Fotografia od A do Z Autofocus

20 maja 2011, 18:54

Przedstawiamy słownik terminów fotograficznych: Fotografia od A do Z. Słownik przeprowadzi Czytelników przez najważniejsze pojęcia, pozwoli poznać i uzupełnić wiedzę z zakresu fotografii oraz jej praktyczne wykorzystania.

Dziś hasło: Autofocus. Zapraszamy do lektury.

Strona 1

Autofocus  - system automatycznego ustawiania ostrości w aparatach fotograficznych.

Widok w wizjerze Canona EOS 60D. Aparat umożliwia wybór jednego z dziewięciu pól autofocusu. Wszystkie elementy są krzyżowe, tzn. potrafią mierzyć ostrość pomiędzy punktami zarówno w pionie, jak i w poziomie.

Ostrość obrazu, wynikająca ze zogniskowania obiektywu na pożądanym elemencie obrazu, jest jednym z najważniejszych czynników, które decydują o poprawności technicznej fotografii. Niezamierzona nieostrość obrazu jest błędem, którego praktycznie nie można poprawić w późniejszej obróbce zdjęcia, a jedynie w niewielkim stopniu zamaskować za pomocą kontrastu (o ile jest to drobne odchylenie).

Reklama
E-akademia fotografii - kilka tysięcy stron lekcji, fotografii, przykładów, testów

Obiektyw Nikkor 18-55 mm 1:3.5-5.6 G II ED z widocznym przełącznikiem pomiędzy trybem autofocusu i ostrzeniem manualnym.

Oprócz autofocusu, istnieją dwie inne metody uzyskiwania ostrości. Pierwszą z nich jest ręczna regulacja przez osobę fotografującą przy użyciu (lub braku) metody pozwalającej oszacować ostrość. Druga metoda polega na użyciu obiektywu o ustalonej na stałe ogniskowej przedmiotowej, takiej, która przy danej przysłonie odpowiada odległości hiperfokalnej, czyli obejmującej wszystkie plany zdjęcia od stosunkowo bliskich do nieskończoności. Takie obiektywy z angielskiego nazywane są fix-focus (fixed focus) i stosowane są w najprostszych aparatach, np. wbudowanych w telefony komórkowe.

 

Pentax ME-F z 1981 roku. Pierwsza lustrzanka wyposażona w system autofocus (w tym wypadku wykorzystujący metodę detekcji kontrastu). Wybór obiektywów zgodnych z tym systemem ograniczony był do jednego modelu.

 

 

Powyższe metody mają jednak znaczne ograniczenia. Ręczne ustawianie ostrości może być czasochłonne, niewygodne, a także podatne na błędy. Z kolei obiektywy fix-focus zakładają konieczność użycia małego otworu względnego oraz uniemożliwiają selektywne ustawianie płytkiej głębi ostrości, jak również wykluczają fotografowanie z małej odległości (poniżej metra). Dlatego praktycznie każdy produkowany obecnie aparat fotograficzny, będący samodzielnym urządzeniem wyposażony jest system autofocus, czasami (w bardziej zaawansowanych modelach) uzupełniony o opcjonalną regulację ręczną.

Autor: Tomasz Waryszak

Przedstawiamy słownik terminów fotograficznych: Fotografia od A do Z. Słownik przeprowadzi Czytelników przez najważniejsze pojęcia, pozwoli poznać i uzupełnić wiedzę z zakresu fotografii oraz jej praktyczne wykorzystania.

Dziś hasło: Autofocus. Zapraszamy do lektury.

Strona 2

Systemy autofocus, zasadniczo podzielić można na dwie grupy: 

Reklama

• Aktywny autofocus - metoda wykorzystująca element emitujący dźwięk (powyżej progu słyszalności) lub światło (podczerwone) i mierząca czas, po jakim odbity sygnał wraca do czujnika w aparacie. Danej wartości opóźnienia sygnału odpowiada konkretna odległość przedmiotu. Znając tę wartość, aparat ustawia odpowiednio położenie soczewek w obiektywie. System ten stosowany był w przeszłości m.in. w niektórych modelach aparatów Polaroid. Obecnie właściwie nie występuje w aparatach cyfrowych.

 

Nikon 35Ti QD, analogowy aparat kompaktowy wyposażony w aktywny, podczerwony system AF.

 

 

• Pasywny autofocus - system, który ustawia ostrość, nie emitując żadnych sygnałów z aparatu. Czasami tego rodzaju automatyka wykorzystuje lampki, diody i inne elementy wspomagające, jednak ich zadaniem jest jedynie doświetlenie sceny dla ułatwienia pracy autofocusu, a nie ustawienie ostrości przez analizę odbitego sygnału wyemitowanego.

 

Praktycznie wszystkie stosowane współcześnie systemy autofocus należą do typu pasywnego. Jako najważniejsze metody w obrębie tego typu należy wymienić:

 

• Autofocus oparty o detekcję kontrastu - po raz pierwszy zaprezentowany został przez firmę Pentax w modelu ME-F w 1981 roku. Początkowo nie zyskał uznania, gdyż był bardzo powolny i poprawnie ustawiał ostrość jedynie na mocno kontrastowych elementach kadru. Po kilkunastu latach, w udoskonalonej wersji znalazł zastosowanie w kompaktowych aparatach cyfrowych, gdzie jest on właściwie jedyną stosowaną metodą ustawiania ostrości. Współczesne wersje tego systemu są znacznie bardziej wydajne, chociaż ustępują metodom stosowanym w lustrzankach.
  
  Zasada działania autofocusu wykorzystującego detekcję kontrastu opiera się na właściwości fotografii polegającej na różnicy kontrastowości pomiędzy ostrym, a nieostrym zdjęciem. Najpierw aparat wykonuje niewielkie zdjęcie, stanowiące wycinek (lub grupę wycinków) z jego pola obrazowego. Następnie przesuwa grupę soczewek odpowiedzialnych za ostrość w obiektywie o niewielką wartość i wykonuje następny pomiar. Jeśli kontrast się zwiększył, aparat powtarza tę procedurę ponownie, aż zostanie zmierzony spadek kontrastu. Wtedy system cofa położenie soczewek do poprzedniej pozycji i sygnalizuje ustawienie ostrości.

 

• Autofocus oparty o detekcję różnicy faz - wprowadzony na rynek kilka lat później, w 1985 roku przez Minoltę. Został dobrze przyjęty i bardzo szybko stał się standardem dla lustrzanek jednoobiektywowych.
  
  Metoda ta wykorzystuje promienie światła pochodzące z dwóch różnych punktów obiektywu, które zostają odbite, a następnie ponownie zogniskowane na jedną większą lub dwie mniejsze, specjalne matryce pomiarowe w aparacie. Na podstawie lokalizacji odbitych wiązek światła, elektronika aparatu jest w stanie obliczyć, w którą stronę i o jaką odległość należy przesunąć w obiektywie grupę soczewek odpowiedzialnych za ostrość. Metoda ta jest znacznie szybsza niż autofocus wykorzystujący detekcję kontrastu, jednak jej zastosowanie ogranicza się praktycznie tylko do lustrzanek. Ponadto, czasami stosuje się autofocus hybrydowy łączący zalety obu rozwiązań. Autofocus oparty na detekcji fazy uchodzi za bardziej użyteczny od opartego na detekcji kontrastu, jednak podatny jest na powstawanie pewnych niezgodności. Występują one np. gdy obiektyw nie jest idealnie skalibrowany z korpusem albo gdy na skutek wstrząsu lub uszkodzenia, detektor autofocusu w aparacie ulegnie przesunięciu.

 

Schemat działania systemu autofocus wykorzystującego detekcję różnicy faz.

 

 

Współczesne rozwiązania autofocusu, w obu z powyższych metod oferują bardzo często również takie funkcjonalności jak wybór obszaru pomiarowego (np. z boku kadru) albo ciągłe śledzenie ostrości, przydatne przy fotografowaniu obiektów w ruchu.

 

Multi-CAM 3500, 51-polowy moduł systemu autofocus wykorzystywany m.in. w Nikonie D3.

 

 

---