Autofokus-Systeme sind komplexe Technologien und werden seit Jahrzehnten kontinuierlich weiterentwickelt. Phasenerkennungs-AF ist traditionell das bevorzugte System, da dies die höhere Geschwindigkeit und Genauigkeit bietet, die von den Top-Profifotografen gefordert wird. Es war die Einbeziehung von PDAF, die die Dominanz von DSLRs als Pro-Wahl in den 2000er Jahren beibehielt, während spiegellose Kompakt- und Brückenkameras gezwungen waren, das langsamere Kontrasterkennungssystem zu verwenden.
Die Dinge ändern sich jedoch schnell und die heutigen spiegellosen Kameras mit Wechselobjektiven sind mit AF-Systemen ausgestattet, die ihre DSLR-Entsprechungen nicht nur konkurrieren, sondern sogar übertreffen.
Samsung hat diese Weiterentwicklung mit der Ankündigung seines neuen ISOCELL GN2 - eines 50-Megapixel-CMOS-Sensors (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) mit dem Dual-Pixel-Autofokus-System der nächsten Generation des Unternehmens - weiter vorangetrieben.
Die neue Methode mit dem Namen "Dual Pixel Pro" ähnelt stark der von Canon verwendeten Technologie und nutzt alle Pixel im Sensorarray für die AF-Funktionalität. Bevor Sie die Details des neuen Ansatzes von Samsung untersuchen, sollten Sie die Unterschiede zwischen den AF-Methoden verstehen.
Kontrasterkennung vs PDAF
Die dSLR verwendete traditionell einen separaten, dedizierten Sensor für Phasendetektions-Autofokusfunktionen, unabhängig vom Hauptbildsensor. Licht trat in die Linse ein und der Großteil wurde in das Pentaprisma reflektiert, um das Bild im optischen Sucher (OVF) zu erzeugen. Der verbleibende Prozentsatz des Lichts passierte tatsächlich einen durchscheinenden Teil des Reflexspiegels und wurde von den AF-Sensoren gemessen.
Bei Kompaktkameras und frühen CSCs (Compact System Camera) bedeutete das Entfernen des Spiegels, dass der Bildsensor selbst für Fokussierungsaufgaben verwendet werden musste, jedoch nicht in der Lage war, PDAF zuzulassen. Stattdessen suchte der Sensor in einer Szene nach Kontrasten entlang der Kanten, um zu beurteilen, wann alles scharf war. Dies war langsamer zu arbeiten und bei schlechten Lichtverhältnissen unwirksam.
Das Dual-Pixel-Design
Einer der Nachteile des PDAF auf dem Sensor besteht darin, dass einige der Fotoseiten blockiert werden mussten, um eine Beurteilung des Fokus zu ermöglichen und die Gesamtbildauflösung zu verringern. Dual-Pixel-Designs verfügen über zwei Fotodioden pro Pixel anstelle einer einzelnen Einheit, die beide zum Sammeln von Fotoinformationen verwendet werden können und gleichzeitig eine Möglichkeit bieten, die Phasendifferenzen zwischen den einzelnen Seiten zu messen. Sobald beide Seiten ausgerichtet sind, weiß die Kamera, dass das Bild scharfgestellt ist.
Canon erklärt das System folgendermaßen:
"Jedes Pixel auf dem CMOS-Bildsensor verfügt über zwei separate, lichtempfindliche Fotodioden, die Licht in ein elektronisches Signal umwandeln. Unabhängig davon erkennt jede Hälfte eines Pixels Licht durch separate Mikrolinsen auf jedem Pixel. Während der AF-Erkennung sind die beiden Hälften Von jedem Pixel - den beiden Fotodioden - werden separate Signale gesendet, die auf Fokusinformationen analysiert werden. Einen Moment später, wenn ein tatsächliches Bild oder ein Videobild aufgezeichnet wird, werden die zwei separaten Signale von jedem Pixel zu einem einzigen für das Bild kombiniert Aufnahmezwecke. Dadurch wird die AF-Geschwindigkeit in den meisten Bereichen, auf die Sie fokussieren, erheblich verbessert. Das Ergebnis ist ein Autofokus mit Phasenerkennung, der die Szene überwacht und nicht nur erkennt, ob ein Motiv scharfgestellt ist oder nicht, sondern auch in welche Richtung (nah oder fern) und um wie viel ".
Der Samsung-Ansatz
Laut Samsung folgt dieser Ansatz dem Design des menschlichen Sehens, bei dem Informationen aus beiden Augen kombiniert werden, um den Fokus zu finden. Die japanische Firma hat das Konzept jedoch weiterentwickelt.
Wenn der Dual Pixel AF der letzten Generation die Fotodiode in der Mitte aufteilt, wird sie durch die Anordnung auf dem ISOCELL GN2 diagonal geteilt. Auf diese Weise können sowohl Links-Rechts-Verschiebungs- als auch Auf-Ab-Phasendifferenzen bewertet werden, was insbesondere bei schlechten Lichtverhältnissen und bei schnellen Motiven noch mehr Genauigkeit und Geschwindigkeit bietet.
Die Dual Pixel Pro-Technologie verwendet 100 Millionen Phasendetektions-Fotodioden, die Phasen sowohl vertikal als auch horizontal wahrnehmen, um eine schnellere und genauere Autofokussierung zu erzielen.
Samsung
Samsung hebt auch die Vorteile bei der Unterscheidung von Mustern hervor. Während ältere PDAF-Systeme Schwierigkeiten hatten, "zwischen der linken und der rechten Seite von Mustern wie parallelen horizontalen Streifen zu unterscheiden", können Kameras mit der oberen / unteren PD besser auf komplexe Muster wie ein gemustertes Hemd fokussieren.
Weitere Vorteile
Der neue Sensor kann dank seines intelligenten Re-Mosaik-Algorithmus, der "drei einzelne Schichten von 50-Megapixel-Bildern in Grün, Rot und Blau" erzeugt, 100-Megapixel-Bilder aufnehmen. "Diese Bilder werden dann hochskaliert und zusammengeführt, um ein einziges Foto mit einer ultrahohen Auflösung von 100 MP zu erhalten", sagt Samsung.
Der Dynamikbereich wird auch durch Samsungs „gestaffelte HDR“ verbessert, die einen Rolling Shutter verwendet, um Mehrfachbelichtungen in einem einzigen Bild zu erstellen und gleichzeitig den Energieverbrauch gegenüber früheren Iterationen um 24% zu senken.
Smart ISO Pro ist ebenfalls vorhanden, das HDR-Bilder mit variablem ISO-Wert und intelligenter Steuerung der Konvertierungsverstärkung erstellt, um bewegungsbedingte Probleme wie das Ghosting von Mischungen zu reduzieren.
Full HD-Video mit 480 fps und 4K mit 120 fps ist ebenfalls verfügbar.
Da der Sensor bereits in Produktion ist, konnten wir innerhalb weniger Monate sein Debüt auf Smartphones sehen.
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