Las cámaras modernas a menudo usan dos tipos de sensores AF: normales y de tipo cruzado. Si bien los sensores AF de tipo normal tienen dificultades para enfocarse en líneas verticales de alto contraste, los sensores de tipo cruzado, aunque son más sofisticados (y apropiadamente más caros), tienen más facilidad para enfocarse en esa situación.
Debido al costo adicional de incluir una gran cantidad de sensores de tipo cruzado, las cámaras más baratas a menudo incluyen solo uno de esos sensores en el punto AF central, y las cámaras de rango medio a menudo tienen un grupo alrededor del punto central y las cámaras de alta gama tienen incluso más sensores de tipo cruzado en varias configuraciones.
Mirando un desglose de algunas de las cámaras de gama más alta, incluso en un espacio donde los precios están bien en los cuatro dígitos, todavía hay una cantidad decente de sensores AF de tipo normal:
Tanto la Nikon D5 como la D850 tienen ~ 150 sensores, de los cuales 99 son de tipo cruzado
El buque insignia de Canon EOS 1DX mk II, así como su 5D mk IV tienen 61 sensores con 41 tipos cruzados
Dado que incluso en estos modelos súper caros y emblemáticos de alta gama, alrededor de 1/3 de los sensores de AF todavía son de tipo normal muy consistente, me gustaría saberlo; ¿Es esta una opción de diseño puramente económica, o empaquetar demasiados sensores AF de tipo cruzado crea obstáculos técnicos exponencialmente difíciles?
Respuestas:
En realidad, un sensor AF de tipo cruzado son solo dos sensores AF "normales", uno con las líneas orientadas en una dirección vertical y el otro con las líneas orientadas en una dirección horizontal, que se superponen sobre la misma área.
Los sensores AF que no son de tipo cruzado pueden ser verticales, horizontales o incluso diagonales. Algunas cámaras de película AF muy antiguas con un solo "punto" AF central usaban una línea orientada en diagonal.
Cada "punto" AF "normal" es un par de líneas que recogen la luz del mismo "punto" en el campo de visión de la cámara que ingresa a la lente en lados opuestos del elemento frontal de la lente.
Un punto AF de "tipo cruzado" usa dos pares de líneas, una vertical y otra horizontal.
La mayoría de las cámaras que tienen sensores AF "normales" que no son de tipo cruzado utilizan una combinación de algunas que son horizontales y otras verticales.
Este "mapa" es del sistema Canon 6D AF. Los pequeños cuadrados negros son todos los que son visibles en el visor. Los rectángulos azules (junto con el naranja en el centro) indican el área real de sensibilidad para cada "punto" AF.
Observe que los cuatro "puntos" AF externos en cada lado están orientados verticalmente y son sensibles a f / 5.6, los tres "puntos" internos están orientados horizontalmente y son sensibles a f / 5.6. El punto AF central también tiene una línea f / 5.6 orientada verticalmente y otra línea horizontal sensible a f / 2.8.
Un "punto" AF de tipo cruzado de doble diagonal generalmente tiene un par de conjuntos de líneas de sensores verticales y horizontales, así como un par de conjuntos de líneas de sensores diagonales que están 90 ° entre sí formando una "X" sobre el "+" de los pares verticales / horizontales.
Aquí está el "mapa" para la Canon EOS 5D Mark III, 5D Mark IV y 1D X Mark II:
Una vez más, los cuadrados grises claros son todo lo que se ve en el visor, pero las líneas negras muestran áreas reales de sensibilidad.
Así es como se ve la matriz de sensores AF utilizada en esas cámaras.
Las líneas para cada "punto" AF no necesitan tener una correspondencia física con su ubicación en el visor de la cámara porque las microlentes en la entrada de la unidad AF redirigen la luz entrante a la línea correcta en la matriz. Puede ver que las líneas diagonales para las partes sensibles diagonales f / 2.8 de los cinco "puntos" centrales están separadas más que las líneas horizontales / verticales para los mismos "puntos" AF. Esta extensión más amplia entre cada línea es lo que los hace más sensibles en f / 2.8 y también lo que los hace no sensibles en aperturas de F / 4 y más estrechos.
Existen múltiples conjuntos de microlentes "divisores" que se ubican donde la luz reflejada por el espejo secundario de una DSLR ingresa a la unidad PDAF. Cada microlente está dirigida a un punto específico en el círculo de imagen proyectado por la lente en un lado, y a un punto específico en el sensor PDAF en el otro lado.
Aquí está la matriz de microlentes que se encuentra sobre el sensor de AF para el simple sistema de AF de "9 puntos" de la Canon 5D original (las imágenes de las matrices de las microlentes de "divisor" parecen muy difíciles de encontrar, no puedo encontrar ninguna de las los utilizados para sistemas AF más avanzados):
Tenga en cuenta que las D5 y D500 de Nikon solo tienen 55 puntos AF seleccionables por el usuario, de los cuales 35 (mostrados a continuación como cuadrados rojos) son de tipo cruzado. El resto son puntos de "asistencia" (mostrados a continuación como puntos) que no pueden ser seleccionados por el usuario.
Entonces, ¿por qué cámaras tan caras y avanzadas incluyen algunos puntos AF que no son todos de tipo cruzado?
Es parcialmente económico, porque agregar más "puntos" AF sí cuesta más, pero también se debe en parte a limitaciones físicas y de diseño.
Suponiendo que una lente está correctamente alineada (cada elemento está centrado sin errores de inclinación o espaciado) y apunta a un campo uniformemente brillante, el "punto" AF central siempre obtendrá la luz más útil. A medida que uno se aleja del centro, la cantidad de luz disminuirá, y también lo hará el rendimiento AF de los "puntos" AF idénticos. Se trata de ángulos y algunas de las mismas cosas que hacen que el brillo caiga en los bordes y esquinas del campo de visión de una lente.
También existe la cantidad de procesamiento de datos necesaria para cada "punto" AF. En algún momento, la ley de rendimientos decrecientes entra en vigencia y la potencia de procesamiento adicional necesaria para hacer que los 61 "puntos" AF o los 55 puntos "cruzados" de tipo AF se puedan aprovechar mejor haciendo otra cosa, como combinar información de distancia del sensor PDAF con información de color de un sensor de medición sensible al color RGB + IR para ayudar a rastrear sujetos en movimiento. Esto es algo que las cámaras como la 1D X Mark II y la D5 hacen extremadamente bien.
Por lo tanto, al final, algunas de las decisiones de diseño se basan en cómo los recursos finitos se pueden usar mejor para proporcionar al sistema AF de la cámara un mejor rendimiento general para tareas específicas.
Canon, por ejemplo, tiene unos pocos cuerpos que son más bajos que el 5D Mark IV o el 1D X Mark II que ofrecen todos los puntos AF de tipo cruzado. La 80D, la 77D e incluso la Rebel T7i / 800D comparten un sensor AF de 45 puntos con todos los "puntos" de tipo cruzado. El 6D Mark II utiliza una versión FF del mismo conjunto de sensores PDAF.
Cuarenta y cinco puntos AF "cruzados" equivalen a 90 pares de líneas, más dos pares de líneas adicionales para el "punto" AF doble diagonal en el centro. Eso es aún menos líneas que los 112 pares de líneas necesarios para los cuerpos insignia tener 41 tipos de cruz, 20 "normales" y diez pares de líneas adicionales para los cinco "puntos" AF de doble diagonal.
La Canon EOS 7D Mark II tiene 65 puntos AF de tipo cruzado, pero solo un "punto" de doble diagonal en el centro, por lo que necesita 132 pares de líneas. Compárelo lado a lado con el sistema de 61 puntos utilizado en 1D X Mark II, 5D Mark III y 5D Mark IV.
El 7D Mark II también tiene dos procesadores de imágenes DiG! C 6 y otro procesador dedicado para el sistema AF. El 1D X Mark II y el 5D Mark IV también tienen procesadores dedicados para el sistema AF además del procesador o procesadores de imágenes principales.
Hay mucha buena información sobre los sistemas AF de alto rendimiento, incluidas las comparaciones entre el 7D Mark II y el sistema compartido por 1D X Mark II, 5D Mark III y 5D Mark IV en la sección de enfoque automático de la revisión de The-Digital-Picture de la Canon EOS 7D Mark II .
También existe esta "EOS 7D Mark II versus EOS-1D X y EOS 5D Mark III TTL-SIR (a través del registro de imágenes secundarias de la lente) Comparación de sistemas AF bastante informativa ", escrita por el asesor técnico de Canon USA Chuck Westfall en respuesta a una consulta de Bryan Carnathan en The-Digital-Picture .
También tenemos algunas otras preguntas aquí en Photography SE que analizan varios aspectos de PDAF utilizando sensores AF específicos:
¿El enfoque automático funciona mejor con lentes f / 2.8 frente a f / 4 o más lento?
¿Los puntos de enfoque de tipo cruzado son más precisos o simplemente más rápidos?
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