La evolución del enfoque automático móvil: del contraste al doble píxel

Hola giktayms Al disparar en un teléfono inteligente (y no solo) es muy importante que las fotos sean nítidas y claras. Para hacer esto, el tema de la imagen debe estar enfocado antes de hacer clic en el botón "Tomar foto". Recientemente, muchos fabricantes de teléfonos inteligentes han estado trabajando para mejorar la tecnología de enfoque automático, y hoy analizaremos los pros y los contras de cada uno, y cómo difieren. Como de costumbre, todos los detalles debajo del corte.

Al elegir un teléfono con cámara, muchos prestan atención a la cantidad de megapíxeles; dicen que quien tenga más de ellos es más genial. Sin embargo, a menudo es más importante y útil observar otros factores que tienen un impacto igualmente grave en la calidad de las fotografías. Entre ellos está el tipo de enfoque automático de la cámara del teléfono inteligente. Apple, Samsung, LG y otros fabricantes se han sumergido activamente en esta área ahora, y muchos realmente lograron avanzar significativamente.

¿Qué es el enfoque automático y por qué lo necesitamos?

Usando el sistema de enfoque automático de la cámara, la lente se ajusta para enfocar directamente en el sujeto, asegurando así la diferencia entre una toma clara y una oportunidad perdida.

Simplificado, el principio del funcionamiento de la cámara es que los rayos de luz se reflejan de los objetos fotografiados y luego caen sobre un sensor que convierte el flujo de fotones en un flujo de electrones. Después de eso, la corriente se convierte en un conjunto de bits, los datos se procesan y se registran en la memoria de la cámara. Los sensores CMOS ahora son particularmente populares entre los fabricantes de teléfonos inteligentes, que convierten la carga en voltaje directamente en el píxel, proporcionando posteriormente acceso directo al contenido de un píxel arbitrario.

En teoría, todo funciona así: las lentes enfocan la luz en el sensor, el sensor crea una foto digital.



En realidad, no todo es tan simple. El ángulo de la mejor luz entrante depende de la distancia a la que se fotografía el sujeto. El siguiente diagrama muestra las lentes que enfocan los rayos de luz en un objeto azul: los objetos verde y rojo están desenfocados y se verán borrosos en la imagen final. Si queremos enfocarnos en un objeto verde o rojo, necesitamos cambiar la distancia entre las lentes y el sensor.



En los albores de la industria de las cámaras, la mayoría de los dispositivos tenían un enfoque fijo. En los teléfonos inteligentes modernos, es posible ajustar la distancia entre las lentes y el sensor. Por lo tanto, obtienes imágenes detalladas de alta calidad. Ahora, para la implementación del enfoque automático en los teléfonos inteligentes, se utilizan principalmente tres métodos: contraste, fase y láser.

Enfoque automático de contraste

El enfoque automático de contraste se refiere a un tipo pasivo de enfoque automático. Hasta ahora, esta solución se usa en la mayoría de los teléfonos inteligentes, en gran parte porque es una de las más simples. Usando el sensor, se mide la cantidad de luz en el objeto, después de lo cual mueve la lente según el contraste. Si el contraste es máximo, entonces el sujeto está enfocado.


En general, el enfoque automático de contraste se adapta bastante bien a su tarea y tiene una gran ventaja adicional: es bastante simple y no requiere ningún tipo de hardware complejo para su trabajo.

Pero tiene varios inconvenientes. En particular, el enfoque automático de contraste es más lento que el resto; por lo general, toma aproximadamente un segundo enfocar el sujeto. Durante este tiempo, es posible que desee tomar una foto, o se perderá el momento si desea disparar, por ejemplo, un objeto que se mueve rápidamente. Esto se debe al hecho de que la mayor parte del tiempo está ocupada por el proceso "cambio del punto de enfoque / lentes de la lente - evaluación del contraste - cambio - evaluación del contraste". Además, el AF de contraste no tiene la capacidad de seguir el enfoque y, en condiciones de poca luz, es poco probable que lo impresione. Por lo tanto, este tipo de enfoque automático se usa actualmente principalmente en teléfonos inteligentes económicos, como Lenovo A536 , ASUS Zenfone Go y otros.

Autoenfoque de fase: una alternativa rápida y avanzada

Uno de los pioneros aquí fue Samsung, que tomó prestada tecnología de cámaras digitales SLR y equipó su teléfono inteligente Galaxy S5 con enfoque automático de fase. La conclusión es que, en este caso, se utilizan sensores especiales: captan el flujo de luz transmitido desde diferentes puntos de la imagen utilizando lentes y espejos. Dentro del sensor, la luz se divide en dos partes, cada una de las cuales ingresa al sensor hipersensible. El sensor mide la distancia entre los flujos de luz, después de lo cual determina cuánto necesita mover la lente para un enfoque preciso. Por ejemplo, el Samsung Galaxy S5 tarda solo 0,3 segundos en enfocarse en el sujeto.

Visualmente, el principio de la operación de enfoque automático de fase se presenta a continuación.


La primera y principal ventaja del enfoque automático de fase es que es mucho más rápido que el contraste, es simplemente imprescindible para disparar objetos en movimiento. Además, la cámara puede evaluar el movimiento del objeto utilizando sensores, desde aquí tenemos la posibilidad de rastrear el enfoque automático.

Pero también hay desventajas. El enfoque automático de fase, como el contraste, tampoco funciona muy bien en condiciones de poca luz. También requiere un hardware más potente, por lo que generalmente está disponible en teléfonos inteligentes de gama alta. Entre ellos están Huawei Honor 7 , Sony Xperia M5 y Samsung Galaxy Note 5 , que, por cierto, se pueden encontrar en M. Video.

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Pero la tecnología Dual Pixel que Samsung usa en sus teléfonos inteligentes Galaxy S7 y Galaxy S7 Edge es realmente diferente del enfoque de fase en las cámaras de otros teléfonos inteligentes. Aunque es un tipo de enfoque automático de fase, todavía tiene algunas diferencias y sutilezas. En los teléfonos inteligentes, el enfoque automático de fase es algo limitado: para asignar un sensor de enfoque a cada píxel, debe reducirlo en gran medida, por lo tanto, obtenemos ruido y fotos borrosas. Por lo general, alrededor del 10% de los puntos fotosensibles están equipados con sensores; sin embargo, algunos fabricantes no superan el 5%.

En Dual Pixel, cada píxel está equipado con un sensor separado debido al aumento en el tamaño del píxel. El procesador procesa las lecturas de cada píxel, pero lo hace tan rápido que el enfoque automático todavía toma décimas de segundo. Samsung dice que la tecnología Dual Pixel es como enfocar con el ojo humano, pero esto es nuevamente una estratagema de marketing.



Sin embargo, es necesario reconocer la innovación de este enfoque para el enfoque automático de fase en los teléfonos inteligentes modernos. Ahora es una verdadera exclusiva para Galaxy S7 y Galaxy S7 Edge .

Autoenfoque láser: el más activo

Al igual que la fase, el enfoque automático con láser se refiere al tipo activo de enfoque automático. LG ha estado involucrado en esta área durante mucho tiempo, que primero implementó el enfoque automático con láser en su teléfono inteligente G3. La tecnología se basa en el principio de un telémetro láser: un emisor láser ilumina el objeto y el sensor mide la distancia y el tiempo de llegada del rayo láser reflejado.

Una de las principales ventajas de este enfoque automático es el tiempo. Como dicen en LG, todo el proceso de enfoque automático con láser tarda 0.276 segundos. Enfoque automático de contraste significativamente más rápido y un poco más rápido que la fase.



Una ventaja obvia del enfoque automático con láser es que es increíblemente rápido y funciona bien en condiciones de poca luz. Pero funciona solo a una cierta distancia: el mejor efecto se logra si la distancia desde el teléfono inteligente al objeto es inferior a 0,6 metros. Y después de cinco metros: hola, enfoque automático de contraste.

Los teléfonos inteligentes con láser están predominantemente equipados con teléfonos inteligentes LG, por ejemplo, LG G4 . Pero hay excepciones: el mismo One Plus 2 o Asus Zenfone 2 Laser . Sin embargo, este último tiene todo claro por el nombre, y el precio es atractivo para tal conjunto de características.

Doble cámara: audazmente, pero no todos entienden

En algún momento, los fabricantes se dieron cuenta de que era necesario hacer algo extravagante, fuera del enfoque automático de fase o láser. Así surgieron las cámaras duales: para obtener imágenes claras, no una, sino que se usan dos lentes a la vez. Mientras que una cámara con un enfoque fijo toma una foto de objetos distantes, la otra enfoca objetos cercanos.

Una ventaja importante de la cámara dual es la capacidad de tomar una foto rápidamente y enfocarla más tarde, al igual que en la cámara Lytro. Pero si hablamos de un enfoque más preciso, aquí la cámara dual claramente pierde el enfoque de fase.


Hasta el momento, no hay muchos teléfonos inteligentes en el mercado disponibles con una cámara dual; estos son dispositivos de HTC (por ejemplo, One M9 + ), Honor 6 Plus y otros. Se rumorea que Apple en su nuevo iPhone decidirá usar una cámara dual.

La tecnología de enfoque automático infrarrojo que Lenovo mostró en MWC el año pasado funciona esencialmente como el enfoque automático con láser, pero en velocidad es aproximadamente el doble de rápido que el contraste. Puede probarlo en el ejemplo de Lenovo Vibe Shot .

Que elegir

Dado que todos eligen un teléfono inteligente para sus necesidades, es difícil aconsejar algo que se adapte a todos a la vez. Alguien está encantado con el enfoque automático de Huawei, que se configura después de disparar, mientras que otros consideran que el Dual Pixel es óptimo. Si lo toma como un todo, en este momento el enfoque automático de fase es la solución adecuada para la mayoría de los buques insignia, y los fabricantes nos lo demuestran constantemente.