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Ralf
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Autofokus
Allgemein:
Autofokus oder kurz AF wird die technische Komponente einer Kamera genannt, die dafür sorgt, dass das Motiv automatisch scharf abgeÂbildet wird. Wir unterscheiden dabei zwischen zwei Messsystemen, nämlich zum einen dem aktiven AF und zum anderen dem passiven AF. Näheres zu beiden Systemen kommt später.
Heutzutage ist der AF schneller als alles, was manuell erreichbar ist. Moderne Kameras arbeiten mit der sogenannten „MehrfeldmesÂsung“ und entscheiden dann sozusagen selbst, wo sich das Motiv beÂfindet und fokussieren automatisch darauf.
Die erste AF-Kamera wurde in Deutschland bereits 1977 verkauft, worauf das System sehr schnell zum Standard für KB-Kameras wurde. Die ersten SLR-Kameras mit AF stellten noch durch das Gehäuse scharf.
Die einfacheren AF-Systeme verfügen nur über einen einzigen AF-Sensor, komplexere Systeme über ein ganzes Sensorgitter, das oftÂmals aus mehr als 50 Sensoren, die sogar einzeln anwählbar sind. Allerdings ist die Verwendbarkeit der einzelnen Sensoren oft auch von der Wahl des Objektivs abhängig.
Neben der traditionellen Art des Fokussierens, der manuellen Art (MF), unterscheiden wir verschiedene Arten des AF:
• AF-S: (single AF) Die Kamera stellt auf das Motiv scharf und behält diese Einstellung bei, auch wenn sich das Motiv wähÂrend der Aufnahme bewegt.
• AF-C: (continuous AF) Die Kamera stellt auf das Motiv scharf und regelt bei beweglichen Motiven immer wieder kontinuierÂlich nach.
• AF-A (automatic AF) Die Kamera entscheidet selbst, welches der beiden Systeme sie auf das jeweilige Motiv anwendet.
Sollte die Schärfe nicht in der Film- oder Sensorebene ermittelt werden, sondern mit Hilfe einer Mattscheibe oder einer separaten Hilfsebene, ist es möglich, dass es zu Fokussierungsfehlern kommt, was zu unscharfen Fotos führt. Darum gibt es bei modernen DigitalÂkameras die Möglichkeit, die Lage der AF-Sensoren nach zu justieÂren.
Heute sind passive AF-Systeme am weitesten verbreitet. Die beiden wichtigsten Techniken hierbei sind die Kontrastmessung und der Phasenvergleich. Der passive AF ist allerdings sehr stark abhängig von ausreichender Beleuchtung und ebenso ausreichendem ObjektkonÂtrast. Allerdings kann man, sofern ein Hilfslicht eingesetzt wird, den rein passiven AF zu einem quasi aktiven AF umfunktionieren.
PASSIVER AUTOFOCUS
Kantenkontrastmessung
Normalerweise läuft das Fokussieren an den Kanten der Konturen geÂnauso ab, wie der Fotograf ohne Hilfsmittel fokussiert, also werÂden die Frequenzen des Lichts an den Kanten so lange gemessen, bis der Kontrast am stärksten wird. Beim manuellen Fokussieren pasÂsiert das intuitiv, beim AF sind in der Kamera hochkomplizierte Rechenoperationen notwendig. Die Kamera muss mindestens zwei MesÂsungen vornehmen, bis die Verstellrichtung erkannt ist und evtl. die nächste Fokusposition hochgerechnet wird.
Die Kantenkontrastmessung kommt meist in kompakten Digitalkameras zum Einsatz, da hier der Bildsensor schon das gesamte Bildformat ausfüllt. Die Integration des Phasenvergleichs wäre dadurch sehr aufwändig oder sogar unmöglich.
Der rechnerische Aufwand macht in der AF-Praxis fast ausschließÂlich relative Verfahren möglich, wozu mehrere Aufnahmen nötig sind, um eine korrekte Fokussierung zu erhalten. Hierdurch wird ein sehr hoher Strombedarf bedingt, was sich natürlich negativ auswirkt.
Phasenvergleich
Im Prinzip funktioniert die AF-Messung in einer DSLR so: Das vom Motiv reflektierte Licht wird über den Spiegel und die EinstellÂscheibe auf den AF-Sensor gelenkt. Zur Aufnahme wird dann der Spiegel entfernt und das Bild auf dem Bildsensor abgebildet.
Der Vorteil des Phasenvergleichs liegt darin, dass, obwohl ein zweiter Sensor benötigt wird, das System aber weniger RechenleisÂtung erfordert und die Einstellrichtung schon nach der ersten fest steht.
Der Phasenvergleich funktioniert heute noch so, wie es die Schnittbildindikatoren der alten mechanischen Kameras taten. Auf der Einstellscheibe waren zwei Kreishälften zu sehen, in den sich zwei Halbbilder durch drehen am Fokusring des Objektivs aufeinander zu bewegten, bis sie bei korrekter Fokussierung zur Deckung kamen. Die beiden Kreishälften werden heute durch zwei Sensorzeilen ersetzt, die den gleichen Zweck erfüllen.
AKTIVER AUTOFOCUS
Ultraschall-Laufzeitverfahren
Das seit Anfang der achtziger Jahre von Polaroid eingesetzte Ultraschall-Laufzeitverfahren entspricht dem bei U-Booten und Walen gebräuchlichen Sonar. Dabei wird, wie der Name sagt, die Laufzeit der Ultraschallwellen von der Kamera zum Objekt und zurück gemessen und danach die Entfernung zwischen beiden berechnet.
Objektbeleuchtung
Der Vorteil des aktiven AF liegt darin, dass er nicht auf die Leuchtleistung des Motivs angewiesen ist, sondern dadurch, dass durch aktive Beleuchtung eine exakte Messung ermöglicht wird. Neben dem erwähnten Ultraschall-Laufzeitverfahren kann man natürlich auch ein AF-Hilfslicht, ähnlich einer Taschenlampe, oder Messblitze einsetzen.
Das AF-Hilfslicht ist meist rot, selten grün und noch seltener als Infrarot-Hilfslicht zu finden.
Meist wird ein unregelmässiges Muster auf das Motiv projiziert, das dazu dient, die AF-Messung exakter zu machen. Auch kann mit diesem Muster auch bei völlig kontrastlosen exakt fokussiert werden.
Der Vorteil von Messblitzen liegt darin, dass sie sehr geringe Kosten verursachen, weil keine zweite Lichtquelle benötigt wird. Auerdem können auch schnell bewegliche Objekte gu fokussiert werden. Ihr Nachteil liegt darin, dass sie das Objekt gleichmässig ausleuchten, also, wie bei rein passiven Verfahren, nur kontrastreiche Motive fokussiert werden können.
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| Beitrag vom: 03.10.2017-14:19 |
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