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Autofoco Dual Pixel: O que é e o que as câmeras têm?

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A Canon lançou o foco automático de dual pixel “pixel duplo” com detecção de fase (DPAF) em 2013, com a Câmera Canon EOS 70D, chamando a tecnologia de “revolucionária”. Desde então, o DPAF tem sido um recurso na maioria dos novos modelos de câmeras lançados pela Canon, da Câmera de Cinema EOS C300 , para o nível EOS 1DX MarkII, para EOS M6 mirrorless da Canon, para o consumidor EOS Rebel T7i. A DPAF também está aparecendo nas câmeras de smartphones da Samsung e de outras empresas, e várias das grandes empresas de câmeras registraram patentes para tipos semelhantes de sensores.

Mas o que é foco automático Dual Pixel? É realmente revolucionário? Algum outro fabricante oferece uma tecnologia similar?

O que é o foco automático dual pixel?

Nesses novos sensores de imagem Canon CMOS, cada pixel possui dois diodos fotográficos que podem operar separadamente ou juntos. Cada diodo tem uma lente separada sobre ele. Quando a luz passa por essas lentes e atinge os diodos, o processador analisa o sinal de foco de cada diodo e, uma vez atingido o foco, os sinais são combinados para gravar a imagem. Cada pixel no sensor, então, tem um papel duplo.

Esse papel duplo é o que torna os sensores DPAF diferentes. Em outros tipos de sensores de imagem, alguns dos pixels são usados para foco e o restante registra a imagem, mas nenhum faz os dois.

Nos sensores de imagem da Canon, 80% dos pixels (horizontal e verticalmente) desempenham essa dupla função. O sensor na EOS 5D Mark IV, por exemplo, é de 6720 x 4480 pixels. Com cobertura de 80% (5376 x 3584), mais de 19 milhões de pixels têm DPAF. Em comparação, o sensor Sony a7R iii tem 7952 x 5304 pixels e possui 399 pontos de foco automático para detecção de fase.

Embora as câmeras mirrorless tenham usado foco automático de detecção de fase em sensores de imagem por alguns momentos, as DSLRs normalmente usam um sensor de foco automático de detecção de fase para focalizar enquanto o espelho está inativo e o visor em uso e alternar para o foco automático de detecção de contraste no real sensor de imagem quando o espelho estiver levantado e você estiver usando o Live View ou gravando um vídeo.

E o vídeo é onde o DPAF pode realmente brilhar, fornecendo foco rápido e preciso sem a lente aproximar e afastar o foco da busca. A DPAF também torna mais fácil e mais preciso seguir e manter o foco nos assuntos em movimento. Além disso, você pode gerenciar facilmente o foco e alternar entre os assuntos enquanto grava vídeos usando a tela sensível ao toque em exibição ao vivo. Para fotografia, você pode tocar em qualquer lugar na tela LCD na parte de trás da câmera e obter um foco rápido e preciso.

Autofoco Dual Pixel: O que é e o que as câmeras têm?
Foco automático do pixel duplo: cada pixel contém dois fotodiodes que operam independentemente. Screen grab de um vídeo canon.

Quais câmeras têm DPAF?

As seguintes câmeras Canon têm DPAF:
Câmeras de cinema C100, C200 e C300
Câmeras Mirrorless M5, M6 e M50
1 DX Mark II, 5D Mark IV, Mark II, 7D markII, 70D, 77D, 80D, Rebel T71 (também conhecida como EOS 800D) e as DSLRs Rebel SL2 (EOS 200D)

As câmeras em vários smartphones também possuem DPAF:
• A Samsung introduziu o DPAF nos telefones inteligentes Galaxy S7 e S7 Edge. Os sensores DPAF também estão no S8, S8 +, S9 e S9 +.
• Os smartphones da Pixel 2 do Google têm sensores DPAF.
• O telefone HTC U11 também tem um sensor DPAF.
Vários sites que seguem o relatório de mercado de que a Fuji, Nikon, Olympus e Panasonic protocolaram patentes para sistemas autofoco de pixel duplo “Dual Pixel” (ou muito similares).

Autofoco Dual Pixel: O que é e o que as câmeras têm?
O novo sensor móvel dual pixel da Samsung quer eliminar câmeras duplas em smartphones

O DPAF é realmente um trocador de jogos?

Antes de fazer um julgamento sobre o foco automático de Dual Pixel, você precisa entender como o foco automático funciona e o que o DPAF faz de maneira diferente.

Em uma DSLR, existem dois sensores: um sensor de foco e um sensor de imagem. Quando você está usando o visor para compor sua imagem, o espelho está inativo. Esse espelho reflete uma imagem da cena que você está prestes a disparar em um pentaprisma e no visor. Um pequeno bit translúcido no espelho também permite que uma imagem da cena seja refletida no sensor de foco automático (que é diferente do sensor de imagem que irá capturar a foto). Se, por outro lado, você estiver compondo usando o Live View, então o espelho está ativo, a focalização é feita através do sensor de imagem e o sensor de foco automático não é usado. Normalmente, o sensor de foco usa a detecção de fase e o sensor de imagem usa detecção de contraste para foco automático.

A detecção de contraste analisa o micro contraste ao longo das bordas. Ele pode dizer se a borda está nítida ou não está em foco, mas não sabe se a lente está focando na frente ou voltando a focar. Assim, ele instrui a lente a se mover para frente e para trás para determinar o caminho e a distância a percorrer para obter foco. Esse processo é lento, comparado ao foco automático de detecção de fase. No entanto, como ele usa o sensor real, você pode ter certeza de obter um foco preciso.

Autofoco Dual Pixel: O que é e o que as câmeras têm?
Como funciona a detecção automática de fase. Screen grab do canon video.

O foco automático de detecção de fase funciona como câmeras antigas do buscador de intervalo, em que você vê duas imagens e ajusta o foco até reuni-las como uma só. Com a detecção de fase, o sensor de foco recebe o sinal de dois diodos ligeiramente separados e compara cada um deles. Se o sinal coincide, e a luz de cada um atinge o mesmo lugar, então o foco é alcançado. Se os sinais estiverem separados e a luz não estiver alinhada, um sistema de detecção de fase medirá a que distância e em que direção, e depois moverá a lente suavemente para frente ou para trás até o ponto em que o foco é atingido. (Devo observar que o sensor de detecção de fase em uma DSLR pode estar ligeiramente desalinhado durante o processo de fabricação, o que poderia levar a imagens ligeiramente fora de foco. Isso seria irritante, mas pode ser corrigido.)

A detecção de fase é notavelmente mais rápida do que o foco automático na detecção de contraste, o que é útil ao fotografar esportes, vida selvagem, casamentos, etc. Isso é menos importante para objetos parados, como paisagens. É mais importante quando se filma vídeo, onde você quer que o foco aconteça de forma rápida e perfeita.

Um sensor de focagem DSLR terá um certo número de pontos de detecção de fase para a focagem automática. A Canon EOS 5D Mark IV possui 61 pontos de foco automático, por exemplo e a Nikon D750 tem 51. No entanto, se eu estiver usando a Exibição ao vivo (com detecção de contraste no sensor de imagens), não estou restrito a 51 pontos – posso colocar meu foco em qualquer lugar na tela Exibição ao vivo.

Câmeras mirrorless, por outro lado, têm apenas um sensor que normalmente usa foco automático de detecção de fase. Câmera A7R iii da Sony tem 399 pontos de foco. A Olympus OM-D EM-1 MK II possui 121 pontos de foco. Cada um desses pontos de foco representa um pixel que não está gravando dados de imagem. Ele está sendo usado apenas para foco e os dados da imagem são interpolados de pixels próximos. Embora isso possa ter um efeito menor na qualidade da imagem, não é o suficiente para notar. O que você obtém na velocidade e na precisão do foco é mais do que compensar qualquer perda minúscula de qualidade de imagem.

O DPAF é realmente revolucionário?

Dual Pixel Auto Foco é certamente uma tecnologia interessante. Com cada pixel do sensor capaz de gravar sua imagem, a qualidade da imagem pode ser ligeiramente melhor, mas, com os sensores de hoje, você provavelmente nunca conseguirá diferenciar.

Para um fotógrafo de paisagens, esse não é um motivo atraente para comprar uma nova câmera, embora seja bom tê-la. Se você estiver fazendo retratos ou fotografando eventos e casamentos, provavelmente estará compondo e concentrando-se no visor e não usará realmente o DPAF.

Para os videomakers, no entanto, isso pode ser grande! A maioria dos videomakers profissionais usa o foco manual para evitar que as lentes busquem foco. Em Hollywood, para cada cena, a distância entre a câmera e o assunto é medida e o foco é observado em qualquer lugar onde os atores estejam. Conforme a cena se desenrola, o operador da câmera move a lente manualmente para os pontos de foco predeterminados. Cinegrafistas usando uma DSLR para gravar vídeo muitas vezes se certificavam de que o foco estava certo antes de gravar cada foto.

Por outro lado, o foco automático Dual Pixel pode fornecer foco imediato e preciso sem a necessidade de a lente bater para frente e para trás. Você pode tocar na tela LCD e rapidamente e facilmente definir o foco em um assunto diferente. Com a detecção de fase DPAF, a câmera responderá de forma suave e quase instantânea. A câmera terá menos chances de perder o foco quando uma pessoa ou objeto cruzar entre você e seu assunto ou quando houver uma luz forte ou uma área de alto contraste na cena. A Canon também afirma que o sistema DPAF é muito mais rápido e melhor manter os objetos em foco em foco.

As pessoas que atualmente usam câmeras mirrorless para fotos ou vídeos provavelmente não encontrarão o DPAF como motivo para comprar uma nova câmera ou sistema. Muitas câmeras mirrorless gravam vídeo em 4K, mas nem todas as DSLRs da Canon fazem isso. E os 399 pontos de foco da a7Riii da Sony parecem muito.

Nas câmeras de telefones inteligentes, o DPAF terá os mesmos benefícios que nas DSLRs, principalmente no vídeo. Além disso, o DPAF pode ajudar a simular o bokeh que muitas vezes você não consegue obter com câmeras de smartphone. (A profundidade de campo das câmeras de telefones inteligentes é enorme devido aos seus pequenos sensores de imagem e à proximidade da lente.) A Apple e outros fabricantes usaram câmeras duplas para obter os mesmos efeitos. Quanto mais pessoas começarem a usar telefones para gravar vídeos e os celulares ficarem mais sofisticados e capazes, isso pode ser um bom ponto de venda.

DPAF está chegando!

O Dual Pixel Autofoco oferece benefícios suficientes para a maioria das empresas de câmeras e fabricantes de celulares. Patentes foram arquivadas e rumores são abundantes sobre quais câmeras receberão e quando. Você provavelmente conseguirá na próxima vez que atualizar seu equipamento.

Eu venderia tudo para obter uma câmera DPAF agora? Não. É um “bom ter”, não um “deve ter”. No entanto, se eu estivesse fazendo muito vídeo, ficaria realmente tentado.

Será em todas as câmeras nos próximos anos? Sim. E isso será uma coisa boa.

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O chip APS-C da 70D se parece com qualquer outro sensor, mas seu sistema AF Dual Pixel

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Nizar Escandar

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