Todo cambia a un ritmo vertiginoso. La tecnología evoluciona de forma endiablada y ello permite que la velocidad de los cambios y novedades en prácticamente todos los ámbito sea frenética. Así que resulta realmente difícil seguirle la pista.
La fotografía no es una excepción y, además de en ámbitos como el de la resolución de los sensores, la velocidad de ráfaga, o el rango dinámico de los captores, el campo de los sistemas de enfoque automático que ofrecen los distintos fabricantes de cámaras ponen de manifiesto este avance con sistemas cada vez más rápidos y precisos.
En el artículo de hoy te hablaré concretamente de 3 nuevos sistemas de enfoque automático. Aunque no son los únicos, sí que representan las tres principales líneas de avance en este campo, o aquellas cuyas características han resultado más novedosas o efectivas: Hybrid AF de Sony, Dual Pixel AF de Canon y Depth From Defocus de Panasonic.
Partiendo del Funcionamiento de los Sistemas Tradicionales: Detección de Fase y Diferencia de Contraste
Cuando uno empieza a acercarse a este mundo de la fotografía y se empieza a interesar por cómo, misteriosamente, las cámaras son capaces de enfocar al sujeto de forma automática, dos modos de lograrlo aparecen en escena: sistemas activos y sistemas pasivos. Y, aunque es importante hacer esta distinción, la realidad es que la inmensa mayoría de fabricantes optan por el uso de sistemas pasivos.
Dentro de estos sistemas pasivos, de forma habitual y muy simplificada, se ha hecho siempre referencia a dos alternativas principales: sistemas de detección de fase y de diferencia de contraste.
Esquema de funcionamiento del sistema de enfoque automático por detección de fase en una cámara réflex. El espejo principal deja pasar algunos rayos contra el espejo secundario, que los envía sobre el sensor de enfoque y éste determina y precisa, en base a comparar la recepción de la señal correspondiente a la región de imagen que se desea enfocar sobre parejas de sensores y hasta hacer coincidir esta señal, el ajuste necesario en la lente para lograr una imagen enfocada.
¿Estos sistemas ya no se utilizan? Pues la respuesta es "sí y no". Sí porque siguen encontrándose en la base de funcionamiento de muchos fabricantes y aún hoy hay cámaras que utilizan estos sistemas; y no porque los nuevos modelos empiezan a incorporar sistemas de enfoque que son "versiones mejoradas" de estos sistemas.
Imagen que muestra cómo una cámara con sistema de autoenfoque basado en diferencia de contraste puede conocer cuándo está correctamente enfocada la imagen. La cámara se centra sobre la región que se desea enfocar y realiza variaciones de la posición de la lente con respecto al sensor, hasta encontrar aquella que ofrece un mayor contraste.
Y digo versiones mejoradas porque no se trata de sistemas completamente diferentes, sino que incluyen pequeños cambios sobre el sistema original, mezclan características de ambos sistemas, o bien complementan el funcionamiento básico con potentes procesadores y algoritmos de inteligencia artificial, lo que permite una mejora drástica del rendimiento y la efectividad del enfoque automático.
No obstante, conocer la base de los sistemas de detección de fase y de diferencia de contraste es muy importante para entender estos nuevos sistemas. Si no conoces cómo funcionan, o quieres recordarlo, te invito a revisar este artículo sobre los diferentes tipos de enfoque automático.
Ventajas e Inconvenientes de los Sistemas de Enfoque Automático Tradicionales
Sin ánimo de ser exhaustivo, es importante conocer cuáles son las principales ventajas e inconvenientes de ambos sistemas para entender por qué han surgido nuevos que mejoran y palían algunos de los inconvenientes presentes en los mecanismos de enfoque automático tradicionales.
Pros y Contras Del Sistema de Enfoque Por Detección de Fase
El sistema de detección de fase ha sido el sistema de enfoque automático presente en las cámaras réflex desde hace muchos años.
Su principal ventaja es su rapidez de enfoque, por lo que resulta muy adecuado para escenas en las que hay movimiento, como en fotografía de fauna, o deportes.
Los inconvenientes, por contra, radican en la necesidad de elementos específicos y el precio de estos elementos: un sensor especialmente destinado a enfocar (en el que el número, la distribución y el tipo de los puntos de enfoque influyen en la calidad de los resultados de enfoque) y un espejo que desvíe la señal; y, lo más importante, la necesidad de contar con una calibración muy fina de todos estos elementos.
En el momento en que algo no está bien ajustado, el enfoque no es preciso y resulta complicado resolverlo. Salvo en aquellas cámaras semi-profesionales o profesionales que permiten corregir el posible back-focus, o front-focus que se produzca a través de configuración.
Pros y Contras Del Sistema de Diferencia de Contraste
Por su parte, el sistema de diferencia de contraste es un sistema que apareció con posterioridad en cámaras sin espejo y en el que también se basa el sistema live view de las cámaras con espejo.
La cámara lleva a cabo variaciones en la posición y distancia de la lente con respecto al sensor y analiza la imagen recibida en este último en busca de determinar la posición que ofrece un mayor contraste sobre la zona de enfoque.
Como principales ventajas destacan la precisión en sujetos estáticos, la mayor cobertura de puntos enfoque y el no necesitar un sensor adicional para esta labor de enfoque. Aunque hace falta un procesador que pueda realizar de forma rápida estas tareas de análisis y comparación entre distintas imágenes.
Sin embargo, la pega más importante de este sistema es la moderada velocidad de enfoque que consigue. Es, por tanto, un sistema que resulta más lento que el de detección de fase y se vuelve muy impreciso en escenas en las que el sujeto se mueve, llevando en muchas ocasiones a ser imposible el enfoque.
Sistema Fast Hybrid AF de Sony
Los primeros pasos de la industria para superar las debilidades de estos sistemas y aunar los puntos fuertes presentes en los mismos fue optar por sistemas de enfoque híbridos.
La propuesta de Sony, que ha contado con continuas y fuertes evoluciones durante los últimos años, se basa en la incorporación de los sensores de enfoque sobre el propio sensor de imagen. De modo que el sensor de imagen cuenta con elementos que captan la luz para conformar la fotografía y otros elementos que captan la luz para enfocar.
Esquema de funcionamiento del sistema Hybrid AF de Sony. Los sensores de enfoque están ubicados en el propio sensor de imagen, aunque son distintos a los elementos que se emplean para captar la imagen. Las señales recibidas por estos sensores de AF son analizadas y procesadas para determinar las órdenes oportunas que se deben trasladar sobre la posición de la lente y así obtener una imagen perfectamente enfocada. (Imagen de Sony)
De este modo, se reduce el coste y la necesidad de espejos y sensores específicos para el enfoque automático, ya que se integran en el propio sensor de la imagen y tampoco se requiere una calibración de todos los elementos tan fina, puesto que los receptores están en el propio sensor.
Además, para lograr un compromiso entre rapidez y precisión, algunos de estos elementos se especializan en precisar el enfoque basándose en la detección de fase y otros en la diferencia de contraste (de ahí lo de híbrido). Los primeros ofrecen una mayor rapidez y proporcionan información sobre en qué dirección mover la lente, mientras que los segundos se caracterizan por ofrecer una mayor precisión de enfoque.
Por este motivo, es habitual que al hablar de nuevos modelos de cámaras se haga mención al número de puntos de AF basados en detección de fase y al número de puntos de AF basados en diferencia de contraste. Por ejemplo, la poderosísima Sony A7 III tiene 425 puntos AF basados en la detección de fase y 693 puntos AF basados en diferencia de contraste.
La verdad es que cuando leo estas especificaciones y las comparo con los 3 puntos de enfoque basados en tecnología de detección de fase que tenía mi querida Nikon D60, me doy cuenta de la magnitud de la evolución de la tecnología en todo este tiempo. Es cierto que no son son equipos que se encuentren en el mismo segmento, pero las diferencias son tan abismales...
Por último, decir que aunque Sony es el principal abanderado de este nuevo sistema de enfoque, muchos otros fabricantes incluyen este mismo sistema, o sistemas análogos en sus modelos para, al menos, seguir la estela que está marcando la marca nipona.
Sistema Dual Pixel AF de Canon
Dentro de esta misma línea de prescindir de un sensor específico para el enfoque automático e incorporar estos elementos dentro del sensor de imagen, la propuesta de Canon se caracteriza por hacer que todos los elementos de su sensor de imagen permitan captar la fotografía y también determinar un enfoque preciso.
Representación del sensor de las cámaras Canon que incorporan tecnología Dual Pixel Raw. El captor se organiza en parejas de fotodiodos que se utilizan tanto para enfocar por detección de fase, como para para obtener la señal que permite componer la fotografía. (Imagen de Canon).
El sensor se organiza en parejas de fotodiodos que se utilizan para enfocar, todos ellos por detección de fase, y también para captar la luz que forma la fotografía cuando se presiona el disparador de la fotografía.
Las principales ventajas de este sistema radican en su amplia cobertura de puntos de enfoque (a lo largo de todo el sensor) y una buena rapidez de enfoque, aunque no tanto como el sistema de Sony, ya que los fotodiodos no están sólo especializados en la tarea de AF y esto les confiere un menor rendimiento.
¿Su principal inconveniente? Este sistema requiere un mayor coste de construcción del sensor, al necesitar elementos que permitan realizar de forma adecuada estas dos funciones: medición de señal para el enfoque y captura de imagen.
Sistema Depth From Defocus de Panasonic
El último sistema del que quiero hablarte es un sistema bastante revolucionario por basarse en, a priori, el sistema de enfoque automático tradicional más "débil": el sistema de diferencia de contraste.
El sistema de diferencia de contraste tradicional, aunque es muy preciso, peca de una importante lentitud, porque requiere realizar múltiples pruebas y comparar el nivel de contraste hasta encontrar el enfoque adecuado.
Para paliar esta limitación, Panasonic ha desarrollado un sistema conocido como Depth From Defocus (DFD), cuya principal característica es que, al comparar dos imágenes de una misma escena con un nivel de enfoque distinto, es capaz de obtener información sobre la distribución espacial y las distancias entre los elementos que aparecen en la escena..
Gráfico comparativo del tiempo necesario para lograr un enfoque preciso con sistema de enfoque automático basado en tecnología DFD (Depth from Defocus) y con sistema de enfoque automático por diferencia de contraste tradicional. (Imagen de Panasonic).
En base a esta información, establece con gran precisión la dirección y la intensidad de la variación de posición de las lentes necesaria para lograr un enfoque adecuado, con lo que el número de movimientos de la lente y el tiempo empleado para enfocar se reduce de forma significativa.
Además, los modelos de Panasonic incorporan un procesador de imagen capaz de analizar un número muy alto de imágenes por segundo, para conseguir aún más rápidez en el enfoque. En el caso de la Panasonic G9, incluye un sistema de enfoque de 225 puntos y una capacidad de análisis de 480 imágenes por segundo para aplicar su sistema DFD.
El principal inconveniente de este sistema radica en que aunque se incrementa la velocidad de enfoque con respecto a sistemas de diferencia de contraste tradicionales, aún sigue siendo más lento que otros sistemas basados en detección de fase. Así mismo, los tiempos de enfoque cuando se utilizan objetivos de otros fabricantes no son tan buenos, al no realizarse un cálculo y modificación de la posición de las lentes tan ágil.
El Sistema De Enfoque No Es Lo Único a Considerar Para Lograr Un Enfoque Preciso
Como has podido ver, existen múltiples tipos de sistemas de enfoque en el mercado. Disponer de un sistema rápido y preciso no es lo más importante (en la inmensa mayoría de los casos), lo es mucho más saber el sistema de enfoque presente en tu cámara, sus pros y sus contras y así poder lograr los mejores resultados posibles.
Pero eso no es todo. Conocer el sistema de enfoque automático de tu cámara será sólo el primer paso, después debes saber manejar los distintos modos de enfoque y conocer cuándo es más recomendable su uso, saber también utilizar los puntos y zonas de enfoque, y por último poner en práctica consejos que te ayuden a mejorar el enfoque de tus fotos.
¡Ah, por cierto! Y habrá otras ocasiones en que lo recomendable sea desactivar el enfoque automático en tu cámara y decantarte por el enfoque manual. ¿No te lo crees? Aquí tienes 7 situaciones en que será más adecuado utilizar el enfoque manual de tu cámara.
¿Cuál Es Tu Sistema De Enfoque Favorito?, ¿Alguno Realmente Bueno Que Haya Pasado Por Alto Destacar?
Como ves, aunque esto del enfoque automático pueda parecer un aspecto demasiado específico y técnico y que no debería dar para mucho, nos ha permitido repasar con cierto nivel de profundidad, aunque sin bajar a un elevado detalle técnico, las características de las principales opciones que existen en el mercado. Algo muy importante para conocer y exprimir el potencial de tu equipo.
¿Y tú?, ¿conoces cómo funciona el sistema de enfoque de tu cámara?, ¿cuál es a tu juicio el mejor de los tres sistemas detallados?, ¿hay otros sistemas mejores?, ¿crees que debería haber analizado alguna otra tecnología realmente representativa o rupturista actualmente?