Predictive focus tracking system nedir, nasıl çalışır

PREDICTIVE FOCUS TRACKING SYSTEM NEDİR, NASIL ÇALIŞIR?

Bu konuya geçmeden önce kameralarda netliğin otomatik olarak nasıl yapıldığını inceleyelim. 

Otomatik netleme lensinizi konuya yöneltip deklanşöre yarı basılı tuttuğunuzda gerçekleşen bir fonksiyondur ve bundan sonra AF olarak kısaltılacaktır. AF fonksiyonu fotoğrafçıya; İstediği kompozisyonu yapması için zaman tanıyarak, fotoğrafçının istediği güzel kareleri yakalamasını sağlar. Bu nedenledir ki; AF fonksiyonunun çok çabuk gerçekleştirilmesi gerekir. DSLR kameralarda AF işlemi 2 şekilde yapılır. 

1-) FAZ ALGILAMA (PHASE DETECTION)

2-) KONTRAST ALGILAMA (CONTRAST DETECTION) Şimdi bu sistemleri ve nasıl çalıştıklarını sıra ile inceleyelim.

1-) FAZ ALGILAMA

Şekil 1-Faz algılamalı (AF) otomatik netleme

SLR makinelerde FAZ ALGILAMA denilen AF modülü içinde ayırıcı mercekler kullanılan yukarıdaki şekilde görülen sistemler mevcuttur. Burada lensten gelen ışık 45 derece açılı aynada 2 yol izler. 

1-) Aynadan yukarıdaki pentaprizmaya yansıtılıp, oradan da vizör aracılığıyla bize ulaşır. Ayrıca bazı kamera markalarında yukarı giden ışık pozometrik ölçümleri yapan algılayıcılara iletilir.

2-) Aynanın ortasında şeffaf bir kısımdan geçen ışık, aşağıdaki şekilde görülen AF modülünün içine başka bir açılı ayna ile yansıtılır. 

Işığın izlediği 2 farklı yol aşağıdaki şekilde gösterilmiştir.

Işığın Faz Algılama için izlediği 2 farklı yol

Bundan sonraki işlemler, karmaşık hesaplamalar ve algoritmalardan ibarettir. Lensten geçerek gelen görüntüye ait bilgilerden 2 tane görüntü üretilir. Bir satır okuma algılayıcısı ile bu 2 görüntü arasındaki uzaklık ölçülerek netlik yapılmayan kısım algılanır. Netlik yapılan odak, görüntünün kaydedildiği sensörün önüne düşüyorsa netlik olması gerekenden biraz öne yapılmış olup buna Front Focus denir. Netlik yapılan odak, görüntünün kaydedildiği sensörün arkasında kalırsa, netlik olması gerekenden biraz arkaya yapılmış olup, buna da Rear Focus denir.
Peki kameranız cismin önüne mi yoksa arkasına mı netlik yapıldığını ve bu durumda ne yapacağını nasıl anlar? İkiye bölünen görüntüler arasındaki mesafe olması gerekenden daha dar (Front Focus) veya geniş ise (Rear Focus) AF sistemi; doğru netliğin yapılması için lensin hangi yönde ve ne kadar döndürülmesi gerektiğini çok kısa sürede hesaplayarak, lensi gerektiği kadar ve gerektiği yönde hareket ettirir. Sonuç olarak AF sistemi tek görüntü gördüğü anda netleme işlemi gerçekleştirilmiş olmaktadır. Bu işlem son derece hızlı gerçekleştirilir. 

Faz Algılayarak netlik yapan sistemin mantıksal anlatımı aşağıdaki şekildedir. 

Not: Front Focus ve Rear focus bakımından problemli bir kamera ile çekilen fotoğraflar aşağıdaki gibi çıkmayacaktır. Sadece daha kolay anlaşılması için kamera tarafından algılandığı şekilde gösterilmiştir.

Faz algılamanın şekilsel anlatımı

 2-) KONTRAST ALGILAMA

Kompakt ve DSLR kameralarda arka LCD ile yapılan (Liew-View) çekimlerde netlik, KONTRAST ALGILAMA sistemi ile yapılmaktadır. Sistem, Netlik olan yerde yüksek kontrast bulunur prensibine göre çalışmaktadır. Kontrast algılamada görüntü algılayıcısından (sensör) görüntü ile ilgili gelen bilgiler analiz edilmekte ve lens kontrastın en yoğun olduğu yere hareket ettirilmektedir. Bu sistemde kamera, lense netlik yaptırmadan önce Faz Algılama sisteminde olduğu gibi netliğin önde veya arkada olduğunu bilmemektedir. Sistem; Karedeki net olan yeri bulmak için karedeki kontrast değişimlerini dikkate alarak, hesaplama yapmakta ve lens karedeki kontrastın en çok olduğu yere, netlik yapılmak üzere hareket ettirilmektedir. Bu nedenle bu sistem faz algılamaya göre daha yavaş çalışmaktadır. Ancak bir avantajı da bünyesinde barındırmaktadır. Görüntü algılayıcısı (sensör), görüntüyü kaydetmeden önce, AF fonksiyonu için kullanılmaktadır. Kısaca kompakt kameralarda, AF işlemini yapan modül yerine görüntü algılayıcısı kullanılmaktadır. Böylece kompakt kameralar daha ucuza mal edilmektedir. 

Şimdi de kameramızda bulunan netlik modlarına bir göz atalım;

CONTINUOUS SERVO AF (AF-C)

Sürekli netlik modu olarak adlandırdığımız sistem; Hareket eden cisme yapılan netliği korur. Ancak bu tek başına net fotoğraf çekmek için yeterli değildir. Çünkü makinenin netliği yaptığı an ile çekimin yapıldığı an ve makinenin seri çekim modunda ilk kare çekildikten sonra 2. kareyi çekmesi ve aynanın, tekrar yukarı kalkması için 50 milisaniye gibi bir zamana ihtiyacı vardır. Örneğin kamerayı saniyede 6 kare çekim moduna aldınız ve deklanşöre bastınız. Her bir fotoğraf arasında 50 ms bir gecikme yaşanmaktadır. Eğer fotoğrafladığınız konu hareketli bir konuysa bu sürede konunuz hareket eder ve elbette netlik kaybolur. Bu problemi çözmek için “hareketi önceden tahmin eden takip sistemi” diye Türkçe ifade edebileceğimiz “Predictive Focus Tracking System” adlı bir sistem kullanılmaktadır. Bu sistem, hareketli cismin pozisyonunu ve hızını algılayarak, konunun hızına uygun olarak lensi netlik yapması için hareket ettiren bir algoritma kullanmaktadır.  Sistem tüm bunları yaparken de makinenin çekime yeniden  hazır olacağı 50 ms süreyi de dikkate almaktadır. Hareket eden bir konu onu algılamaya ve analiz etmeye çalışan fotoğraf makinesi için çok büyük bir veri demektir. Hareket halindeki konudan gelen, bu çok büyük veriyi, kamera sisteminde işleyerek, takip eder ve sonuç olarak net fotoğraflar çekmemizi sağlamaktadır.

Yüksek hızlı sürekli çekim modunda netliğin, makinenin “hareketi önceden tahmin ederek takip eden sistemi” tarafından tahmin edilmesi döngüsünün çok hızlı bir şekilde yapılması net fotoğraflar için hayati önem taşımaktadır. Çünkü cisim sürekli hareket ettiği için fotoğraf çekilinceye kadar netliğin korunması için bu döngü gereklidir. Bu döngü;

1-) Hareket eden konunun algılanması, 

2-) Lensin netlik için ayarlanacağı konumun hesaplanması 

3-) Lensin hareket ettirilmesini kapsamaktadır. 

Bu nedenle Nikon tescili kendisine ait olan “Overlap Servo” denilen, alttaki şekilde kullanılan örtüşme diye Türkçeleştirebileceğimiz sistemi geleneksel netlik takip sistemine alternatif olarak geliştirmiştir. Geleneksel netlik takip sistemlerinde her bir döngü yukarıda açıklandığı üzere 3 aşamada gerçekleşmektedir. Bu döngü netlik sağlanıncaya kadar gerçekleşmektedir. 

Nikon’un örtüşme sisteminde ise; Lens netlik yapmak üzere hareket ettirilirken bir sonraki kare için hazırlık yapılmaktadır. Böylece hareket eden konuların netlenmesi daha kısa sürmekte ve netlik daha doğru ve keskin yapılmaktadır.

Geleneksel netleme ve Nikon'un Overlap Servo karşılaştırması

Hareketi önceden tahmin ederek takip eden sistem özellikle kameraya doğru değişmeyen hızlardaki hareketli konuları netlemede çok başarılıdır. Bu sistem F1 yarışlarında saatte 300 km hızla giden konuları bile çok başarılı bir şekilde takip edebilecek kapasitededir. Yalnız sistem düşük kontrasta sahip ortamlarda rastgele hareket eden ve çok aniden yön değiştiren konuları kaçırma ihtimali bulunmaktadır. Bu tip durumlarda; Netlik sistemi başarılı bir netleme için nesnenin çoklu netleme alanındaki hareketlerinden elde ettiği verileri hafızasında biriktirerek en uygun kararı vermektedir. 

Multi-CAM3500FX otomatik netlik modülü Nikon’un D3 modelinde kullanılan ve 51 tane netlik noktasına sahip olan ve gelişmiş AF sistemin övünülecek parçasıdır. Örneğin ayarların birinde fotoğrafçının isteğine ve dikkate aldığı şartlara göre en uygun AF ayarına kendiliğinden geçmektedir. Ayrıca netlik, bitişik netlik alanlarını birleştirerek grup haline getiren ve hareketli nesnenin konumunu grup netlik alanından diğer netlik alanına otomatik olarak kaydıran bir ayar seçeneği de bulundurmaktadır.