Делаем качественные фотоснимки с помощью Android. Как работает автофокус

Рассказываем о широко распространенной и полезной технологии в камерах смартфонов.

Все хотят, чтобы при съемке фотографии получались ясными и четкими, а фотографируемый объект - отчетливым и резким, то есть находился в фокусе. В настоящее время во всех современных гаджетах есть автоматический фокус, при котором устройство самостоятельно размещает линзы на таком фокусном расстоянии, которое позволит запечатлеть предмет съемки без смазывания.

Со стороны кажется, что все происходит просто и быстро - достаточно навести камеру на нужную область кадра, и фотография готова. На самом деле за короткий промежуток времени происходит масса незаметных нам процессов и вычислений.

В большинстве устройств используется автоматическая фокусировка, реализованная на основе сканирования световых фаз - фазовый автофокус. Попробуем описать его принцип действия доступным языком.

Впервые такой тип автофокусировки был установлен в зеркальных фотоаппаратах, где зарекомендовал себя как стабильный и быстрый. Позже фазовым автофокусом стали снабжаться фотокамеры смартфонов - сейчас этим никого не удивить.

Как работает фазовый автофокус?

От всех областей фотографируемой картинки потоки света попадают в объектив камеры, а после этого на светочувствительный сенсор - матрицу камеры. На ней расположен фазовый датчик (зачастую не один), который анализирует равномерность поступивших световых фаз. Если они одинаковы, фокусное расстояние относительно объекта съемки выбрано верно. При расхождении характеристик полученных световых потоков этот датчик сообщает об этом процессору камеры, который перемещает линзы объектива для получения верных параметров световых фаз. Эти измерения происходят очень быстро.

В большинстве мобильных камер фазовые датчики располагаются равномерно по площади будущего кадра, чтобы охватить зоной резкости любой отдельный объект. Благодаря этому возможно объединение резкости на нескольких объектах съемки, находящихся на примерно одинаковом расстоянии от объектива.

Чтобы наглядно представить работу и расположение фазовых датчиков на матрице, давайте вспомним процесс фотографирования на цифровой мыльнице или зеркальном фотоаппарате. Перед тем, как сделать фотографию, мы не до конца нажимаем на кнопку спуска затвора. В этот момент происходит оценка возможных объектов фокусировки - на дисплее они помечаются многочисленными квадратиками или красными точками. Это и есть проявление работы фазовых детекторов.

Плюсы и минусы

Достоинство фазового автофокуса - высокая скорость наведения, особенно по сравнению с устаревшим контрастным аналогом. Процессору камеры и детекторам необходимы доли секунды для замера и установки резкости, причем ошибки фокусировки достаточно редки.

В современных флагманских смартфонах количество детекторов настолько велико, что может покрывать до 20% матрицы, поэтому качество снимков значительно возрастает. Некоторые производители, например Samsung, снабжают матрицу камеры своих гаджетов световыми датчиками на все 100% - речь идет о технологии Dual Pixel , о которой мы подробно рассказывали .

Еще один несомненный плюс фазового автофокуса - возможность фокусироваться на движущихся объектах. Несмотря на то, что картинка в этом случае стремительно меняется, датчики наводят резкость на нужный предмет.

Недостаток фазового автофокуса - увеличение вероятности неверной фокусировки при недостаточном освещении, когда фотографируемый объект располагается на значительном расстоянии от камеры. В этом случае световым детекторам недостаточно информации о фотографируемых объектах.

Напоследок простой, но полезный совет. Чтобы получить фотографию с резкостью в нужной вам области (не только по центру), при наведении смартфона прикоснитесь к дисплею в требуемой точке фокуса.

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.

Система автоматической фокусировки камеры настраивает объектив, чтобы сфокусироваться на объекте и может обеспечить разницу между чётким снимком и упущенной возможностью. Несмотря на кажущуюся очевидность задачи «чёткость в точке фокусировки», скрытая работа, необходимая для фокусировки, к сожалению, далеко не так проста. Данная глава призвана повысить качество ваших снимков, обеспечив понимание принципов работы автофокуса и тем самым позволив вам извлечь максимум из его возможностей и избежать его недостатков.

Примечание: автофокус (AF) работает либо с использованием сенсоров контраста в камере (пассивный AF ), либо посылая сигнал для подсветки или оценки расстояния до объекта (активный AF ). Пассивный AF может осуществляться методами контрастного или фазового детектора, но оба метода для достижения точного автофокуса опираются на контраст; вследствие этого с точки зрения данной главы они считаются качественно идентичными. Если не указано обратное, данная глава рассматривает пассивный автофокус. Мы рассмотрим также метод вспомогательного луча активного AF ближе к концу.

Концепция: сенсоры автофокуса

Сенсор(ы) автофокуса камеры расположены в различных частях поля зрения изображения и являются целой системой, стоящей за достижением чёткого фокуса. Каждый сенсор измеряет относительный фокус по изменениям контраста в соответствующей области изображения, и максимальный контраст считается соответствующим максимальной резкости.

Изменение фокусировки:		Размытие	Полуфокус	Резкость
	400%	Гистограмма сенсора

Основы контраста изображений описаны в главе о гистограммах изображений .
Примечание: многие компактные цифровые камеры в качестве сенсора контраста используют собственно сенсор изображения (используя метод, называемый контрастным AF) и необязательно оборудованы несколькими дискретными сенсорами автофокуса (которые чаще встречаются при использовании фазового AF). Диаграмма вверху иллюстрирует контрастный метод AF; метод фазового детектора отличается от него, но тоже основывается на контрасте как критерии автофокуса.

Процесс фокусировки в общих чертах работает следующим образом:

1. Процессор автофокуса (AFP) незначительно изменяет дистанцию фокусировки.
2. AFP считывает сенсор AF и оценивает, как и насколько изменился фокус.
3. Используя информацию из предыдущего шага, AFP настраивает объектив на новую дистанцию фокусировки
4. AFP последовательно повторяет предыдущие шаги, пока не будет достигнут удовлетворительный фокус.

Весь процесс обычно занимает доли секунды. В сложных случаях камера может не достичь удовлетворительного фокуса и начнёт повторять вышеописанный процесс, что означает отказ автофокуса. Это ужасный случай «охоты за фокусом», когда камера постоянно гоняет фокус вперёд-назад, не достигая фокусировки. Однако, это не значит, что фокусировка на выбранном предмете невозможна. Следующий раздел рассматривает случаи и причины отказа автофокуса.

Факторы, влияющие на автофокус

Предмет съёмки может иметь огромное влияние на степень успешности автофокуса, зачастую даже большее, чем разница между моделями камер, объективов или параметров фокусировки. Три наиболее важных фактора, влияющих на автофокус, - это степень освещённости, контрастность предмета и движение камеры или предмета .

Пример, иллюстрирующий качество различных точек фокуса, показан слева; наведите курсор на изображение, чтобы увидеть преимущества и недостатки каждой из точек фокуса.

Заметьте, что все эти факторы взаимосвязаны; другими словами, автофокус достижим даже на слабо освещённом предмете, если он имеет при этом высокий контраст, и наоборот. Это имеет важные последствия для вашего выбора точки автофокуса: выбор точки фокуса, которая находится на чёткой границе или выраженной текстуре, поможет достичь лучшего автофокуса , при прочих равных условиях.

Пример слева выгодно отличается тем, что точки наилучшего автофокуса совпадают с положением предмета. Следующий пример более проблематичен, поскольку автофокус лучше работает на фоне, чем на предмете. Наведите курсор на изображение внизу, чтобы отметить области хорошей и плохой работы автофокуса.

На снимке справа, если сфокусироваться на быстродвижущихся источниках света за предметом, сам предмет может оказаться вне фокуса, если глубина резкости невелика (как обычно и бывает при съёмке в условиях низкой освещённости наподобие показанных).

Иначе, фокусировка на внешней подсветке предмета, возможно, была бы наилучшим подходом, за вычетом того, что эта подсветка быстро меняет расположение и интенсивность в зависимости от положения движущихся источников света.

Если сфокусировать камеру на внешней подсветке не удаётся, менее контрастной (но более статичной и достаточно хорошо освещённой) точкой фокуса могут быть выбраны ноги модели или листья на земле на одинаковом расстоянии с моделью.

Однако, вышеописанный выбор затрудняется тем, что его зачастую нужно сделать в течение долей секунды. Дополнительные специфические техники автофокусировки для неподвижных и движущихся объектов будут рассмотрены в соответствующих разделах ближе к концу этой главы.

Количество и тип точек автофокуса

Устойчивость и гибкость автофокуса в первую очередь являются результатом числа, положения и типа точек автофокуса, которые доступны в данной модели камеры. Зеркальные камеры высшего класса имеют 45 точек автофокуса и более, тогда как другие камеры могут иметь даже всего лишь одну центральную точку. Два примера расположения сенсоров автофокуса показаны ниже:

На примерах слева и справа приведены камеры Canon 1D MkII и Canon 50D/500D, соответственно.
Для этих камер автофокус невозможен для диафрагм, меньших чем f/8.0 и f/5.6.

Примечание: «вертикальным» сенсор называется только потому, что обнаруживает контраст
вдоль вертикальной линии. Ирония в том, что такой сенсор, как следствие,
наилучшим образом обнаруживает горизонтальные линии.

Для цифровых зеркальных камер количество и точность точек автофокуса может также меняться в зависимости от максимальной диафрагмы используемого объектива, как показано выше. Это важный фактор при выборе объектива: даже если вы не планируете использовать максимальную диафрагму объектива, она тем не менее может помочь камере достичь более высокой точности автофокуса . Далее, поскольку центральный сенсор автофокуса практически всегда наиболее точен, для предметов вне центра зачастую лучше всего сперва использовать этот сенсор для наведения на фокус (перед изменением композиции).

Несколько сенсоров AF могут работать одновременно для повышения надёжности или по отдельности для повышения своеобразия, в зависимости от выбранных параметров настройки камеры. У некоторых камер есть также «АвтоГРИП», вариант для групповых фотографий, который обеспечивает попадание всех точек кластера фокусировки в приемлемую степень фокуса.

Режимы AF: следящий (AI SERVO) или разовый (ONE SHOT)

Наиболее широко поддерживаемым режимом фокусировки камеры является разовый, который наилучшим образом подходит для статичных изображений. Этот режим подвержен ошибкам фокусировки для быстродвижущихся объектов, поскольку не рассчитан на движение, вдобавок он может затруднить отслеживание движущихся объектов видоискателем. Разовая фокусировка требует достижения фокуса, прежде чем снимок может быть сделан.

Многие камеры поддерживают также режим автофокуса, который непрерывно адаптирует дистанцию фокусировки для движущихся объектов. Камеры Canon называют этот режим «AI Servo», а камеры Nikon - «непрерывной» фокусировкой. Следящий режим работает на основе предположения о местоположении объекта в следующий момент времени на основании расчёта скорости движения объекта по данным предыдущих фокусировок. Камера затем фокусируется на предугаданную дистанцию с опережением для учёта скорости спуска (задержки между нажатием спуска и началом экспозиции). Это существенно повышает вероятность правильной фокусировки на движущихся объектах.

Примеры максимальных скоростей слежения показаны для различных камер Canon ниже:

Значения справедливы для идеальных контраста и освещённости при использовании объектива
Canon 300 мм f/2.8 IS L.

Вышеприведенный график можно использовать для приближённого подсчёта возможностей других камер. Действительные предельные скорости слежения зависят также от того, насколько неравномерно движение объекта, контраста и освещённости объекта, типа объектива и количества сенсоров автофокуса, используемых для слежения. Имейте также в виду, что использование следящего фокуса может значительно сократить время жизни батареи вашей камеры, так что применяйте его только при необходимости.

Вспомогательный луч автофокуса

Многие камеры комплектуются вспомогательным лучом AF, видимым или инфракрасным, который применяется в методе активного автофокуса. Это может быть очень полезно в ситуациях, когда объект недостаточно освещён или недостаточно контрастен для автофокуса, хотя использование вспомогательного луча имеет также и свои недостатки, поскольку автофокус в этом случае работает намного медленнее.

В большинстве компактных камер используется встроенный источник инфракрасного света для работы AF, тогда как цифровые зеркальные камеры часто используют встроенную или внешнюю вспышку для подсветки объекта. При использовании вспомогательной вспышки достичь автофокуса может быть затруднительно, если предмет заметно смещается между вспышками. Поэтому использование вспомогательной подсветки рекомендуется только для неподвижных объектов.

На практике: съёмка движения

Автофокус практически всегда будет лучше всего работать при съёмке движения в следящем (AI servo) или непрерывном режиме. Эффективность фокусировки может значительно повыситься при условии, что объективу не нужно осуществлять поиск в большом диапазоне дистанций фокусировки.

Пожалуй, наиболее универсальный способ этого добиться - это предварительно сфокусировать камеру на области, в которой вы ожидаете появления движущегося объекта . На примере с велосипедистом предфокус может быть осуществлён по обочине дороги, поскольку велосипедист наверняка появится поблизости от неё.

На некоторых объективах для зеркальных камер присутствует переключатель минимальной дистанции фокусировки, установка его на предельно возможную дистанцию (ближе которой предмет ни в коем случае не окажется) также повысит эффективность.

Учтите, однако, что в режиме непрерывного автофокуса снимки могут быть сделаны, даже если точная фокусировка ещё не достигнута.

На практике: портреты и другие статичные снимки

Статичные снимки лучше всего снимать в режиме разового фокуса, который гарантирует, что точный фокус был получен до начала экспозиции. Обычные требования к точке фокусировки касательно контраста и освещённости применимы и здесь, но требуется ещё и незначительная подвижность предмета съёмки.

Для портретов наилучшей точкой фокусировки является глаз, поскольку это стандарт и поскольку он обеспечивает хороший контраст. Несмотря на то, что центральный сенсор автофокуса обычно наиболее чувствителен, наиболее точная фокусировка для нецентральных объектов достигается использованием нецентральных точек фокусировки. Если использовать центральную точку фокусировки для фиксации фокуса (и далее изменять композицию), дистанция фокусировки всегда будет несколько меньше действительной, и эта ошибка нарастает с приближением объекта. Точная фокусировка особенно важна для портретов, поскольку они обычно имеют малую глубину резкости .

Поскольку наиболее общеупотребимые сенсоры автофокуса являются вертикальными, может быть уместно побеспокоиться о том, какой контраст преобладает в точке фокусировки, вертикальный или горизонтальный. В условиях малой освещённости порой автофокуса можно достичь, только повернув камеру на 90° на время фокусировки.

На примере слева ступеньки состоят преимущественно из горизонтальных линий. Если фокусироваться на дальней из передних ступенек (в расчёте на получение гиперфокального расстояния), чтобы избежать отказа автофокуса, можно на время фокусировки сориентировать камеру в ландшафтное положение. После фокусировки можно при желании повернуть камеру в портретное положение.

Заметьте, что эта глава рассматривает, как фокусироваться, а не на чём фокусироваться. За дальнейшей информацией по данному вопросу изучите главы о глубине резкости и гиперфокальном расстоянии .

Компания ASUS в новых моделях ZenFone сделала ставку на «фишки» камеры. Вы ведь догадались, как появилось название ZenFone 2 Laser? Причина этому кроется в системе лазерной фокусировки камеры, что редкость в недорогих устройствах, и даже есть не в каждом флагмане 2015 года. Но чтобы было немного интересней, хочется начать разговор с устаревшего типа фокусировки и его недостатках, чтобы после этого перейти к преимуществам системы лазерного автофокуса.

Наиболее распространенное решение для наведения на резкость в камерах смартфонов - контрастный автофокус. Название этой технологии отражает принцип ее работы. Речь идет о постоянном считывании и анализе изображения с матрицы, в результате чего происходит перемещение объектива вперед и назад в поисках зоны с наибольшим контрастом. Очевидный недостаток такого типа автофокуса - медлительность. Положение объектива в точке с наибольшим контрастом определяется только после получения информации о его полном перемещении. Если в некоторых ситуациях такое поведение системы фокусировки может быть допустимым, то в случае с мобильной съемкой нам требуется нечто иное. Достал смартфон, быстро сделал классный кадр и убрал его обратно - на все эти действия должно уходить как можно меньше времени. Иначе у вас всегда будет вероятность пропускать классные моменты или получать на выходе нечто размытое. Разве такой мы представляем себе мобильную съемку?

Решением проблемы медлительности контрастной фокусировки стало использование других технологий, которые позволяют сократить «пробег» объектива в процессе наведения на резкость и дать нам возможность быстро реагировать на появление каких-нибудь неожиданных ситуаций. В последние несколько лет одним из важнейших параметров в камерах смартфонов стала скорость фокусировки, и это тот редкий случай, когда гонка за количественными показателями действительно необходима и оправданна. Одним из способов сократить время наведения на резкость стало использование лазера, работа которого напоминает функционирование дальномера. Излучатель, расположенный около камеры смартфона, отправляет тончайший луч света, который отражается от поверхностей и возвращается обратно к источнику. За счет этого происходит определение расстояния до объектов и вычисляются необходимые параметры фокусировки. В результате сильно сокращается путь объектива для наведения на резкость - камера сразу понимает направление движения для фокусировки.

К сожалению, с учетом компактных размеров корпуса смартфона лазерная фокусировка недостаточно мощная, так что на больших дистанциях и при съемке на открытых пространствах ASUS ZenFone 2 Laser все-таки приходится переключаться на контрастный автофокус. Тем не менее, наличие лазера нельзя назвать маркетинговой функцией. Устройство действительно очень быстро фокусируется при съемке объектов, которые находятся на небольшом расстоянии. Кроме того, скорость и точность работы лазерного автофокуса не идет ни в какой сравнение с контрастным при съемке в сумерках и темноте. Если камера не может определить четкость границ плохо освещенных объектов, то луч света лазерного автофокуса безошибочно вычисляет расстояние и за доли секунды обеспечивает наведение на резкость.

Если же говорить о техническом оснащении ASUS ZenFone 2 Laser, кроме окошка лазерного автофокуса, на задней панели находится камера с разрешением 8 или 13 Мп (в зависимости от модели), диафрагмой F2.0 и двухцветной вспышкой RealTone. Последняя служит для того, чтобы объекты на фотографиях с использованием дополнительного источника освещения не получались неестественно бледными. Особенно это актуально при съемке людей, ведь именно внешний вид кожи становится одной из главных проблем при использовании вспышки. Что касается сенсора, разрешения достаточно для получения качественных и хорошо детализированных фотографий.

Что касается фронтальной камеры, на лицевой стороне ASUS ZenFone 2 Laser находится модуль с разрешением матрицы 5 Мп и диафрагмой F2.0. Объектив широкоугольный и обеспечивает угол обзора 85°, что пользуется спросом при съемке автопортретов - хочется ведь не только себя крупным планом показать, но также уместить в кадре друзей или достопримечательности на фоне. Впрочем, если угла обзора все-таки не будет хватать, на выручку придет программная функций создания панорамных селфи. Просто нужно немного поводить устройством по горизонтали при съемке, и тогда в памяти ASUS ZenFone 2 Laser останется фотография большой компании или чего-то очень интересного и масштабного на фоне вашего лица.

Интерес также представляет программное обеспечение камеры ASUS ZenFone 2 Laser. Для основной доступно семнадцать режимов съемки, начиная от обычных «Авто», HDR и ручного режима, заканчивая созданием GIF-анимаций, супер разрешением и эффектом миниатюры, он же Tilt Shift. Фронтальная камера имеет меньше доступных опций: Улучшение портрета, Панорама селфи, Авто, Ночь, HDR, Эффект, Слабое освещение, Анимация GIF и Замедленная съемка. Об этом и всех опциях основной камеры читайте ниже.

Авто

При выборе автоматического режима у пользователя нет доступных опций. Просто прицеливаетесь, нажимаете на кнопку съемки и получаете результат. Все параметры выбираются автоматически. Этот режим лучше всего подходит для повседневной съемки, когда пользователю не нужны художественные эффекты, а вместо этого важнее сделать кадр как можно быстрее.

Вручную

В ручном режиме есть возможность самому выбирать такие параметры съемки как баланс белого, экспозиция, светочувствительность, выдержка и фокусное расстояние. Пользователь может оставить один или несколько этих параметров на откуп автоматике, либо все настроить по своему выбору. В частности, это будет полезно для фотографий с большой выдержкой, когда вы снимаете со штатива или подставки.

HDR

Расширенный динамический диапазон пригодится в тех случаях, когда не хочется жертвовать ни светлыми, ни темными участками кадра. Лучше всего это работает при съемке городских и природных пейзажей, когда часть объектов оказывается на солнце, а некоторые - в тени.

Улучшение портрета

В режиме «Улучшения портрета» по шкале от 1 до 10 можно менять такие параметры как «румянец», «мягкая кожа», «тон кожи», «большие глаза» и «тонкие щеки». Выкрученные на максимум ползунки дают гротескный результат - пользователь становится похож то ли на инопланетянина, то ли на карикатуру самого себя. Делиться такими снимками вы вряд ли станете, но живот надорвать от смеха после кривляний перед камерой точно можно. А если не ставить значения параметров ближе к максимуму, отлично маскируются небольшие недостатки кожи и селфи становятся лучше, но в то же время естественными.

Супер разрешение

Камера ZenFone 2 Laser позволяет делать несколько кадров и программно соединять их для получения очень детализированных фотографий с разрешением, в разы превышающим заявленные 13 Мп. Таким образом, лучше всего снимать неподвижные сцены с большим количеством деталей, например, архитектуру.

Слабое освещение

При недостаточном освещении специальный режим повышает экспозицию для получения более светлых кадров, повышается детализация, а также происходит программное снижение шумов на фотографии. В некоторых ситуациях этот режим очень спасает.

Ночь

В отличие от предыдущего, режим «Ночь» позволяет владельцу ZenFone 2 Laser делать снимки едва ли не в полной темноте. На этот моменте, надо сказать, что чудес не бывает, и идеального качества картинки вы не получите, однако сможете хоть как-то сохранить памятные моменты. Пусть даже фотографии будут низкого качества, это лучше, чем просто черный прямоугольник, который получается у большинства других смартфонов.

Глубина резкости

Иногда при съемке макро, то есть очень близко расположенных объектов, хочется еще сильнее выделить передний план и минимизировать внимание, которое привлекает к себе задний. Специальный режим съемки в ZenFone 2 Laser позволяет сделать фон еще более размытым, а также программно менять силу этого эффекта на готовой фотографии.

Эффект

Режим «Эффект» - фильтры для творческой съемки, например, есть черно-белый режим, негатив, сепия, добавление сердечек на фотографии и другие опции для простейшей обработки изображений.

Селфи

Если вам хочется сделать качественный автопортрет, не нужно переключаться на фронтальную камеру, вместо этого можно воспользоваться основной. При этом можно быть уверенным, что никто не останется за кадром. В режиме «Селфи» выберите количество людей, которое должно быть на снимке, и переверните смартфон экраном от себя. Как только все лица поместятся в кадр, ASUS ZenFone 2 Laser запустит обратный отсчет и звуковым сигналом подаст знак о съемке. После этого будет сделано три кадра, а вы сможете выбрать среди них лучший и воспользоваться эффектами режима «Улучшение портрета».

Анимация GIF

В некоторых случаях фотографий бывает мало, а видео - много. Например, если речь идет о смешных ситуациях с детьми или животными. Решить эту проблему позволяет режим «Анимация GIF», который делает анимированные картинки.

Панорама

Режим панорамной съемки в особых представлениях не нуждается. ZenFone 2 Laser отлично справляется со своими обязанностями, обеспечивая качественную склейку отдельных кадров в одну большую фотографию.

Миниатюра

Эффект размытия Tilt Shift, из-за которого предметы на фотографиях становятся похожими на крошечные миниатюры в музее, достигается при использовании специальных объективов. Но в смартфоне ZenFone 2 Laser реализован программный аналог этой функции, который добавляет размытие по краям кадра и оставляет четкой лишь небольшую полосу. Для художественных снимков, особенно с высоты, этот режим станет лучшим выбором.

Перемотка

Если у вас включен режим «Перемотка», но вы не смогли в нужный момент нажать на кнопку спуска затвора, не стоит переживать из-за потерянной возможности сделать крутой кадр. ZenFone 2 Laser позволяет немного отмотать время назад, поскольку записывает в память картинку немного раньше, чем вы нажмете кнопку съемки.

Интеллектуальное удаление

Бывает, что шикарный кадр испорчен случайным похожим или автомобилем. ZenFone 2 Laser умеет справляться с такой несправедливостью и убирает с фотографии лишние предметы.

Улыбочку!

При съемке людей чаще всего мы делаем несколько кадров, чтобы выбрать среди них лучший. Проблема в том, что лишние фотографии часто остаются и занимают место в памяти смартфона. Специальный режим «Улыбочку!» делает пять кадров, среди которых вы выбираете лучший, а неудачные автоматически удаляются с устройства.

Замедленная съемка

На самом деле этот режим относится скорее к видео, чем к фотографии, если говорить о результате, а не процессе создания. «Замедленная съемка» на самом деле ни что иное как таймлапс, то есть через равные промежутки времени смартфон делает фотографии, а потом склеивает их в ролик с ускоренным видео.

В итоге получается, что ASUS ZenFone 2 Laser в плане возможностей фотосъемки - один из лучших смартфонов в своем классе. Технические параметры камеры в этом устройстве отлично сочетаются с возможностями программного обеспечения и предлагают пользователям не просто делать качественные снимки, но также пробовать что-то новое в мобильной фотографии, экспериментировать с различными режимами и настройками, а главное - не упускать отличные кадры.

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.