Юстировка камеры, неэффективный метод. Часть 2.
Юстировка камеры, неэффективный метод. Часть 2.
В части первой http://nesovet.livejournal.com/261289.html было про исправление фронт-фокуса и бэк-фокуса с частичной разборкой камеры.
Это метод регулировки сенсора фокусировки камеры.
Я напишу, как можно «халтурно» подкорректировать положение зеркал, не разбирая камеру.
Покажу, как сделать тесты камеры и как проверить объектив, если камера отъюстирована.
Конструкция зеркальной камеры такая
в натуре выглядит так
Работает это так: свет через объектив попадает на зеркало. Зеркало стоит под углом 45 градусов к оптической оси.
Отражается и попадает на матовый экран, на экране формируется изображение, которое мы рассматриваем в окуляр.
В зеркале полупрозрачное окошко, через которое часть светового потока проходит и попадает на второе зеркало, тоже 45 градусов к оптической оси.
Отражается и попадает на сенсор фокусировки. По простому на сенсоре стоят датчики, которые определяют максимальную резкость изображения. Если объектив автофокусный то датчик заставляет его фокусироваться.
Все устаканится. на датчике максимально резкое изображение, на матовом стекле тоже.
В момент фотографирования, зеркало поднимается, к нему прижимается меньшее, сенсора и свет попадает на матрицу камеры.
Изображение, как бы переносится с матового стекла на матрицу. Отрезки от зеркала до матрицы и матового стекла одинаковые.
Видно, что в этой схеме просто геометрия. Объективы здесь вообще не участвуют.
Зеркало выставляется под углом 45 гр пучком света, если вместо матового стекла установить зеркало, то луч отразится от зеркала камеры попадет на второе зеркало отразится и выйдет по тому же пути.
Это геометрия камеры и трудностей, имя прибор здесь нет. В домашних условиях нужно в байонете поместить источник, типа лазера и направит пучок по оптической оси.
Пробовать крутить эксцентрики, фотографировать миру и и пытаться получить резкость по всему полю, метод хуже.
Это как в квантовой физике, когда мы не можем обнаружить частицу, но по появлению других частиц мы знаем, что она здесь есть.
так по резким мирам в углах изображения мы думаем, что зеркало стоит правильно.
Зеркало регулируется эксцентриком в шахте камеры.
Еще раз скажу, что никакие фронтфокусы и бэкфокусы так не убираются. Объективы вообще не при чем.
Выставляется геометрия углы зеркал 45 градусов, матовое стекло перпендикулярно отраженному пучку, датчик фокуса перпендикулярен отраженному пучку.
Расстояние до матового стекла от зеркала равно расстоянию до сенсора.
Пусть объектив мануальный, наводитесь на предмет. На матовом стекле имеете резкое изображение, на датчике фокуса тоже, он это подтверждает.
Если датчик не подтверждает, а изображение кажется резким и в режиме LW, делаем снимок.
Делаем еще один снимок с подтверждающим датчиком, не контролируя визуально резкость.
Сравниваем снимки. Наверное снимок с визуальным контролем будет резким. Значит датчик не в фокусе.
Регулировка датчика http://nesovet.livejournal.com/261289.html, его нужно подвинуть вверх или вниз, но его плоскость должна быть параллельна матовому стеклу.
Объектив в режиме автофокус: подтверждение автофокуса есть, но в видоискателе изображение не резкое.
Смотрим в LW, тоже не резкое? Делаем снимок. И снимок не резкий. Регулируем датчик фокуса. Это случаи бэк и фронт фокуса.
LW и видоискатель независимые системы. Возможны случаи резкого изображения LW но не резкого в видоискателе, ну тогда подкрутите колечко диоптрий.
Регулировка положения матового стекла случай экзотический. но все же. Инструменты не нужны. Нужны прокладки и не кривые ручки.
подбирайте прокладочки и резкость появится.
Ну какие еще случаи? матрица не в фокусе? Тогда лучше байонет регулировать. Не надо матрицу трогать.
Не надо трогать эксцентрики зеркал, если не можете точно выставить угол.
Все должно двигаться параллельно и перпендикулярно.
Камеру можно отрегулировать не применяя объектив, ну разве что тестовый идеальный.
Если все отрезки в камере выставлены и углы 45 градусов и 90, также рабочий отрезок ( регулируется байонетом), то моно перебирать объективы. Все грехи сваливаем на них.
Я протестировал несколько объективов, у меня совпало все и автофокус и подтверждение фокуса при мануальной наводке, и резкость в видоискателе и резкая картинка LW.
Лучший оказался никон 80-200, хотя микро никкор 105, не должен был уступить.
Юпитер, конечно мылит, а у цейса слишком короткий фокус. До предмета съемки метров 30.
успехов в фотографии
Самостоятельная юстировка тушки Nikon D5100 / Sandbox / Habr
В интернете можно найти много статей и рекомендаций по юстировке объектива или тушки, и еще больше советов о том как нужно тестировать объектив перед покупкой, чтобы не допускать такой необходимости, но что делать если объектив уже на руках и постоянно «мажет»? Можно ли доверять найденным в интернете инструкциям? Не превратится ли моя камера в дорогой, со сменными объективами, кирпич?
Мне, как обладателю камеры и объектива с описываемым нюансом, хотелось бы видеть результат прежде чем лезть чем-то острым в район паха матрицы камеры.
Прежде чем начать, хочу сказать что есть универсальный способ избавится от проблемы, причем не требующий никакого вмешательства в работу вашей камеры — это снимать используя LiveView. Если вы никуда не спешите конечно.
А для тех, кого такой, мягко говоря, не быстрый способ, не интересует, могу сказать что операция прошла успешно, и ни одна матрица не пострадала. Но обо всем по порядку..
Введение
Многие обладатели зеркалок начального уровня снимают только китовым объективом, и, зачастую, довольны получаемым результатом. Но стоит только попробовать светосильный объектив, будь то фирменный фикс или советский Гелиос, как человека уже не остановить — хочется большего, того чего кит просто не умеет делать.
Так было и в нашем случае. Через пол года подаренный Гелиос уже выдавал хорошие картинки, но отсутствие автофокуса, и другие мелочи, сильно мешали комфортной съемке. Так что когда подвернулась возможность взять слегка подержанный, но в идеальном состоянии, Nikkor 50mm 1.
После серии кадров объективом на нашей тушке, тщательного осмотра стекла, и проверки полученных кадров на компьютере — объектив был наш. Могу лишь сказать, что проблема с промахами не обнаружилась изначально по нескольким причинам:
- это был наш первый светосильный объектив с автофокусом
- первые несколько недель все списывалось на неумение работать с объективом
- в различных условиях камера выдавала различный результат фокусировки
- а редкие кадры, с правильным фокусом, еще больше уверяли в том, что это проблема рук а не фотоаппарата
После серии тестов, сначала с подручными средствами (наклоненная под 45 градусов линейка, примотанная скотчем к плечу), а затем и с первой попавшейся распечаткой мишени для юстировки, очевидное стало явным — объектив мажет. Но поскольку сервисного центра с нужной квалификацией в городе нет, да и стоит это не дешево, было принято решение провести операцию самому, и вот что обнаружилось при подготовке.
Имеется несколько способов устранения проблемы.
Снимать в режиме LiveView. Просто, надежно, бесплатно, но фокусировка становится ужасно медленной, сложной и не всегда точной.
Юстировка объектива.
Надежно но очень дорого, и не доступно в данной местности.
А вот юстировка тушки может быть сделана тремя способами.
Программная юстировка из меню камеры. Хоть надежно и бесплатно, но доступно только на старших моделях камер, а потому не подходит.
(фото не мое)
Юстировка с помощью настройки положения/ориентации массива фазовых датчиков. Не очень надежно, бесплатно, и, в отличии от некоторых других зеркальных камер, D5100 для этого нужно частично разбирать, а посему данный способ был оставлен только в качестве запасного, и в конечном счете не был востребован.
(фото не мое)
Юстировка с помощью регулирования угла наклона зеркала. Не надежно, очень дешево (если ничего не сломать). Требует наличия прямых, не трясущихся, рук, и небольшого понимания того что вообще происходит.
У последних двух способов есть один большой минус — скорее всего, при установке другого объектива, мазать начнет уже он, т.е. мы изначально соглашаемся с тем, что настраиваем тушку только под один объектив. Но если покупать что либо еще в ближайшее время не планируется, и учитывая что операция, при определенном везении, является обратимой, бояться почти нечего.
Если еще не передумали, то приступим. Нам понадобится:
- распечатанная мишень для тестов, но можно воспользоваться и планшетом
с загруженной картинкой - спринцовка
- набор дешевых шестигранных отверток (а именно на 2,0мм) с длинными, а
не короткими ручками
- живая модель, для проверки работы фокуса в реальных условиях. Кот не подойдет, а вот жена/девушка/парень (нужное подчеркнуть) будет в самый раз.
- хорошее освещение
На освещении хотелось бы остановиться подробнее.
В силу несовершенства конструкции фазовых датчиков, и, возможно, программного обеспечения камеры, у младших зеркалок фокусировка имеет довольно большие допуски, которые не считаются промахом фокуса в прямом смысле слова, и при съемке в помещении с дешевыми лампами дневного света, проще говоря — экономками, промахи в фокусе являются довольно частым делом даже при отлично отъюстированном оборудовании.
Сама настройка проводилась в несколько этапов.
- контрольный замер фокуса
- снятие объектива
- поднятие зеркала включением режима LiveView
- погружение отвертки
- подкрутка эксцентрика
- очень аккуратное вынимание отвертки (Осторожно! Она имеет свойство застревать)
- продувка спринцовкой обсыпавшейся краски с эксцентрика
- надевание объектива
- проверка фокусировки на мишени
- проверка на модели
- проверка фотографий на компьютере
- повторение процедуры
Опытным путем, после двух-трех процедур, было установлено что поднятие отвертки вверх подвигает плоскость фокусировки ближе к объективу, а опускание отвертки вниз отодвигает плоскость фокусировки от объектива.
Поражает точность данной системы — подкрутка на несколько градусов дает довольно ощутимое смещение плоскости фокуса, что в конце концов привело меня к мысли, что хоть я и возился с настройкой несколько вечеров, полученный результат вполне может оказаться почти идентичен тому что было до процедуры.
Кстати, в единственном видео,
которое я нашел, и которое окончательно убедило меня в возможности такой процедуры, парень хоть и довольно небрежно крутит отверткой, но хотя бы показывает как добиться того что нужно.
Так же хочется чуть более подробно рассказать о методах проверки и реальном использовании такой системы.
Информацию о проверке фокусировки по распечатанной мишени можно найти довольно легко, равно как и множество других способов проверки “под линейку”. Но, в отличии от мишени, особенности фокусировки на лице все таки имеются.
Многие советую — “фокусируйтесь по глазам”, но не многие уточняют, что при близком портрете можно использовать в качестве опорной точки как бровь, так и дальний/ближний уголки глаз.
Естественно каждый из вариантов даст свои, отличные друг от друга, результаты.
При съемке портрета в полный рост для фокусировки можно использовать как глаза, так и рот, но для поясных, и более близких, портретов лучше все же использовать только глаза. Причем желательно учитывать угол поворота головы и фокусироваться на ближний к себе глаз, т.к. в таком случае выбор точки фокусировки еще более критичен и влияет на результат.
Теперь немного о грустном
Довольно слабым местом фотоаппарата D5100 являются фазовые датчики, а точнее то, что только один из них — центральный, является крестообразным.
Соответственно его точность заведомо выше остальных, и процедура юстировки была основана только на его показаниях. Что упрощает процесс настройки в разы, но ведет к такой особенности использования как перекадрирование после фокусировки. Ничего страшного, на мой взгляд, в этом нет, но этот момент нужно учитывать при использовании, и есть небольшой шанс, что у вас это будет (как возможно получилось у меня) непреднамеренно компенсировано при самостоятельной юстировке, т.
е. камера будет давать наилучший результат именно при перекадрировании.
Все это не критично, и лишь дело привычки, если это ваш личный “инструмент”, но, как показывает практика, те кто берут эту камеру не часто или в первый раз — обычно мажут.
Что касается китового объектива, то могу сказать что после юстировки камеры под 50mm 1.8G он ставился всего два раза, из-за условий съемки, и примерно 40% фотографий китом были с промахом по фокусу…
Итог
Для тех кто еще не начал крутить заветные болтики — подумайте еще раз надо ли это вам? Привязка к одному объективу, возможная потеря гарантии (краска обсыпается, и хорошо видны следы вмешательства), съемка только по одной точке, наконец возможность сильного повреждения матрицы при малейшем касании отверткой.
Любой мастер сервисного центра посоветует вам не делать этого, т.к. по его словам вернуть все на свои места можно будет только на специальном оборудовании, за деньги естественно, и, думаю, отчасти он будет прав.
Что же касается моего мнения, то произведенной «операции» есть вполне логическое объяснение. D5100 не является профессиональной камерой и вряд ли есть смысл покупать для него парк оптики, но потренироваться в портретах смысл есть, ведь как иначе понять тянет ли тебя на серьезную съемку? Для серьезной съемки нужна и камера посерьезнее. Хотя бы D300s/D7100 или аналог от другой фирмы, которые обладает куда большими возможностями чем D5100. Следовательно если такой момент и наступит, то текущая камера будет возвращена в исходное состояние, и, на пару с китовым объективом, останется домашней камерой или вовсе будет продана.
D5100 + 50мм 1.8G, пара китайских вспышек и зонтов, синхронизатор и самодельный тканевый фон. Думаю более дешевого старта для любительского студийного фото просто не существует.
Все вышеизложенное никоим образом не претендует на оригинальность, и призвано лишь показать практическую возможность такой
авантюры. Советы по тестированию и использованию являются полной отсебятиной, и могут не подойти вам или вашей камере.
Спасибо за внимание.
Камера для выравнивания диаграммы | Imatest
Центрирование тестовых диаграмм имеет решающее значение для тестирования качества изображения. Если камера неправильно совмещена с тестовой таблицей, ваше изображение может оказаться непригодным для анализа; вы можете не знать, действительно ли результаты указывают на систему камеры или на ошибку в позиционировании диаграммы.
Если оптическая ось смещена относительно центра мишени, интересующие области разрешения могут стать асимметричными, отклоняясь от идеального расстояния радиального поля и внося ошибку в вашу карту резкости в плоскости изображения. Если устройство наклонено относительно цели, точность измерений трапецеидального искажения и углов конвергенции будет снижена. Контроль выравнивания камеры относительно тестовой таблицы — лучший способ предотвратить эти ошибки.
Понимание и поддержание правильного выравнивания имеет решающее значение для процесса центрирования.
Оси x и y, которые проходят вертикально и горизонтально через камеру, должны быть выровнены так, чтобы они были параллельны тестовой диаграмме. Ось z или оптическая ось должна быть перпендикулярна диаграмме. Imatest рекомендует два метода точного выравнивания диаграммы.
Первый метод, в котором используется модульный испытательный стенд Imatest, является полезным инструментом для центрирования испытательной таблицы для обеспечения надлежащего выравнивания. Это рекомендуемая процедура Imatest. Процедура следующая:
- После установки камеры на головку штатива и настройки диаграммы можно приступать к центрированию.
- Убедитесь, что камера выровнена, регулируя наклон, наклон и рыскание головки штатива до тех пор, пока каждый угол не будет равен 0º, а пузырьковый уровень на головке штатива не будет находиться в центре. Это переводит номинальную оптическую ось камеры перпендикулярно диаграмме.
- Начните с того, что придвиньте стойку камеры ближе к карте. Как видно на видео на 2:14, объектив камеры не совмещен с центром диаграммы. Поскольку модульный испытательный стенд уже выровнен вдоль оптической оси, единственные переменные, которые необходимо отрегулировать, находятся в направлениях x и y.
- Внесите коррективы, перемещая карту или камеру так, чтобы камера находилась в центре диаграммы. На модульном испытательном стенде регулировку по оси Y легче выполнить, перемещая камеру, а регулировку по оси X проще выполнить, перемещая диаграмму.
- Начните с грубой настройки по этим осям, затем делайте более точную настройку по мере того, как линза становится более совмещенной с центром диаграммы.
- Теперь, когда камера отцентрирована, переместите ее на желаемое рабочее расстояние.
- Оцените рамку диаграммы, используя прямую трансляцию или захваченное изображение. Если на изображении присутствует наклон или поворот, это может быть проблема с выравниванием вашего датчика с вашим устройством.
Как видно на видео на 2:14, объектив камеры не совмещен с центром диаграммы. Поскольку модульный испытательный стенд уже выровнен вдоль оптической оси, единственные переменные, которые необходимо отрегулировать, находятся в направлениях x и y.
Преимущество этого метода в том, что камера всегда будет выровнена по номинальной оптической оси.
В другом методе центрирования карты используется штатив и зеркало. Этот процесс обычно требует дополнительной пары рук, если только вы не можете установить зеркало:
- Как и в первом способе, начните с установки камеры на штатив и правильного ее выравнивания.
- Стараясь не касаться поверхности карты, попросите кого-нибудь держать зеркало очень близко к центру карты. Зеркало должно быть максимально параллельно графику.
- Начните выравнивать камеру так, чтобы при съемке объектив камеры был виден в центре зеркала. Во избежание путаницы лучше выполнить настройку для каждой отдельной оси, прежде чем переходить к следующей оси.
Хотя этот метод может работать, он более трудоемок и заставляет объектив и датчик располагаться параллельно, что может помешать вам измерить наклон датчика, установленного в корпусе камеры.
Также очень легко случайно сместить любую из осей. Штативы могут быть прочными, но их легко ударить, что приведет к дезориентации всей установки. При соблюдении осторожности при использовании этого метода он позволяет измерять факторы качества изображения, помимо наклона и поворота, и получать приемлемые результаты.
Узнайте больше о тестовых таблицах и о том, как начать тестирование качества изображения, здесь.
Active Sensor Alignment — LUCID Vision Labs
Active Sensor Alignment сводит к минимуму наклон и вращение датчика изображения и размещает центр датчика на оптической оси объектива. Это достигается за счет анализа в реальном времени и настройки плоскости изображения в процессе размещения. Благодаря этому изображения получаются резкими и четкими даже в углах.- Домашний
- Технические бюллетени
- Активная юстировка сенсора
Активная юстировка сенсора
Понимание стадии, на которой сенсор крепится к камере, имеет основополагающее значение для качества изображения этой камеры.
Точное расположение датчиков позволяет камере создавать четкие и четкие изображения даже в углах. Датчик, расположенный по центру и плоский, максимизирует оптические характеристики вашего объектива. Этот процесс подключения не только влияет на качество изображения отдельной камеры, но также влияет на согласованность качества изображения между несколькими серийно выпускаемыми единицами одной и той же модели. Это позволяет разработчикам приложений машинного зрения надежно определять свои оптические характеристики, не беспокоясь о чрезмерных настройках и отклонениях от исходной спецификации при масштабировании своего приложения. Например, представьте, что вы производите несколько одинаковых систем машинного зрения, которые проверяют один и тот же продукт, но вам приходится каждый раз настраивать камеру и оптическую систему в соответствии с разными спецификациями, или, что еще хуже, вам приходится возвращать и ждать замену камеры, потому что оптические характеристики не соответствуют заявленным.
уровни толерантности. LUCID применяет Active Sensor Alignment в процессе производства камеры, чтобы свести к минимуму отклонения единиц и обеспечить качественное изображение для каждой камеры Triton и Atlas. 9
Проблемы с размещением датчиков Пример смещения угла на 30 микрометров
Заключение
В идеальном мире…
В идеальном мире оптический центр сенсора, наклон, вращение и заднее фокусное расстояние (BFD) были бы одинаковыми для всех камер. В этом сценарии размещение датчика будет определено и проверено один раз, а затем применено к каждому будущему устройству во время производства. Однако в реальном мире есть небольшие различия в каждом из компонентов, из которых состоит камера, включая угол, центр и глубину оправы объектива камеры в зависимости от положения датчика на плате формирователя изображения на печатной плате.
Вверху: Если бы все компоненты камеры были сделаны идеально, датчик можно было бы разместить в одном и том же месте для каждого устройства.
Выше: преувеличенная анимация некоторых переменных, связанных с компонентами камеры. Это приводит к несоответствиям с точным размещением датчика внутри камеры.
Проблемы с размещением сенсора
Возможно, есть небольшая разница в одном из компонентов, например, различная толщина припоя под датчиком изображения или наклон матрицы датчика изображения в его корпусе. Хотя эта разница может быть незаметна невооруженным глазом, ее влияние на качество изображения будет заметным. Это может привести к разнице заднего фокусного расстояния в области сенсора и, например, к размытому углу изображения. Приведенные ниже анимации являются преувеличенными примерами некоторых проблем, с которыми разработчики приложений машинного зрения могут столкнуться из-за плохо выровненных сенсоров камеры.
Слева: Наклон сенсора вызывает различия в фокусных точках в плоскости сенсора.
Для пассивного выравнивания, чтобы выявить неисправные камеры перед отправкой, проверка качества изображения традиционно проводится после изготовления камеры. Хотя эта стратегия может быть эффективной, она требует очень много времени и средств. Камеры, не прошедшие этот тест, уже собраны, и производитель должен решить, должны ли эти камеры быть отправлены обратно и разобраны, проверены, переделаны или выброшены. Кроме того, они также должны проверять и идентифицировать партии компонентов, которые привели к этим недостаткам. В конечном счете, это приводит к более жестким допускам на компоненты камеры, что увеличивает стоимость и потенциальные потери.
Выравнивание активного датчика: правильное размещение у источника
Гораздо более точный и эффективный способ обеспечения правильного размещения датчика называется Выравнивание активного датчика . В процессе размещения датчика система размещения измеряет центр изображения, вращение, наклон и заднее фокусное расстояние, активно регулируя положение датчика на основе обратной связи от визуальных измерений. В системе используется автоматизированный механический блок с 6 степенями свободы (6DoF) и блок визуального контроля. Блок визуального контроля анализирует визуальный рисунок, наложенный на плоскость датчика, и измеряет однородность резкости рисунка. Например, если система измеряет угол, который немного не в фокусе, она будет регулировать наклон датчика, пока он не окажется в фокусе.
Слева: на датчик наложен световой узор. Любые несоответствия в наклоне, вращении и глубине будут искажать световой рисунок. Эти искажения измеряются и компенсируются перемещением датчика с помощью системы 6 степеней свободы (справа). Отсюда датчик настраивается на правильное положение в режиме реального времени.
Смоделированный пример смещения угла на 30 микрометров
Ниже приведены смоделированные примеры изображений с 12,3-мегапиксельного CMOS-сенсора Sony IMX304 1,1 дюйма с объективом 6 мм и диафрагмой f2,8. Пример изображения с пассивным выравниванием моделируется с угловым смещением 30 микрометров. Смещение углов датчиков может быть вызвано многими факторами, в том числе разным количеством паяльной пасты внутри или снаружи корпуса датчика. Система активного выравнивания датчика LUCID позволяет точно регулировать микрометры, чтобы уменьшить эти зависимости.
В центре: нестандартное вращение датчика может усложнить установку камеры. Справа: иногда оправа объектива может быть немного смещена от центра, что может привести к затемнению углов. Производители камер закупают компоненты у нескольких поставщиков и должны убедиться, что они соответствуют требуемым спецификациям. Затем камеру собирают в надежде, что все совпадет. это называется Пассивное выравнивание .
Именно из-за этого некоторые производители камер полностью пропускают инспекционные испытания или вместо этого расширяют допуски камер и отгружают камеры как есть, чтобы снизить затраты за счет качества.
Как только он рассчитает максимальный уровень резкости в плоскости сенсора, он зафиксирует все компоненты на месте.