Autoenfoque de doble píxel: ¿Qué es y qué cámaras lo tienen?

Dual Pixel Auto Focus: captura de pantalla de un vídeo de Canon.

Canon introdujo el enfoque automático de doble píxel de detección de fase (DPAF) en 2013, con la cámara EOS 70D, llamando a esta tecnología "revolucionaria".  Desde entonces, DPAF ha estado presente en la mayoría de los nuevos modelos de cámaras lanzados por Canon, desde la cámara de cine EOS C300 de 10.000 dólares hasta la cámara EOS 1DX MarkII de nivel profesional, pasando por la EOS M6 sin espejo de Canon y la EOS Rebel T7i de consumo.  DPAF también aparece en las cámaras de los teléfonos inteligentes de Samsung y otros, y varias de las grandes compañías de cámaras han registrado patentes para tipos similares de sensores.

¿Pero qué es el enfoque automático de doble píxel?  ¿Es realmente revolucionario?  ¿Hay algún otro fabricante que ofrezca una tecnología similar?

¿Qué es el enfoque automático de doble píxel?

En estos nuevos sensores de imagen CMOS de Canon, cada píxel tiene dos fotodiodos que pueden funcionar por separado o juntos.  Cada diodo tiene una lente separada sobre él.  Cuando la luz pasa a través de esas lentes y golpea los diodos, el procesador analiza la señal de cada diodo para enfocar y, una vez que se logra el enfoque, las señales se combinan para grabar la imagen.  Cada píxel del sensor, por lo tanto, tiene una doble función.

Este doble papel es lo que hace que los sensores DPAF sean diferentes.  En otros tipos de sensores de imagen, algunos de los píxeles se utilizan para enfocar y el resto graba la imagen, pero ninguno hace ambas cosas.

En los sensores de imagen Canon, el 80% de los píxeles (horizontal y verticalmente) juegan ese doble papel.  El sensor de la EOS 5D Mark IV, por ejemplo, tiene 6720 x 4480 píxeles.  Con una cobertura del 80% (5376 x 3584), más de 19 millones de píxeles tienen DPAF.  En comparación, el sensor Sony a7R iii tiene 7952 x 5304 píxeles y 399 puntos de enfoque automático de detección de fase.

Mientras que las cámaras sin espejo han estado utilizando el autoenfoque por detección de fase en los sensores de imágenes durante algún tiempo, las cámaras DSLR suelen utilizar un sensor de autoenfoque por detección de fase separado para enfocar mientras el espejo está inactivo y el visor en uso, y cambiar al autoenfoque por detección de contraste en el sensor de imágenes real cuando el espejo está en alto y usted está utilizando Live View o grabando un vídeo.

Y en el vídeo es donde DPAF puede brillar realmente, proporcionando un enfoque rápido y preciso sin que el objetivo se acerque y aleje para buscar el enfoque.  DPAF también hace que seguir y mantener el enfoque en objetos en movimiento sea mucho más fácil y preciso.  Además, puede manejar fácilmente el enfoque y cambiar de tema mientras graba vídeo utilizando la pantalla táctil en la vista en vivo.  Para fotografías fijas, puede tocar en cualquier parte de la pantalla LCD en la parte posterior de la cámara y obtener un enfoque rápido y preciso.

Enfoque automático de doble píxel: cada píxel contiene dos fotodiodos que funcionan de forma independiente. Captura de pantalla de un vídeo de Canon.

¿Qué cámaras tienen DPAF?

Las siguientes cámaras Canon tienen DPAF:

• Cámaras de cine C100, C200 y C300
• Cámaras sin espejo M5, M6 y M50
• 1 DX Mark II, 5D Mark IV, 6D Mark II, 7D markII, 70D, 77D, 80D, Rebel T71 (también conocida como EOS 800D) y las DSLR Rebel SL2 (EOS 200D)

Las cámaras de varios smartphones también cuentan con DPAF:

• Samsung introdujo DPAF en los teléfonos inteligentes Galaxy S7 y S7 Edge. Los sensores DPAF también se encuentran en los modelos S8, S8+, S9 y S9+.
• Los teléfonos inteligentes Pixel 2 de Google tienen sensores DPAF.
• El teléfono HTC U11 también tiene un sensor DPAF.

Una serie de sitios web que siguen el informe de mercado de que Fuji, Nikon, Olympus y Panasonic han presentado patentes para sistemas de autoenfoque de doble píxel (o muy similares).

¿Es DPAF realmente un cambio de juego?

Antes de emitir un juicio sobre el enfoque automático de doble píxel, debe comprender cómo funciona el enfoque automático y qué hace DPAF de forma diferente.

En una DSLR, hay dos sensores: un sensor de enfoque y un sensor de imágenes.  Cuando utilice el visor para componer su imagen, el espejo estará hacia abajo.  Ese espejo refleja una imagen de la escena que estás a punto de fotografiar en un pentaprisma y en el visor.  Un pequeño trozo translúcido en el espejo también permite que una imagen de la escena se refleje hasta el sensor de autoenfoque (que es diferente del sensor de imagen que capturará la foto).  Si, por otro lado, está componiendo con Live View, entonces el espejo está arriba, el enfoque se realiza a través del sensor de imagen y el sensor de autoenfoque no se utiliza.  Típicamente, el sensor de enfoque usa detección de fase y el sensor de imagen usa detección de contraste para autoenfoque.

La detección de contraste observa el micro contraste a lo largo de los bordes.  Puede decir si el borde es nítido o no está enfocado, pero no puede decir si el objetivo está enfocando hacia adelante o hacia atrás.  Por lo tanto, instruye al lente para que se mueva hacia adelante y hacia atrás para determinar hacia dónde y hasta dónde moverse para adquirir el enfoque.  Este proceso es lento, comparado con el autoenfoque por detección de fase.  Sin embargo, debido a que utiliza el sensor real, puede estar seguro de obtener un enfoque preciso.

Cómo funciona el autoenfoque por detección de fase. Captura de pantalla de Canon video.

El enfoque automático de detección de fase funciona como las antiguas cámaras telemétricas, en las que se ven dos imágenes y se ajusta el enfoque hasta que se juntan como una sola. Con la detección de fase, el sensor de enfoque toma la señal de dos diodos que están ligeramente separados y compara cada uno.  Si la señal coincide y la luz de cada uno de ellos llega al mismo lugar, entonces se logra el enfoque.  Si las señales están separadas y la luz no se alinea, un sistema de detección de fase mide cuán lejos y en qué dirección y luego mueve suavemente el objetivo hacia adelante o hacia atrás hasta el punto donde se logra el enfoque.  (Debo tener en cuenta que el sensor de detección de fase de una cámara digital DSLR puede estar ligeramente desalineado durante el proceso de fabricación, lo que podría dar lugar a imágenes ligeramente desenfocadas.  Eso sería molesto pero se puede arreglar.)

La detección de fase es notablemente más rápida que el autoenfoque por detección de contraste, lo que resulta útil para fotografiar deportes, animales salvajes, bodas, etc.  Importa menos para los objetos inmóviles como los paisajes.  Es más importante a la hora de grabar vídeo, cuando se desea que el enfoque se produzca de forma rápida y sin problemas.

Un sensor de enfoque DSLR tendrá un cierto número de puntos de detección de fase para el enfoque automático. La EOS 5D Mark IV tiene 61 puntos de enfoque automático, por ejemplo.  Mi Nikon D750 tiene 51.  Sin embargo, si estoy usando Live View (con detección de contraste en el sensor de imágenes), no estoy restringido a 51 puntos: puedo colocar mi enfoque en cualquier lugar de la pantalla de Live View.

Las cámaras sin espejo, por el contrario, sólo tienen un sensor que normalmente utiliza el autofoco de detección de fase.  El a7R iii de Sony tiene 399 puntos de enfoque.  El Olympus OM-D EM-1 MK II tiene 121 puntos de enfoque.  Cada uno de estos puntos de enfoque representa un píxel que no está grabando datos de imagen.  Sólo se está utilizando para el enfoque y los datos de la imagen se interpolan a partir de píxeles cercanos.  Aunque esto puede tener un efecto menor en la calidad de la imagen, no es suficiente para darse cuenta.  Lo que se obtiene en velocidad de enfoque y precisión compensa con creces cualquier pérdida minúscula de calidad de imagen.

¿Es DPAF realmente revolucionario?

El enfoque automático de doble píxel es sin duda una tecnología interesante.  Con cada píxel en el sensor capaz de grabar su imagen, la calidad de la imagen podría ser marginalmente mejor, pero con los sensores de hoy en día, probablemente nunca será capaz de notar la diferencia.

Para un fotógrafo de paisajes, no es una razón de peso para comprar una cámara nueva, aunque sería bueno tenerla.  Si está haciendo retratos o fotografiando eventos y bodas, probablemente estará componiendo y enfocando a través del visor y no utilizará realmente DPAF.

Para los videógrafos, sin embargo, ¡esto podría ser grande!  La mayoría de los videógrafos profesionales han utilizado el enfoque manual para evitar que el objetivo se enfoque.  En Hollywood, para cada escena se mide la distancia entre la cámara y el sujeto y se anota el enfoque en cualquier lugar en el que se encuentren los actores.  A medida que se desarrolla la escena, el operador de la cámara mueve manualmente el objetivo a esos puntos de enfoque predeterminados.  Los videógrafos que utilizan una cámara DSLR para grabar vídeo a menudo se aseguran de que el enfoque sea el correcto antes de grabar cada toma.

Por el contrario, el enfoque automático de doble píxel puede proporcionarle un enfoque inmediato y preciso sin que el objetivo tenga que ir y venir.  Puede tocar la pantalla LCD y fijar rápida y fácilmente el enfoque en un tema diferente.  Con la detección de fase DPAF, la cámara responderá de forma suave y casi instantánea.  Es mucho menos probable que la cámara pierda el enfoque cuando una persona u objeto se cruza entre usted y su sujeto o cuando hay una luz brillante o un área de alto contraste en la escena.  Canon también afirma que el sistema DPAF es mucho más rápido y mejor para mantener los objetos en movimiento enfocados.

Las personas que actualmente utilizan cámaras sin espejo para fotos o vídeos probablemente no encontrarán en DPAF una razón convincente para comprar una cámara o un sistema nuevo.  Muchas de las marcas sin espejo graban vídeo en 4K, pero no todas las cámaras Canon DSLR lo hacen.  Y los 399 puntos de enfoque del Sony a7Riii parecen suficientes.

En cámaras de teléfonos inteligentes, DPAF tendrá las mismas ventajas que en las DSLR, especialmente con vídeo.  Además, DPAF puede ayudar a simular el bokeh que a menudo no se consigue con las cámaras de los teléfonos inteligentes. (La profundidad de campo de las cámaras de los teléfonos inteligentes es enorme debido a sus pequeños sensores de imagen y a su proximidad al objetivo.) Apple y otros fabricantes han utilizado cámaras duales para conseguir los mismos efectos.  A medida que más personas empiezan a utilizar los teléfonos para grabar vídeos y a medida que los teléfonos se vuelven más sofisticados y capaces, este podría ser un buen argumento de venta.

¡Viene DPAF!

El enfoque automático de doble píxel proporciona suficientes beneficios como para que la mayoría de las compañías de cámaras y fabricantes de teléfonos estén trabajando en ello.  Se han presentado patentes y abundan los rumores sobre qué cámaras la recibirán y cuándo.  Probablemente lo obtendrá la próxima vez que actualice su equipo.

¿Vendería todo para conseguir una cámara DPAF ahora?  No. Es un "es bueno tener", no un "debe tener".  Sin embargo, si estuviera haciendo muchos videos, podría estar realmente tentado.

¿Estará en todas las cámaras en los próximos años?  Sí.  Y eso será algo bueno.