمایش لمسی، دکمه Q یا آیکون Q را روی مانیتور LCD فشار دهید و از Quick Control Menu گزینه Servo AF را انتخاب کنید.

در مدل‌هایی که صفحه‌نمایش لمسی ندارند (مانند EOS 7D Mark II)، باید از منوی قرمز ضبط ویدیو گزینه Movie Servo AF را فعال کنید.

عملکرد فوکوس پیوسته در لنزهای کانن که برای Live View و ویدیو بهینه‌سازی شده‌اند، بهتر است:

لنزهای کانن با فناوری STM (Stepping Motor)

 لنزهای کانن با فناوری Nano USM

اگر روی بدنه یک لنز EF، EF-S یا EF-M این فناوری‌ها را مشاهده کردید، بدانید که فوکوس نرم و دقیقی را هنگام استفاده از دوربین‌های EOS با Dual Pixel CMOS AF تجربه خواهید کرد.

فوکوس بهینه برای نیازهای عکاسی و فیلمبرداری

یکی از جنبه‌های درخشان Dual Pixel CMOS AF این است که از ابتدا برای نیازهای کاربران ویدیو طراحی شده است.

در عکاسی، ما به سریع‌ترین پاسخ ممکن از سیستم فوکوس نیاز داریم. وقتی دکمه شاتر را فشار می‌دهیم، انتظار داریم که تصویر فوراً به فوکوس درآید.

اما در فیلمبرداری، فوکوس باید نرم و تدریجی تغییر کند. اگر فوکوس خیلی سریع از یک فاصله به فاصله دیگر تغییر کند، تصویر به‌طور ناگهانی تغییر کرده و تجربه‌ای ناخوشایند ایجاد می‌کند.

در Dual Pixel CMOS AF، هنگام فعال بودن Movie Servo AF، فوکوس عمداً کندتر انجام می‌شود تا تغییرات فوکوس ظاهر حرفه‌ای و روانی داشته باشد.

در مدل‌های پیشرفته (مانند EOS 80D و 5D Mark IV)، دو تنظیم اضافی وجود دارد:

• تنظیم سرعت فوکوس (AF Speed):

نرخ تغییر فوکوس را هنگام تغییر از یک فاصله به فاصله دیگر تنظیم کنید.

می‌توان سرعت را تا ۷ مرحله کندتر یا ۲ مرحله سریع‌تر از مقدار پیش‌فرض تنظیم کرد.

• تنظیم حساسیت دنبال کردن فوکوس (Movie Servo AF Tracking Sensitivity):

تعیین می‌کند که سیستم چقدر سریع به تغییرات سوژه در کادر واکنش نشان دهد.

می‌توان تا ۳ مرحله در هر جهت تنظیم کرد:

• حساسیت بیشتر: سریع‌تر روی سوژه جدید فوکوس می‌کند.
• حساسیت کمتر (Locked-on): مقاومت بیشتری در برابر تغییرات ناگهانی دارد.

جمع‌بندی

ترکیب رابط لمسی دوربین‌هایی مانند Canon EOS Rebel T7i، EOS 77D و EOS 80D با فوکوس دقیق و پایدار Dual Pixel CMOS AF، یک تجربه ایده‌آل را برای عکاسی Live View و فیلمبرداری ایجاد می‌کند.

 Dual Pixel CMOS AF یک شاهکار مهندسی است که اطلاعات فوکوس را از دو بخش هر پیکسل دریافت و پردازش می‌کند تا عملکردی روان و بدون تأخیر ارائه دهد.

اگر تا به حال این فناوری را تجربه نکرده‌اید، توصیه می‌شود آن را در فروشگاه‌های کانن از نزدیک بررسی کنید.

دوربین‌های کانن مجهز به Dual Pixel CMOS AF

مدل‌های بدون آینه (EOS M-series):

• EOS M5
• EOS M6
• EOS M50*

دوربین‌های DSLR کانن با حسگر APS-C:

• EOS Rebel T7i*
• EOS 77D*
• EOS 70D
• EOS 80D*
• EOS 7D Mark II*

دوربین‌های DSLR کانن با حسگر فول‌فریم:

• EOS 6D Mark II*
• EOS 5D Mark IV*
• EOS-1D X Mark II

تهیه و تنظیم : اطمینان | نمایندگی تعمیر دوربین کانن