چگونه فوکوس دوربین گوشی موبایل به صورت اتوماتیک انجام می شود

یکی از مهم‌ترین بخش‌هایی که تأثیر بسزایی در کیفیت عکاسی دارد، فوکوس درست وسیله عکاسی است. عدم توجه به فوکوس در تصاویر می‌تواند تصویری که بالقوه، یک اثر هنری محسوب شود را به یک تصویر بی کیفیت و نامناسب تبدیل کند. فوکوس دوربین گوشی موبایل با گذر زمان بهتر و بهتر شده‌اند و با وجود سایر بسیار کوچک لنزشان، امکان ثبت تصاویر خوبی را فراهم کرده‌اند. یکی از جنبه‌های اصلی که در پیشرفت فوکوس دوبین گوشی تأثیر بسزایی داشته است، سیستم فوکوس خودکار آن است. البته در نظر داشته باشید که حتی اگر شما بهترین دوربین یا مجهزتریم گوشی موبایل را داشته باشید ولی از اصول اولیه تصویربرداری و عکاسی اطلاع نداشته باشید، تصاویر شما کیفیت مطلوبی پیدا نخواهند کرد. در صورتی که علاقه‌مند به یادگیری عکاسی هستید، پیشنهاد می‌کنیم با آموزش مبانی عکاسی که توسط فرادرس تهیه شده است، شروع کنید. برای شروع یادگیری کافی است تا روی لینک زیر کلیک کنید:

از مقدمات بگذریم، نوبت به این می‌رسد که بگوییم نحوه عملکرد لنزهای موبایل و فوکوس دوربین گوشی به چه شکل است که امکان عکاسی حرفه‌ای را برای ما مهیا کرده است.

خرید کتاب

دوربین گوشی های هوشمند چگونه فوکوس خود را تنظیم می کنند؟

از نظر نحوه عملکرد، مکانیزم فوکوس گوشی موبایل به این شکل است که دوربین‌های تلفن‌های همراه دارای لنزهای متحرکی هستند که می‌توانند فوکوس را با تغییر فاصله بین لنزها و حسگر تصویر تنظیم کنند. این سیستم مکانیکی با نرم افزار فوکوس خودکار (AF) همراه شده است که به دوربین موبایل کمک می‌کند تا به طور خودکار مکان فوکوس را در صحنه تشخیص دهد. همچنین اگر در دوربین‌های موبایل دقت کرده باشید، با ضربه زدن به هر نقطه‌ای مد نظر ماست، می‌توانیم فوکوس دوربین گوشی را به آنجا متمرکز کنیم. پس از تشخیص محل مورد نظر برای فوکوس، نرم‌افزار اتوماتیک موجود در موبایل آن را آنالیز کرده و لنزهای موبایل را تنظیم می‌کند.

حال باید ببینیم که نحوه فوکوس اتوماتیک توسط موبایل چگونه انجام می‌شود و موبایل به روش غیر دستی (اتوماتیک) از کجا می‌فهمد که باید روی چه نقطه‌ای فوکوس کند.

فوکوس دوربین کوشی چگونه به صورت اتوماتیک عمل می کند؟

همان‌طور که بالاتر گفتیم، فوکوس خودکار (AF) قابلیتی است که به دوربین‌های دیجیتال و تلفن‌های هوشمند اجازه می‌دهد تا به طور خودکار تصویر را واضح کرده و بر روی یک نقطه خاص و بدون انتخاب کاربر، فوکوس کنند و برنامه‌های دوربین می‌توانند به طور خودکار چهره را تشخیص دهند و با فشار دادن شاتر فوکوس را به طور خودکار تنظیم کنند. در عکاسی با موبایل، سه روش مختلف وجود دارد که دوربین‌های می‌توانند فوکوس دوربین گوشی را به صورت خودکار انجام دهند. این روش‌ها به سه دسته فوکوس خودکار فعال، غیرفعال و هیبریدی تقسیم می‌شوند.

فوکوس خودکار غیرفعال

همان‌طور که از نام آن پیداست، فوکوس خودکار غیر فعال روشی است که در آن محاسبه و تنظیم فوکوس دوربین گوشی بدون نیاز به سخت افزار تخصصی انجام می‌شود. گوشی موبایل این کار را با تکیه بر نور و کنتراست در صحنه برای تعیین فوکوس انجام می‌دهد. شکل‌های مختلفی برای فوکوس خودکار غیرفعال وجود دارد و برای درک بهتر آن باید نحوه کارکرد آن را بیاموزیم و با پیکسل‌های سنسور دوربین موبایل و نحوه تشکیل یک تصویر دیجیتالی آشنا شوید.

Contrast Detect Auto Focus

فوکوس خودکار با تشخیص کنتراست (CDAF)

این نوع فوکوس دوربین گوشی در واقع قدیمی‌ترین و محبوب‌ترین روش فوکوس خودکار است که در دوربین گوشی‌های هوشمند یافت می‌شود. همان‌طور که از نام آن (Contrast Detect Auto Focus) مشخص است، از کنتراست میان نواحی تیره و روشن در تصویر برای ایجاد فوکوس در تصویر استفاده می‌کند. یک تصویر دیجیتال از پیکسل‌هایی تشکیل شده است که روی حسگر تصویر دوربین وجود دارند. اگر می‌خواهید این پیکسل‌ها را ببینید، کافی است تا دوربین گوشی موبایل خود را به صورت دستی تا انتها فوکوس کنید تا این پیکسل‌ها به خوبی در تصویر دیده شوند. این پیکسل‌ها باعث می‌شوند تا اگر دوربین شما در حال فوکوس قرار داشته باشد، تصاویر به صورت شارپ دیده شوند. اگر یک عکس دیجیتال خارج از فوکوس باشد، تار به نظر می‌رسد و دلیل آن این است که پیکسل‌های روی تصویر در فوکوس واضح نیستند و شما کنتراست پیکسلی پایینی می‌بینید.

فوکوس خودکار تشخیص کنتراست از این اطلاعات برای تشخیص نقطه فوکوس صحیح استفاده می‌کند. در این روش، دوربین وابسته به میزان نور و با استفاده از سعی و خطا نقطه مورد نیاز برای فوکوس را پیدا می‌کند. این سعی و خطا به این شکل است که موتور فوکوس به صورت اتوماتیک به جلو و عقب حرکت می‌کند تا دوربین ببیند که در چه زمانی بالاترین کنتراست بین پیکسل‌ها به وجود می‌آید و به این طریق نقطه فوکوس خود را پیدا می‌کند.

سیستم فوکوس گوشی CDAF

همان‌طور که تا به اینجا متوجه شدید، ایده CDAF این است که با افزایش سطح کنتراست بین پیکسل‌ها با تغییر محل فوکوس در نقاط مختلف، نمونه‌های کنتراست را مقایسه می‌کند و این کار را تا زمانی انجام می‌دهد تا به نقطه‌ای برسد که بیشترین کنتراست در بین پیکسل‌ها وجود داشته باشد. زمانی که شما با دوربین تلفنی که از فوکوس خودکار تشخیص کنتراست استفاده می‌کند، عکس می‌گیرید، تمامی این مراحل را به خوبی مشاهده می‌کنید. CDAF در فوکوس غیرفعال یک تصویر با فوکوس مناسب را به ما تحویل می‌دهد و برای این کار به هیچ سخت افزار اضافی نیاز ندارد ولی از آنجایی که از نظر فیزیکی مجبور است لنز دوربین را آن‌قدر حرکت دهد تا بیشترین کنتراست را پیدا کند، به لحاظ زمان صرف شده، CDAF کندترین سیستم فوکوس خودکار است. یکی دیگر از معایب این سیستم فوکوس دوربین گوشی این است که در شرایطی که نور محیط کم باشد، ایدئال عمل نمی‌کند. از دیگر معایب آن این است که فوکوس خودکار با تشخیص کنتراست برای تصاویر استاتیک و ثابت بهترین عملکرد را دارد ولی در صورت وجود حرکت و کنش در صحنه، اطلاعات کنتراست تغییر می‌کند و این سیستم فوکوس نمی‌تواند سوژه مورد نظر ما را دنبال کند و در تمام مدت فوکوس را روی سوژه متحرک نگهدارد.

این موضوع را در نظر داشته باشید که در صورتی که شما بتوانید نور مورد نیاز خود در عکاسی را تنظیم کنید، دیگر مشکلی برای فوکوس دوربین گوشی موبایل خود ندارید و می‌توانید به راحتی یک عکاسی حرفه‌ای انجام دهید. برای این موضوع باید تسلط خوبی روی نورپردازی به سوژه‌های خود مخصوصاً در عکاسی پرتره داشته باشید. در صورتی که علاقه‌مند به یادگیری در این زمینه هستید، پیشنهاد می‌کنیم آموزش زیر را مشاهده کنید:

فوکوس خودکار تشخیص فاز (PDAF)

فوکوس خودکار تشخیص فاز (Phase Detection Auto Focus) شکل سریع‌تری از فوکوس خودکار نسبت به مدل CDAF است. این روش فوکوس بیشتر به نرم‌افزار و الگوریتم موجود در نرم‌افزار گوشی موبایل متکی است تا تنظیم مکانیکی موقعیت لنز. با PDAF، مقدار کمی (تقریباً 10 درصد یا کمتر) از پیکسل‌های یک حسگر کنار گذاشته می‌شوند و با یک فوتودیود تشخیص فاز (دستگاهی روی حسگر تصویر که نور را به جریان الکتریکی تبدیل می‌کند) کار می‌کند.

سیستم PDAF

در این روش پیکسل‌های مورد نظر برای تشخیص میزان فوکوس در سراسر سنسور آن پراکنده شده‌اند. برخی از این پیکسل‌ها که با فتودیودهای تشخیص فاز مجهز شده‌اند، نور را از سمت راست لنز دریافت می‌کنند و برخی دیگر دریافت نور را از جهت مخالف انجام می‌دهند. برای درک بهتر این موضوع می‌توانی آن را به دو چشم چپ و راست خودمان تشبیه کنیم که نور را از دو جهت مخالف دریافت می‌کنند تا یک تصویر در مغز شکل بگیرد. نحوه عملکرد الگوریتم PDAF به این صورت است که داده‌های به‌دست آمده از تمام پیکسل‌ها را که رد سرتاسر سنسور پخش شده‌اند، دریافت کرده و تعیین می‌کند که آیا آن تصویر در فوکوس کامل قرار دارد یا خیر. اگر داده‌های امواج نور جمع‌آوری شده از فتودیودها همگی با هم مطابقت داشته باشند، الگوریتم آن تشخیص می‌دهد که تصویر در فوکوس است. اگر امواج نور در فاز مرد نظر نباشند، تصویر در فوکوس نخواهد بود و به این طریق اطلاعات نور گرفته شده توسط فتودیودها برای تعیین موقعیت صحیح لنز به منظور ایجاد یک تصویر واضح استفاده می‌شود.

بعد از اینکه همه چیز محاسبه شد، موتور فوکوس دوربین گوشی، لنز را به موقعیت مناسب برای یک تصویر واضح حرکت می‌دهد. شاید توضیح این موضوع کمی طولانی باشد ولی تممی این فعالیت تنها در کسری از ثانیه اتفاق می‌افتد. این سرعت عمل در تعیین نقطه فوکوس، باعث شده است تا سیستم PDAF بسیار سریع‌تر از فوکوس خودکار تشخیص کنتراست CDAF عمل کند و این سیستم را برای تصاویر با سوژه‌های متحرک مناسب کرده است. از معایب سیستم فوکوس PDAF می‌توان گفت که مشابه CDAF، فوکوس خودکار تشخیص فاز به نور وارد شده به لنز متکی است و اگر صحنه خیلی تاریک باشد، ممکن است PDAF برای تجزیه و تحلیل صحنه و فوکوس صحیح تصویر زمان بیشتری را صرف کند.

فوکوس خودکار دو پیکسلی

فوکوس خودکار دو پیکسلی

فوکوس خودکار دو پیکسلی که برای اولین بار توسط شرکت سامسونگ در فوکوس دوربین گوشی گلکسی S7 به کار رفت، همانند سیستم فوکوس PDAF عمل می‌کند. مزیت این سیستم این است که سرعت فوق‌العاده بالایی برخوردار است. در این روش به جای استفاده از یک مدل فتودیود برای تشخیص نوع فاز، از دو فتودیود روی هر پیکسل روی سنسور دارد؛ این موضوع به ایت معنی است که هر پیکسل می‌تواند دو هدف را دنبال کند.

مزایا و معایب فوکوس خودکار غیرفعال

مزایا:

  • این سیستم فوکوس ارزان است.
  • به سخت افزار اضافی نیاز ندارد.
  • فاصله در آن مهم نیست

معایب:

  • در نور کم به خوبی کار نمی کند.
  • نقطه فوکوس تعیین شده، همیشه دقیق نیست.

فوکوس خودکار فعال

بر خلاف فوکوس خودکار غیرفعال، که برای فوکوس صحیح به نور ورودی متکی است، فوکوس خودکار فعال به یک ابزار داخلی در دوربین متکی است که فاصله بین دوربین و سوژه را محاسبه می کند و نقطه مورد نظر برای فوکوس را تشخیص می‌دهد. رایج ترین شکل فوکوس خودکار فعال که در دوربین گوشی‌های هوشمند یافت می شود، فوکوس خودکار لیزری است.

فوکوس خودکار لیزری

فوکوس خودکار لیزری

فوکوس خودکار لیزری احتمالاً ساده‌ترین سیستم فوکوس خودکاری است که می‌توانیم از آن نام ببریم. در این سیستم از مادون قرمز برای تعیین فوکوس استفاده می‌شود. سایر روش‌های فوکوس خودکار به نور ورودی برای محاسبه و تعیین فوکوس متکی هستند ولی در این روش، فوکوس خودکار لیزری یک پرتو لیزر مادون قرمز نامرئی را پرتاب می‌کند و از این طریق فاصله لنز را از سوژه تعیین می‌کند. البته لازم به ذکر است که میزان لیزر پرتاب شده آن‌قدر ضعیف است تا باعث ایجاد آسیب احتمالی بر روی چشم انسان نشود. هنگامی که لیزر شلیک شده از تلفن به جسمی برخورد می‌کند، به حسگر منعکس می‌شود. سپس دوربین مسافتی را که نور باید طی می‌کرد محاسبه می‌کند و از آن اطلاعات برای حرکت لنز فوکوس دوربین به موقعیتی استفاده می‌کند که تصویر در واضح‌ترین فوکوس باشد. نحوه تعیین فاصله در آن به این صورت است که سرعت حرکت لیزر ثابت است و از طریق ضرب سرعت ثابت در زمان طی شده برای رفت و برگشت لیزر، مسافت را تعیین می‌کند.

تشخیص فاصله با لیزر

شرکت ال‌جی که در گوشی‌های موبایل خود از این روش استفاده می‌کند، مدعی است که کل فرآیند فوکوس خودکار لیزری آن تنها حدود 0.276 ثانیه طول می‌کشد. این باعث می‌شود که فوکوس خودکار لیزری بسیار سریع‌تر از فوکوس خودکار تشخیص فاز باشد. از دیگر نکات مثبت آن این است که برای تعیین نکته فوکوس در این سیستم نیاز به نور نیست. از معایب این سیستم فوکوس می‌توان گفت که فوکوس خودکار لیزری نسبتاً گران است و به سخت افزار اضافی به شکل فرستنده و گیرنده مادون قرمز نیاز دارد.

فوکوس هیبریدی

فوکوس خودکار هیبریدی سیستمی است که برخی از سازندگان گوشی‌های هوشمند برای غلبه بر مشکلات خاصی که ممکن است یک روش فوکوس خودکار داشته باشد، از آن استفاده می‌کنند. یکی از دلایل مناسب بودن این روش برای فوکوس دوربین گوشی موبایل این است که فوکوس خودکار هیبریدی ترکیبی از دو یا چند فناوری فوکوس اتوماتیک است. به عنوان مثال شرکت سونی به ساخت دوربین‌های گوشی‌های هوشمند که سیستم‌های PDAF و CDAF را با هم ترکیب می‌کنند، شناخته شده است و از سیستم هیبریدی در دوربین‌های خود استفاده می‌کند. استفاده همزمان از دو روش فوکوس اتوماتیک می‌تواند باعث شود تا شما رد گوشی موبایل خود از مزایا هر دو روش فعال و غیر فعال استفاده کنید و معایب آن‌ها کمترین اثر را بر روی کار عکاسی شما داشته باشد.

فوکوس هیبریدی - سیستم فوکوس دوربین گوشی موبایل

نتیجه گیری

دوربین‌های گوشی موبایل با توجه به سیستم‌های مختلفی که دارند، از یکی از سه روش فوکوس خودکار فعال، غیرفعال و هیبریدی برای انجام فوکوس دوربین گوشی استفاده می‌کنند. هر کدام از این روش‌ها مزایا و معایب مربوط به خود را دارند و با توجه به بودجه در نظر گرفته شده توسط هر شرکت ساخت موبایل، از یکی از آن‌ها برای دوربین‌های گوشی موبایل استفاده می‌شود. شما برای گرفتن یک عکس باکیفیت از دوربین گوشی موبایل خود باید نوع دوربین خود را بشناسید و بعد از آن به عکاسی بپردازید. البته در نظر داشته باشید که برای گرفتن یک عکس حرفه‌ای با گوشی موبایل شما نیاز به آموزش دارید. یکی از آموزش‌های جامعی که به صورت آنلاین در سطح وب وجود دارد، آموزش ارائه شده توسط فرادرس است. برای مشاهده این آموزش و شروع یادگیری کافی است تا روی لینک زیر کلیک کنید:

خرید کتاب

دیگر نوشته ها

1 of 458

کسب و کار

1 of 5