Automatické ostření bezzrcadlovek, jak funguje a kde má slabiny

Od dob čistě manuálně ostřených objektivů uplynula dlouhá doba, a vývoj jde dopředu stále rychleji. Současné automaticky ostřící systémy jsou téměř zázrakem i proti špičkovým zrcadlovkám minulé dekády. Stále ale nečtou fotografovy myšlenky, a je proto dobré tušit, jak fungují a kde mohou selhat.

V článku se budu soustředit na koncepty současného ostření a ne na vyloženě technické detaily. Ty se ostatně u jednotlivých výrobců liší a každý z nich si je chrání, takže ani nejsou veřejně dostupné. Navíc jsou nové technologie čím dál víc záležitostí software, takže v další generaci aparátů se může algoritmus chovat jinak a běžné jsou i případy, kdy váš stávající přístroj dostane díky aktualizaci firmware nové schopnosti. 

Aktualizaci musíte provést ručně, takže pokud se o to běžně nestaráte, doporučuji se podívat, jestli na webu není k dispozici novější verze příslušného firmware.

V článku budu používat příklady z mého fotoaparátu Canon R5, ale podobně fungují i ostatní bezzrcadlovky.

Pro automatické ostření jsou důležité dvě hlavní technologie, detekce fázového posunu a rozpoznání objektů v obrazu. Obě si je podrobněji popišme.

Detekce fázového posunu

Myšlenka detekce fázového posunu (phase detection) má počátky v dobách zrcadlovek, jen se od té doby vylepšila. Abychom pochopili celý trik, začnu lehkým úkrokem stranou k tomu, jak vůbec vidíme objekty.

Vše začíná světlem ze slunce nebo jiného světelného zdroje.

Příchozí světlo se od objektu odrazí do všech směrů (pro zjednodušení beru běžný difuzní odraz). Toto je důvodem proč ho můžeme odkudkoliv pozorovat. Objekt svoje obrazy vysílá do všech stran.

Objektiv dělá to, že posbírá a zaostří několik takových obrazů na stejné místo – na senzor (má mimochodem tím větší světelnost, čím větší svazek obrazů dokáže posbírat)

V zrcadlovkách byl druhý speciální senzor, který se díval do různých směrů, takže od sebe rozlišil obrazy přicházející z různých stran a dokázal je porovnat.

Pokud jsou obrazy správně zaostřené, dají se v místě zaostření přesně přeložit přes sebe. Pokud ne, jsou vůči sobě posunuté. Právě z míry posunutí dokáže fotoaparát spočítat, o kolik je potřeba pohnout s motorkem objektivu, aby se vše zaostřilo.

U bezzrcadlovek není potřeba speciální chip, ale toto „koukání” do různých stran zvládá samotný hlavní senzor. Každý z jeho pixelů je rozdělený na poloviny, takže dokáže rozlišovat světlo zleva a zprava.

Pokud poté chceme zaostřit na objekt „vpravo nahoře“, vybere se skupina sousedících pixelů v dané oblasti a porovnávají se právě tyto části příchozích obrazů. Tím foťák přesně zaostří.

Detekce fázového posunu, byť upravená, není nijak převratná a vlastníci lepších zrcadlovek se spoustou ostřících bodů na tom budou pořád v zásadě stejně nebo možná i lépe. Zrcadlovky totiž obvykle rozpoznávají nejen světlo přicházející zleva a zprava, ale také shora a zdola a v některých případech i šikmo ze stran. 

Bezzrcadlovky tedy mají momentálně problémy ostřit na jednotvárné věci, které se směrem vlevo a vpravo neliší, jako například horizontální žaluzie. V budoucnu je možné, že pixely budou rozděleny ne na dvě části, ale třeba na čtyři nebo více, což by ostření vylepšilo.

Tento krok detekce posunu je ale jen předstupněm k tomu druhému, který už je skutečně revoluční.

Rozpoznání objektů v obrazu

Rozpoznání obrazu existovalo u zrcadlovek tak napůl. Pokud jste si vyloženě nevybrali konkrétní ostřící bod, pak za vás aparát dokázal vybrat např. nejbližší objekt. U některých zrcadlovek zvládl detekovat i obličej (Nikon 3D-tracking face detection).

Detekce se ale děla s pomocí sekundárního chipu s nízkým rozlišením v řádu tisíců pixelů. Bezzrcadlovky vše o úroveň povýšily a rozpoznávají objekty s pomocí hlavního senzoru s miliony pixelů. Pomohl i rozvoj procesorů, které taková kvanta dat zvládají zpracovávat.

Podle nastavení dokážou bezzrcadlovky hledat automaticky zejména obličeje, dopravní prostředky či zvířata.

Lidé jsou ve fotografii obzvlášť důležité cíle, takže nejen, že se systémy soustředí na obličeje, ale zvládnou také ostřit přímo na oko. Podobná přesnost je nezbytná s objektivy s vysokou světelností, kdy je každý centimetr špatného zaostření dobře viditelný.

Mezi očima i mezi celou postavou člověka lez klasicky přepínat tlačítky. Pro scény s neobvyklými objekty má fotograf možnost zvolit vlastní předmět ve scéně a ostřící systém se ho bude snažit držet.

Kontinuální ostření

Zatím jsem psal o obou krocích jako o ukončených procesech, ale hodí se připomenout, že pokud máte toto nastaveno, obě ostřící operací probíhají nepřetržitě a drží tak cílový objekt stále zaostřený.

Praktické postřehy

Automatické ostření, zejména se zapnutou detekcí očí, je oproti zrcadlovkám velký zlom. Fotoaparát je schopný sám velmi rychle ostřit a také udržovat vybrané oko stále ostré i při pohybu aparátu nebo modela/modelky. Už se jen zřídka stává, že by fotku poškodilo zaostření o pár centimetrů mimo nebo že by aparát omylem zaostřil na pozadí. Procento neostrých snímků se dramaticky snížilo.

Automatika ale stále není dokonalá a nejspíš ani nikdy nebude. Proto by měl být fotograf stále ve střehu i pro případ, že si foťák pro ostření vybere například špatné oko, nesprávného člověka nebo algoritmus ztratí vybraný objekt ve scéně.

Proto je velmi praktické mít nadefinované jiné tlačítko pro jednodušší ostření. Sám takto alternativně používám ostření na středový bod, což občas zachrání snímky zejména při rychlých reportážních situacích.

Opravdová revoluce

Z pokroku v ostření jsem nadšený a moje úspěšnost při focení oproti zrcadlovkám podstatně vzrostla. Zbývá jen vymyslet, jak zvládnout obrovské množství dobrých fotek, kterými se člověk musí probírat doma po focení.