فوکوس Focus و اتوفوکوس Auto Focus چیست؟

واژه Focus به معنای دادن مرکزیت به جهت تمرکز است ، فوکوس به عمل تنظیم فاصله کانونی عدسی لنز دوربین بر اساس فاصله جسم تا دوربین است که این عمل را برای خلق تصویر واضح فوکوس می نامند . فوکوس دوربین ها به دو حالت اتوماتیک AF  یا Auto Focus و دستی MF  یا Manual Focus تقسیم می شوند.

فوکوس دستی، MF : در این نوع از فوکوس در جلوی لنزدوربین یک  رینگ فوکوس وجود داردکه باچرخاندن این رینگ ، در یک نقطه دلخواه تصویر را در بهترین حالت وضوح قرار می دهیم، به عنوان مثال برای دوربین هایی که لنز آنها متغیر می باشند، بعد از تنظیم کردن فاصله کانونی می توانیم تمرکز لنز را تنظیم کرده و تصویر را شفاف تر کنیم . دوربین به صورت هوشمند در حالت فوکوس اتوماتیک بر روی سوژه فوکوس می کند ، به طور معمول سیستم فوکوس اتوماتیک بر روی دوربین های دارای لنز موتوردار و دوربین های اسپید دام Speed Dome  استفاده می شود.

دوربین داهوا در دیجی داهوا مرکز اصلی دوربین داهوا در ایران

در دوربین های دیجیتال اتوفوکوس به 2 صورت انجام می شود: اتوفوکوس فعال و اتوفوکوس غیرفعال

اتوفوکوس فعال :

 اتوفوکوس فعال در دوربین یک پرتو مادون قرمز یا یک موج صوتی روبه جلو پرتاب می کند.این عمل بعد از برخورد به یکی از اجسام انعکاس پیدا کرده و دوربین آن بازتاب را از طریق لنز دریافت کرده ، دوربین با استفاده از پردازنده داخلی با در نظر گرفتن زمان تاخیر رفت و برگشت اشعه ،  مساحت جسم تادوربین را محاسبه و لنز را بر طبق فاصله به دست آمده تنظیم می کند تا در نهایت وضوح بهتری در تصویر ایجاد شود و تصویری با کیفیت بالا ارائه دهد.

عیوب موج صوتی: موج صوتی یا ( اولتراسونیک) در مکان های که آلودگی صوتی بسیار زیادی وجود دارد توانایی فوکوس کردن را ندارند ، برد این موج صوتی و سرعت رفت و برگشت آن کم است ،در نتیجه در مکان های باز به کندی فکوس انجام می شود.

عیوب اشعه مادون قرمز :  اشعه مادون قرمز در نور کم اصلا عمل خوبی ندارد ، و در نور زیاد هم با توجه به بروز پرتو های نوری فراوان توانایی فکوس دقیق وجود ندارد. در مورد اشعه مادون قرمز با توجه به منابعی که از خود مادون قرمز(اتش و شمع) ساطع می شود، فکوس باخطا مواجه می شود.

اتوفوکوس غیر فعال :

در سیستم اتوفوکوس غیر فعال خبری از  موج صوتی( اولتراسونیک) و اشعه نوری نیست . دراکثر دوربین های SLR و اتوماتیک، فاصله جسم تا دوربین به وسیله الگوریتم های محاسبه اجزا تصویرکه به وسیله ی سنسور دوربین دریافت می شود تحلیل کامپیوتری می گردد ، ومیزان شدت نور در هر پیکسل بررسی می شود در این حالت دوربین تصویرواقع در کادر را  محاسبه کرده و با تنظیم لنز ، بهترین فوکوس را ارائه می دهد.

در این حالت ریز پردازنده دوربین باتوجه به  پیسکل های موجود در نوار سنسور تفاوت سلول های هم جوار در شدت نور را اندازه گیری می کند ، اگر تصویر خارج از فوکوس قرار گرفته باشد، و پیکسل ها دارای شدت نور به طور یکسال باشند. ریزپردازنده لنز حرکت کرده و مجددا پیکسل های سنسور بررسی شده و متوجه می شویم آیا تفاوتی بین شدت نورپیکسل های مجاور افزایش یافته یا کاهش . سپس ریزپردازنده دست به کار می شود تا با جست وجو بیشترین اختلاف شدت بین پیکسل های مجاور را کشف کند .نقطه کشف شده بهترین موقعیت برای  فوکوس است.

در سیستم غیر فعال فوکوس برای انجام وظیفه به صورت صحیح ، باید نور و کنتراست در تصویر موجود باشد.البته تصویر باید جزئیاتی داشته باشد که کنتراست ایجاد کند. اگر شما قصد داشته باشد از یک دیوار یا یک جسم با رنگی یکسان تصویر تهیه کنید در این حالت دوربین قادر نیست پیکسل های مجاور را مقایسه کند و در فوکوس اختلال به وجود می آید. محدودیتی برای فاصله جسم تا دوربین مانند: سیستم های فعال مادون قرمز یا اولتراسونیک، وجود ندارد.در سیستم فوکوس غیر فعال، این قابلیت وجود دارد که حتی از بین  یک پنجره نیز فوکوس به راحتی صورت گیرد. سنسورهای فوکوس معمولا افقی واقع شده اند،و نسبت به جزئیات در راستای عمودی واکنش نشان می‌دهند . سیستم فوکوس غیر فعال در موقعیتی که دوربین افقی واقع شده برای فوکوس مشکل دارد، در حالی که براحتی روی یک میله فوکوس می‌کند. در صورت نگه داشتن دوربین به صورت افقی بهتر است روی لبه‌های عمودی اشیاء فوکوس شود و بالعکس .

 برای حل این مشکل در طراحی و تولید دوربین‌های  پیشرفته سعی شده از سنسورهای افقی و عمودی به صورت تلفیقی استفاده شود. در حالی که همچنان اثر فوکوس روی اجسام با رنگ یک نواخت بر عهده خود اپراتور است.

 حتی می توانید از قسمت تنظیمات دوربین نقطه های AF را فعال یا غیر فعال کرده، به نحوی که نقطه در سمت چپ فعال و راست غیر فعال باشد.در این حالت از تنظیمات گفته شده، فکوس اتوماتیک تنها بر سوژه های سمت چپ فکوس می کند . دوربین ها گاها به کاربر اجازه فعال یا غیر فعال کردن تمام نقطه ها یا تک تک آنان را به کابرد می دهد. تا نقطه مورد نظر خود را پیدا کنند.

در حالت اتوماتیک دوربین های حرفه ای فوکوس، شامل گزینه هایی مانند : Continues Servoیا Al Servoاست که این قابلیت را به دوربین می دهد تا روی سوژ های متحرک در کادر فکوس کند و دائما سوژه واضح باشد.این قابلیت در سوژه های با تحرک مانند : ورزشی ، حیات وحش ، مسابقات اتومبیل رانی و … مناسب تر است .

 شما می توانید با انتخاب گزینه(Focus Bracketing ) با فشار دادن دکمه شاتر می توانید سه تصویر ثبت کنید، اولین تصویر با فوکوس تنظیم شده دومین فکوس پشت سوژه و سومی فکوس روی سوژه . در نتیجه اپراتور می تواند بهترین و مناسب ترین تصویر را از بین تصاویر انتخاب کند.

شما می توانید با انتخاب گزینه (Single Servoیا  One Shot) با هر بار نگه داشتن و فشردن شاتر یکبار روی مورد سوژه فکوس کنید این گزینه موجب دیرتر خالی شدن باطری می شود .در این حالت اگر سوژه حرکتی کند دوربین فوکوس مجدد نمی کند و شما باید شاتر را مجددا رها کرده تا نیمه فشار دهید که در نهایت یک فوکوس تازه انجام می شود.

 شما می توانید با انتخاب گزینه (Dynamic Area AF   یا AI Focus) وقتی شاتر را تا نیمه فشار دهید ، فوکوس دوربین روی شی به صورت خودکار انجام می شود. این حالت تا وقتی که شی ثابت است فوکوس نیز ثابت است . زمانی که شما یا شی حرکت کنید، سیستم فوکوس مجدداً فعال شده و تنظیم مجدد انجام می شودو در این حالت نیازی به رها کردن و دوباره گرفتن شاتر نیست. مخفف کلمه  Artificial Intelligenceبه معنی هوش مصنوعی است.

مواردی که اتوفوکوس دچار خطا می شود

سیستم فوکوس اتوماتیک دوربین گاهی دچار خطا می شود این خطا زمانی رخ می دهدکه شما لنز را برای فوکوس جلو و عقب کنید . این شرایط ممکن است یکی از حالات مطروحه  زیر نیز باشد.

  • سوژه با کنتراست کم
  • سوژه با نور زیاد
  • سوژه با اشعه مادون قرمز (شعله آتش،شمع‌)
  • سوژه های در نور بسیار کم
  • سوژه های ممتد ذر راستای افق
  • سوژه های متحرک سریع
  • سوژه هایی با فواصل گوناگون از هم
  • برگشت زود هنگام اشعه (مثلا برخورد با شیشه)

لازم به ذکر است در کادر بندی تنها یک نقطه دارای وضوح صددرصد است. هر میزان به دور و نزدیک بودن موضوعات توجه شود وضوح تصویر نیز کم می شود . گرچه اگر تغییرات اینقدر کم باشد که چشم انسان توانایی تشخیص آن را ندهد بازهم این اتفاق رخ خواهد داد.

محدوده فوکوس یا (میدان وضوح)  ، محدوده ای است که موضوعات از یک وضوح  یکسان برخوردار هستند و سایر نقاط که محو و مات اند  را اصطلاحاً (Flow)، ( فـلو) می گویند. می توان موضوعات بیشتری را در محدوده فوکوس با افزایش عمق میدان وضوح قرار داد. فوکوس هر نقطه با نقطه دیگرتفاوت زیادی دارد و هیچ کدام از نقطه ها باتوجه به تصویر به اندازه نقطه ای که ما تصمیم گرفتیم در آنجا فوکوس کنیم ، وضوح ندارد. ولی می توان وضوحی به نزدیکی فوکوس تهیه کرد.