Tutorial Funktionsweise des Autofokus für Interessierte

Hallo,

viele Gespräche in den Foren drehen sich immer wieder um das Thema Autofokus und viele Einsteiger haben gar nicht den Durchblick, wie dieser an einer DSLR denn überhaupt funktioniert.
Ich stelle hierzu mal ein paar Informationsquellen und auch eigenes Material zusammen, das helfen soll, sich dem Thema zu nähern.
Das ganze wird sich stückweise aufbauen, also bitte Geduld.

So sieht das Layout des Pentax K-3 Autofokusmodels aus und so bilden die Pixelreihen die einzelnen Sensoren:
http://www.dpreview.com/previews/pentax ... sensor.jpg

Und so ist es zu deuten:



Man erkennt, dass 14 potentielle Autofokussensoren schlicht nicht genutzt werden, warum auch immer.

Und sowas wird dann gesehen als Beispiel:



und



Den Strahlengang vom Motiv zum Autofokussensor durch die äußeren Objektivbereiche findet man hier schön dargestellt:
http://www.imaging-resource.com/PRODS/E ... aflens.gif

Und diese Grafik hier zeigt auf, wie es zu den verschobenen Bildern kommt, die den Phasen-AF erst möglich machen:
http://www.puchner.org/Fotografie/techn ... kus_09.jpg
Es geht eben nur, indem der AF nicht durch die Mitte guckt.


Man beachte, dass die Sensoren immer einiges mehr Fläche abdecken, als die abstrakten LEDs im Sucher suggerieren. Hier z.B. eine Darstellung von Canon, die das deutlich macht:
http://learn.usa.canon.com/app/images/a ... eos1dx.jpg

Der beste (englischsprachige Artikel zu dem Thema findet sich hier:
http://www.the-digital-picture.com/Phot ... ained.aspx

Wenn man das alles verstanden hat, weiss man auch, warum z.B. wiederholende Muster oder Motive mit nur weichen Übergängen tricky sind für einen AF.
Und warum das Modul bei wenig Licht länger nachdenken muss.

Man muss sich vor allem von der irrigen Vorstellung lösen, der AF-Sensor würde ein (klassisches) Bild sehen, wie der Fotograf. Nein, er sieht nur zwei (bzw. vier für ein Kreuz) Pixelreihen verschieden heller Bildpunkte.
Das ist auch der Grund, weshalb eine Motivverfolgung viel besser durch den RGB-Belichtungsmesssensor funktioniert, der tatsächlich immer ein echtes Gesamtbild sieht.

Auch wird jedem dann schnell klar, dass die Treffsicherheit bei herausfordernden Motiven automatisch sinken muss, wenn die abzugleichenden Pixelreihen kürzer gewählt werden (die AF-Felder "kleiner").

Und man sieht schön, dass es rein für einen Liniensensor gar keine x AF-Sensoren in Harwdare gibt, sondern dies willkürliche Abschnitte auf einem einzigen langen Sensor sind. Statt 5 könnte man also auch 17 winzige draus machen (die aber zugegebenermassen nicht zu den rechtwinklig dazu angeordneten Sensorlienien passen würden und so keine Kreuze bilden würden.

Danke!

Es gibt ja die berühmte Einstellung C-3-18 im Menü der neueren Modelle ab der K-3, die sich "AF Status halten" nennt.
Viele scheinen sich unsicher zu sein, wann da was Sinn macht.

Wer des Englischen mächtig ist, kann zu dieser Einstellung eine schöne Sammlung an Empfehlungen von Nikon lesen:
http://cdn-10.nikon-cdn.com/pdf/manuals ... lGuide.pdf
Dort auf den Seiten 10-14 schön dargestellt unter deren Begriff "Focus tracking with lock-on".

Wer Spass hat, kann sich das alles durchlesen, denn im Prinzip sind fast alle Features auch an den Pentaxen vorhanden. Einfach andere Begriffe nutzen:

"Focus tracking with lock-on" = C-3-18 "AF Status halten"
"Active D-Lighting (ADL)." = "Spitzlichtkorrektur" & "Schattenkorrektur" (bei Pentax also getrennt konfigurierbar)
"Easy Exposure Compensation" = "Einstellrad-Programmierung" und die Belichtungskorrektur auf ein Wahlrad legen
"AF-C priority Selection" = C-3-17 "AF-Einstellungen für AF.C"

Schon mal danke für die Darstellung und die links - kannst Du noch etwas zur Blende, bei der fokussiert wird sagen? Den Canon-Text habe ich so verstanden, daß es entweder die Blende 5.6 oder die Blende 2.8 ist und nicht - wie vielleicht viele denken - die effektive Offenblende des Objektivs wie z.B. 1.4 oder 4.

angus hat geschrieben:Schon mal danke für die Darstellung und die links - kannst Du noch etwas zur Blende, bei der fokussiert wird sagen? Den Canon-Text habe ich so verstanden, daß es entweder die Blende 5.6 oder die Blende 2.8 ist und nicht - wie vielleicht viele denken - die effektive Offenblende des Objektivs wie z.B. 1.4 oder 4.

Das ist die Stelle der Eintrittspupille, wo die Strahlen für den AF-Sensor durchlaufen. Die Blende, bei der fokussiert wird ist schon Offenblende (Binsenweisheit); die Blende durch die fokussiert wird dürfte sich so um f/40 herum bewegen. Der AF-Sensor braucht schließlich Schärfentiefe fast über den gesamten Bereich.

Für diese Frage gibt es also mehrere richtige Antworten.

mfg tc

Na ja im verlinkten Canon-Text steht etwas von 2.8 für alle Linsen mit 2.8 und offener und 5.6 für alle anderen, dazu lässt Canon eigentlich kleinere Blenden als 5.6 nicht mehr zu. Was das in der Praxis für ein Objektiv mit 1.4 Offenblende bedeutet habe ich so noch nicht verstanden..

angus hat geschrieben:Na ja im verlinkten Canon-Text steht etwas von 2.8 für alle Linsen mit 2.8 und offener und 5.6 für alle anderen, dazu lässt Canon eigentlich kleinere Blenden als 5.6 nicht mehr zu. Was das in der Praxis für ein Objektiv mit 1.4 Offenblende bedeutet habe ich so noch nicht verstanden..

Die breiteste Messbasis ist dann immer noch f/2,8. Ich finde, das geht aus deiner Formulierung ("2.8 für alle Linsen mit 2.8 und offener") auch eindeutig hervor.

mfg tc

Ich denke am deutlichsten formuliert man es so:
Es wird immer bei Offenblende autofokussiert.
Es gibt AF Sensoren, deren Strahlengang schon ab Blenden enger als f2.8 komplett von den Blendenlamellen verdeckt wird und welche, die von Blendenlamellen erst ab f5.6 verdeckt werden (bei Pentax ab spätestens f9 komplett).
Diese Blendenzahlen bei AF haben mit dem, was man sonst beim Fotografieren damit in zusammenhang bringt so gut wie nichts zu tun. So wird z.B. da auch nicht weniger Licht auf den AF Sensor fallen, wenn die Blende kleiner hemacht wird.
Im Kern ist beim AF die Blendenzahl vorrangig ein Mass, wie weit aussen an der Linse der Strahlengang geführt wird. Je weiter aussen, desto versetzter "sehen" die AF Sensoren und desto präziser können sie Abweichungen erkennen.
Tatsächlich sind die AF Linien und Kreuzsensoren so winzig, dass sie vermutlich einen Crop-Faktor von irgendwo zwischen 6 und 10 haben. Und daher sehen sie eben auch immer alles scharf, weil sie wie Kompaktkameras kein Problem mit Tiefenschärfe haben.