Pourquoi les appareils photo sans miroir ont-ils un autofocus plus rapide que les reflex utilisant la vue en direct?

Avec les appareils photo du début de 2013, il est généralement admis que l'utilisation de la mise au point automatique à détection de contraste sur les reflex (c'est-à-dire la vue en direct sur la plupart des reflex) est quelque chose qui ne convient vraiment qu'aux sujets statiques ou proches de la statique en raison de la vitesse de mise au point lente. D'un autre côté, les meilleurs appareils photo sans miroir actuels (l'Olympus OM-D E-M5 souvent cité ici) ont des systèmes de mise au point automatique qui sont beaucoup plus rapides à réaliser un verrouillage de la mise au point, sinon à la hauteur des performances de la détection de phase systèmes de mise au point automatique.

Ma compréhension est que les deux systèmes utilisent la même technologie, alors pourquoi les caméras sans miroir ont-elles des systèmes de mise au point automatique beaucoup plus rapides que les reflex en mode Live View? Est-il vrai que les objectifs des systèmes sans miroir sont optimisés pour des performances CDAF rapides, et si oui, quelles sont ces optimisations?

Edit: en réponse à l'une des réponses, je ne pense pas à la façon dont les appareils photo comme la série Nikon 1 ou le Canon EOS M ont une mise au point automatique plus rapide en raison de l'utilisation d'éléments de détection de phase dans le capteur; Je comprends comment l'utilisation d'une technologie entièrement différente améliorera les choses - ce qui m'intéresse ici, c'est comment certains fabricants ont rendu l'autofocus de détection de contraste beaucoup plus rapide que ce qui est apparemment possible dans les reflex. Un raisonnement similaire s'applique à la série Sony SLT, car il utilise à nouveau PDAF plutôt que CDAF.

La raison principale est que les objectifs DSLR sont optimisés pour la détection de phase . Chaque composant de la lentille est conçu pour un mouvement rapide et l'arrêt du verre au moment choisi avec précision. D'autre part, la détection de contraste fonctionne mieux avec des moteurs pas à pas capables de changer rapidement de direction afin que vous puissiez déplacer les lentilles à l'intérieur d'avant en arrière à la recherche du contraste le plus élevé sur l'image.

La détection de phase sait immédiatement où se trouve la mise au point et dans quelle mesure les objectifs doivent-ils bouger pour obtenir une mise au point parfaite. La détection de contraste doit "la trouver". Cela oblige différentes solutions d'ingénierie dans la fabrication de lentilles.

De plus, les reflex numériques sont généralement conçus avec une vue en direct après coup . La plupart des fabricants la considèrent comme une aide à la mise au point manuelle. Ils n'essaient pas de créer une mise au point automatique rapide pour la vidéo car ils savent que les vidéastes photographes professionnels se reposent généralement sur la mise au point manuelle (pas qu'ils ont le choix avec de telles performances ...) tandis que les photographes utilisent généralement des viseurs de toute façon. Par conséquent, ils ont rarement des processeurs dédiés pour la détection de contraste, et si le processeur principal est occupé à se concentrer - il ne fonctionne pas aussi bien que l'unité dédiée.

De plus, l'énoncé de votre question n'est pas entièrement vrai . Les reflex numériques SLT de Sony ont une mise au point automatique beaucoup plus rapide en mode en direct que sans miroir, car la conception du SLT permet essentiellement à l'appareil photo d'utiliser pleinement ses capteurs PDAF (Phase Detection Auto Focus) tout le temps pendant la vue en direct. Ainsi, vous obtenez en même temps un AF de qualité DSLR avec Live View. De plus, l'ancienne génération de reflex numériques Sony offrait Quick AF Live View - qui n'a jamais relevé le miroir principal pour Live View - à la place, elle a utilisé un capteur secondaire dans le viseur permettant un AF de qualité DSLR pour un prix de délai supplémentaire avant de prendre la photo (le miroir a dû basculer pour capturer la photo).

Mise à jour

Depuis que cette question et cette réponse ont été rédigées à l'origine, beaucoup de choses ont changé dans la façon dont les différents types d'appareils photo implémentent la mise au point automatique et dans les niveaux auxquels ces implémentations fonctionnent.

De nombreux reflex numériques actuels ont désormais un AF hybride à détection de phase / détection de contraste basé sur un capteur d'imagerie en mode Live View qui rivalise ou surpasse même les performances de l'AF basé sur un capteur d'imagerie dans de nombreux appareils photo sans miroir actuels. En particulier, l'AF CMOS Dual Pixel de Canon fonctionne aussi bien en termes de vitesse et de précision que de nombreux appareils photo sans miroir actuels.

La grande différence aujourd'hui (septembre 2017) est que les reflex numériques peuvent offrir le meilleur des deux systèmes - AF à détection de phase basé sur capteur AF dédié ou PD / CDAF hybride basé sur capteur d'imagerie principal qui est comparable à n'importe quoi dans un appareil photo sans miroir - tandis que les appareils photo sans miroir peuvent ne propose que la deuxième option.

Les systèmes de détection de phase ont été conçus très tôt pour être rapides même si cela signifiait sacrifier un peu de précision. Dans les premiers systèmes, la caméra a jeté un coup d'œil, a décidé dans quelle mesure la mise au point devait être déplacée et a envoyé un message à l'objectif. L'objectif a bougé de cette quantité et s'est arrêté là. Si vous souhaitez affiner la mise au point automatique, vous pouvez faire un demi-appui pour rapprocher l'objectif, soulever le déclencheur et ensuite faire un autre demi-appui. Étant donné que l'objectif devrait avoir moins de déplacements à faire, il devrait en résulter une mise au point plus précise. Des conceptions d'objectifs plus récentes ont inclus un moyen pour l'objectif de communiquer une position précise du mécanisme de mise au point à l'appareil photo. Cela a conduit à une mise au point plus précise avec très peu ou pas de pénalité de vitesse.

La vitesse de mise au point de la détection de contraste s'est régulièrement améliorée à mesure que la puissance de traitement des caméras a augmenté. Étant donné que la mise au point du contraste nécessite plusieurs cycles de mesure et de déplacement, plus votre appareil photo peut effectuer de pas par seconde, plus il effectuera rapidement ces multiples calculs. Les nouveaux objectifs conçus spécifiquement pour les appareils photo sans miroir sont optimisés pour la mise au point à l'aide de la détection de contraste ou d'un hybride qui combine la mise au point de détection de contraste et de phase à l'aide du capteur d'imagerie. Et tandis que les fabricants de reflex numériques se sont principalement concentrés sur la création de matrices de mise au point améliorées pour la mise au point de détection de phase, les fabricants sans miroir ont déployé beaucoup plus d'efforts pour améliorer la mise au point de détection de contraste.

Roger Cicala de lensrentals.com a récemment écrit une série sur les performances de mise au point qui est assez détaillée et touche à plusieurs de ces problèmes. C'est beaucoup de matériel à parcourir, mais je l'ai trouvé intéressant à lire.

http://www.lensrentals.com/blog/2012/07/autofocus-reality-part-1-center-point-single-shot-accuracy http://www.lensrentals.com/blog/2012/07/autofocus -reality-part-ii-1-vs-2-and-old-vs-new http://www.lensrentals.com/blog/2012/07/autofocus-reality-part-3a-canon-lenses http: / /www.lensrentals.com/blog/2012/08/autofocus-reality-part-3b-canon-cameras http://www.lensrentals.com/blog/2012/09/autofocus-reality-part-4-nikon- plein cadre

C'est simplement un cas d'optimisation. Les capteurs utilisés sur ces appareils photo ont été optimisés pour effectuer une mise au point automatique efficace. Certains utilisent la détection de contraste tandis que d'autres ont même des capteurs de détection de phase.

Dans le cas de l'OM-D E-M5, il utilise Contrast-Detect qui est essentiellement une boucle qui mesure le contraste local, déplace l'objectif et se répète jusqu'à ce que le contraste maximum soit trouvé. Cette dernière génération de capteurs effectue cette itération à 240 Hz avec traitement pour analyser les données en conséquence rapidement. Olympus est si confiant dans sa capacité à rendre cela plus rapide que les reflex numériques qu'ils n'envisagent pas la détection de phase sur puce.

Nikon, d'autre part, choisit d'utiliser la détection de phase, c'est pourquoi ils peuvent se concentrer si rapidement. Ce système nécessite beaucoup moins d'itérations - comme sur un reflex numérique utilisant l'OVF - car les données collectées informent la caméra de la direction et de la quantité de flou. Ce n'est pas assez précis pour le faire en une seule fois mais cela arrive assez rapidement. Une chose à noter est que les séparateurs pour la détection de phase sur puce sont minuscules, c'est pourquoi ces systèmes ne fonctionnent pas aussi rapidement que ceux utilisés par les reflex numériques en basse lumière. Les appareils photo Nikon 1 passent en AF à détection de contraste lorsque la lumière est faible.

Comme vous le mentionnez, les objectifs ont une influence sur la vitesse de mise au point automatique. La clé est dans la boucle décrite ci-dessus. Avec la détection de contraste, l'appareil photo déplace continuellement l'objectif par petits incréments. En revanche (sans jeu de mots), la détection de phase effectue la majorité de la mise au point avec un mouvement plus important. Les moteurs, les commandes et le retour de l'objectif doivent être réglés pour chaque cas particulier. Dans le cas des objectifs DSLR modernes, le moteur ultra-sonique utilisé dans de nombreux objectifs fonctionne contre eux.

Par exemple, Canon a introduit des objectifs à moteurs linéaires (STM) avec l'EOS M, tandis que leurs objectifs haut de gamme comportent des objectifs ultra-soniques (USM). Le long de la sortie, le explicitement déclaré que les nouveaux moteurs sont conçus pour mieux fonctionner avec la mise au point automatique de l'EOS M qui utilise la détection de contraste pour affiner l'autofocus après que la détection de phase place la mise au point dans la zone approximative.