Kamera Basics #14 - Unterschied zwischen Kontrastautofokus, Phasenautofokus und Hybrid Autofokus
Der Autofokus nimmt uns Fotografen doch eine Menge Arbeit ab; es gibt natürlich auch Puristen, die gerne einmal manuell fokussieren. Aber gehen wir einmal darauf ein wie die unterschiedlichen Autofokusmodelle funktionieren: Kantenkontrast-Autofokus, Phasenvergleichs-Autofokus und der Hybrid-Autofokus.
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Kantenkontrast-Autofokus
Bei der kontrastbasierten Fokussierung wird der Autofokus durch das Ausprobieren verschiedener Fokusebenen ausgetestet. Dabei wird das Glas des Objektivs so lange verschoben, bis der Helligkeitsverlauf von hellen und dunklen Kanten die maximale Übereinkunft erreicht.
Die Kamera muss vor der finalen Feststellung des Fokus mindestens zweimal dieselbe Messung erhalten. Dies soll sicherstellen, dass der Fokus auch wirklich korrekt berechnet wird. Diese Methode ist recht günstig zu verbauen, weshalb sie lange Zeit in Video- und Kompaktkameras verbaut und eingesetzt wurde.
Vorteile des Kontrastautofokus
- starke Low Light Autofokusleistung
- kann Strukturen und Formen erkennen und verfolgen
- zuverlässige Erkennung und Fokussierung von Gesichtern
Nachteile des Kontrastautofokus
- fokussiert oft am Objekt vorbei
- keine gute Fokusleistung bei bewegten Objekten
- langsame Fokusgeschwindigkeit
Phasenvergleichs-Autofokus
Der Phasenvergleich ist an sich ein älteres System als es der kontrastbasierte Autofokus ist, doch wird dieser teils auf dem Sensor aufgebracht. Das System ist im Gegensatz zum Kontrastautofokus ein eher leistungssparendes System. Dieses System erkennt schon im ersten Schritt die Richtung, in die der Autofokus fokussieren muss. Das geschieht durch das Erstellen von vergleichbaren Lichtintensitätsmustern, wobei die Linien- und Kreuzsensoren helfen. Wichtig zu verstehen ist, dass die Autofokusleistung von der Menge der freiliegenden Sensoren abhängt: Je weiter die Blende geschlossen wird, desto weniger Licht bekommen die Sensoren ab. Hier ist es vom Vorteil, wenn die Kamera über mehr Sensoren verfügt.
Vorteile des Phasenautofokus
- hohe Genauigkeit
- schnelle Fokusleistung
- kann Bewegungen besser verfolgen
- schneller durch das Berechnen der Richtungs- und Entfernungsinformationen
- prädiktiver Fokus - er berechnet die benötigte Position zum Zeitpunkt der Aufnahme
Nachteile
- schwache Low Light AF Leistung
- Messungen nur in AF Feldern möglich
Hybrid Autofokus
Der Hybrid Autofokus vereint sowohl den Kontrastautofokus als auch den Phasenvergleichs-Autofokus. Er wird oft auch Phasen-Hybrid Autofokus genannt. Dieses System nutzt die Vorteile beider Systeme und lässt diese perfekt zusammenarbeiten.
Zunächst wird das Objekt durch die Lichtintensitätsmuster bestimmt, danach folgt die Feinabstimmung über den Kontrastautofokus. Hybrid Fokussysteme sind in der Lage teilweise ihre Funktion zu wechseln, so dass ein Phasenautofokus nicht nur alleine ein Phasenautofokus bleibt, sondern auch an der Stelle zu einem Kontrastautofokuspunkt wechselt.
Vorteile des Hybridautofokus
- bessere Low Light Autofokusleistung
- schnelle Fokussierung
- gute Bewegungsverfolgung
- hohe Genauigkeit
Welche Rolle spielt KI?
Wer KI verteufelt, verliert gerade bei den Autofokussystemen ein riesiges Potenzial. Diese Systeme profitieren stark von der KI, da sie dabei hilft Objekte zu erkennen und deren Position im dreidimensionalen Raum genau zu definieren. Sony beispielsweise erstellt ein Skelett des Objektes, um es genau zu definieren, wie es sich im Bild zur Kamera verhält. So weiß die Kamera, ob das Auge zur Kamera gedreht oder abgewandt ist.
Welche Rolle spielen die Objektive?
Objektive können je nach Fokussystem einen Vor- oder einen Nachteil bieten. Für die Performance des Autofokus spielen die verbauten Fokusmotoren eine wichtige Rolle. Ein Linearer Autofokus ist im Vergleich zum Hybrid Autofokus von Vorteil, da dieser nicht ein starkes Focus Breathing produziert, welches das Bild bei Videoaufnahmen unruhig macht. Die Blende bestimmt bei der Fokussierung, wie viel Licht noch den Sensor fällt, je nachdem verdeckt der Schatten der Blende also die Kreuzsensoren des Fokussystems deiner Kamera.
Tipp für Gegenlichtaufnahmen
Wer gerne tolle Gegenlichtaufnahmen machen möchte und Probleme mit dem Autofokus hat, kann seine Hand vor die Sonne halten, um so das Fokussieren zu erleichtern. Nachdem die Kamera fokussiert hat, muss man dann nur noch schnell die Hand aus vom Objektiv wegziehen.
Fazit
Die Fokussysteme haben mittlerweile eine sehr gute Performance erreicht. Man kann ihnen fast immer bedenkenlos vertrauen. Gerade mit dem Einzug des Hybridautofokus ist das Scharfstellen jetzt nicht nur schnell, sondern auch besonders zuverlässig. Allerdings gibt es auch heute sicherlich noch Potenzial, das ausgeschöpft werden könnte. Gerade bei der Entwicklung von schnelleren Motoren und der Ausweitung von unterstützenden Systemen rund um die Hardware.
Eine kleine Aufgabe für dich:
Spiel einmal mit verschiedenen Lichtsituationen, um deinen Autofokus besser kennenzulernen. Damit schaffst du dir ein besseres Vertrauen zu deiner Kamera und kannst mit den Situationen, wenn es einmal stressiger sein sollte besser umgehen.
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