Die Welt aus Sicht eines AF Sensors

[Gast_316272]

Entschuldigung, ich muß mal fragen, weil ich fast nichts verstanden habe. Meine Fragen gehen auch ein wenig durcheinander. Könnte mir jemand Schritt für Schritt (Stichworte würden ja reichen) aufschreiben, wie das alles zu verstehen ist. Ich weiß, dass jetzt einige mit der Stirn runzeln, ist auch ok.

Bei dem 1. Bild sind die roten AF-Felder vom Sucherbild zu sehen. Darunter aus Sicht des AFs. Was zeigt das untere Bild jetzt genau in bezug auf das obere Bild (welche Sensoren genau vom oberen Bild)? Ich sehe vertikale und horizontale Linien eines Kreuzsensor?

Welches sind die 2.8 und 5.6 Sensoren im AF-Sucherbild der 7D? Diese Unterscheidung nach 2.8 und 5.6 habe ich bei der Pentax-Kamera noch nie gehört. Wofür ist diese notwnedig? Bedeutet dies, dass der mittlere AF-Sensor bei schlechten Lichtverhältnissen gar nicht so vorteilhaft ist, wenn ich z. B. meine 5D II nehme?

 

[Nightshot]

Diese Entscheidung kann bei knapperer Tiefenschärfe dem Autofokusalgorithmus leichter fällen, wenn denn das lichtstarke Objektiv nicht unter einer Kontrastschwäche bei Offenblende leidet. Mit der Genauigkeit hat das dann nichts mehr zu tun (meine irrige Annahme) nur mit der Treffsicherheit weil der Hintergrund weniger Kontrast bieten dürfte als mit einem lichtschwachen Objektiv mit grösserer Tiefenschärfe.

Ne, da hast immer noch ein paar Denkfehler. Dieses Freistellen, das du da beschreibst sieht der AF gar nicht, der hat Blende 29 vor den Augen und da ist gar nichts frei gestellt.
Die Weichheit bei Offenblende kommt ja daher, dass die Randstrahlen nicht genau da fokussieren wo die Zentralen es tun. Der AF sieht sich aber nur die Randstrahlen an, die für sich genommen auch ein scharfes Bild liefern. Dass es noch andere Lichtstrahlen gibt die durch die Mitte kommen und an anderer Stelle einen Fokus bilden (und das eigentliche Bild auf dem Hauptsensor ausmachen) weiß der AF gar nicht, er stellt auf den Fokus der Randstrahlen ein. Genau das muss man dem Objektiv bei der Justage bei bringen: "Wenn du mit deinen Randstrahlen glaubst das Bild wäre scharf, geh xy Schritte nach links oder rechts, denn erst dann ist es auf dem Hauptsensor scharf."

 

[mirischgli]

@Foto_Mausi
Das Bild aus Sicht des AF Modul zeigt nur den einen mittleren Fokuspunkt. Bei der 7D ist das ein doppelter Kreuzsensor (bei f/2.8). Die 4 Abbildungen in den Ecken mit den schrägen Linien sind für die Messung bei f <= 2.8 die anderen sind für die Messung bei f <= 5.6

Ich weiß nicht wie der AF bei Pentax Kameras ist.

Der mittlere Fokuspunkt der 5D II ist ein zusätzlich bis f/2.8 empfindlich.

Ich hoffe, das war einigermaßen verständlich. Wenn du wissen willst, warum für einen einfachen Liniensensor zwei Sensorzeilen (/zwei Abbildungen) auf dem AFmodul sind, dann schau dir die Phasendifferenz mal genauer an. Hab grad leider keinen Link parat.

@Nightshot
Super Arbeit, ist wirklich sehr schön aufbereitet!

 

[Gast_316272]

Danke, jetzt komme ich schon mal besser klar. Man sieht auf dem 2. Bild die Anordnung des doppelten Kreuzsensors (2 horizontal und 2 vertikal) und die Unterteilung in 2.8 und 5.6 Sensorbereichen.

Die 2.8 und 5.6 sind dann sozusagen ein Kompromiß an die gängisten Objektive und deren Offenblenden (bei denen der AF arbeitet), wenn ich die nachfolgenden Ausführungen richtig verstanden habe? So könnte man praktisch auch eine 1.4 Sensoreinheit integrieren, wo dann die entsprechenden Festbrennweiten eine höhere Treffsicherheit hätten? Wieso spricht man im Zusammenhang mit der EOS 1Dx immer vom AF und Blende 8.0?

 

[n.nescio]

Ne, da hast immer noch ein paar Denkfehler. Dieses Freistellen, das du da beschreibst sieht der AF gar nicht, der hat Blende 29 vor den Augen und da ist gar nichts frei gestellt.
Die Weichheit bei Offenblende kommt ja daher, dass die Randstrahlen nicht genau da fokussieren wo die Zentralen es tun. Der AF sieht sich aber nur die Randstrahlen an, die für sich genommen auch ein scharfes Bild liefern. Dass es noch andere Lichtstrahlen gibt die durch die Mitte kommen und an anderer Stelle einen Fokus bilden (und das eigentliche Bild auf dem Hauptsensor ausmachen) weiß der AF gar nicht, er stellt auf den Fokus der Randstrahlen ein. Genau das muss man dem Objektiv bei der Justage bei bringen: "Wenn du mit deinen Randstrahlen glaubst das Bild wäre scharf, geh xy Schritte nach links oder rechts, denn erst dann ist es auf dem Hauptsensor scharf."

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und, karl, das ist genau der grund, warum bei manchen objektiven fokusshift auftritt, weil eben, wenn ein objektiv sphärische aberration aufweist, ringförmige bereiche jeweils einen anderen fokuspunkt haben. bei offenblende liefert der äußere "frontlinsenbereich", der einen anderen fokus hat, als der zentrale linsenbereich, viel mehr licht auf den sensor, sodaß er das bild dominiert und der exzellent abbildende zentralbereich untergeht. und da wäre es schön, würde der af z.b. auf "blende 1.4" ausgelegt sein und der würde dann anders fokussieren als wenn du auf blende 5.6 abblendest und dann den "5.6er" af-sensor nutzt.

wie gesagt: der af-sensor kriegt nur ein haarfeines lichtbündel zu gesicht und das ist immer scharf. so wie facettenaugen.
(der af sähe schärfe und unschärfe und schärfentiefe erst, wenn die öffnung des af-optiksystems eine wesentlich größere wäre. er muß aber scharf sehen, ob der fokus daneben liegt )

lg gusti

 

[n.nescio]

Danke, jetzt komme ich schon mal besser klar. Man sieht auf dem 2. Bild die Anordnung des doppelten Kreuzsensors (2 horizontal und 2 vertikal) und die Unterteilung in 2.8 und 5.6 Sensorbereichen.

Die 2.8 und 5.6 sind dann sozusagen ein Kompromiß an die gängisten Objektive und deren Offenblenden (bei denen der AF arbeitet), wenn ich die nachfolgenden Ausführungen richtig verstanden habe? So könnte man praktisch auch eine 1.4 Sensoreinheit integrieren, wo dann die entsprechenden Festbrennweiten eine höhere Treffsicherheit hätten? Wieso spricht man im Zusammenhang mit der EOS 1Dx immer vom AF und Blende 8.0?

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der blende 8 af-sensor fehlt dann, wenn man z.b. ein 5.6/800er hat und einen telekonverter benutzen will. da hat dann die kombi f/8 und die cam weigert sich, scharfzustellen.

es gibt konkurrenzprodukte, wo das aber funktioniert.

lg gusti

 

[moto75]

@ Nightshot: Danke für Deine Mühe
@ Foto_Mausi: Bei Pentax dürften alle neun AF-Sensoren 5.6 Sensoren sein ("The K-5 uses a similiar AF module (SAFOX IX+) to the K-7 (SAFOX VIII+), but with larger AF lenses and/or more sensitive AF sensors. It has 11 AF sensors, 9 which of are cross type. All sensors are f/5.6, so it has no f/2.8 dual type center sensor (as far as Pentax Germany knows)" Quelle: http://www.falklumo.com/en/k5preview.html)

 

[Gast_316272]

Was ich noch nicht so richtig verstanden habe: Welchen Vorteil bietet eine vergrößerte Anzahl AF-Sensoren? Ein Modell hat 9 AF-Sensoren, die anderen wieder 36 AF-Sensoren usw. Worin liegt der Vorteil, wenn ich ja doch meist mit einem bestimmten AF-Sensor (wegen meiner auch innerhalb eines schaltbaren Sensorfeldes) agiere. Ist dies nur der Nachverfolgung bei Servo geschuldet? Oder, wenn ich mir das 1. Bild ansehe mit der hohen Dichte an AF-Sensoren: Erhöhe ich damit wirklich die Treffergenauigkeit, weil ich mehr Sensoren in der Nähe des fokussierenden Objektes habe? Ich fotografiere nur mit dem mittleren Sensor und komme damit bestens klar.

 

[Abdrücker]

@Foto_Mausi: Wenn du nur den mittleren AF-Sensor verwendest, bringen dir mehr Sensoren selbstverständlich keinen Vorteil. Eine höhere AF-Sensordichte bringt eigentlich nur beim AI Servo und/oder Nachverfolgung etwas. Mehr Sensorfelder bedeuten aber meistens auch weiter außen liegende AF-Sensoren, was für viele (die nicht verschwenken) als Vorteil gesehen wird.

@josupi: Solche Probleme kenne ich auch. Im Moment macht mein 35er oft solche Zicken (Kunstlicht: +10; Tageslicht: Nahbereich = 0, mittlerer Bereich trifft nur selten und dann meist bei +10, große Entfernungen = 0).

@Nightshot: Großartig. Sehr interessante Einblicke in die AF-Technik. Vielen Dank. Was mir eigentlich schon vorher bekannt war und mir erst jetzt richtig bewusst geworden ist: Wenn für den AF nur sehr kleine Bereiche der Frontlinse (f29) benutzt werden, könnten Schäden an oder Schmutz auf der Frontlinse den AF stärker beeinflussen als gedacht. Das würde vielleicht auch Objektiv spezifische AF-Probleme erklären, die nur bei einzelnen AF-Feldern auftreten.

Grüße
Martin

 

[Gast_311051]

Also wenn ich das richtig verstehe, wird derselbe Bildausschnitt, und zwar die Bildmitte, auf die verschiedenen AF-Sensorbereiche abgebildet, und dann der Versatz der einzelnen abbildungen gegeneinander ermittelt.

Aber das würde ja heißen, daß die einzelnen AF-Sensoren gar nicht den im Sucher hinter den AF-Feld Markierungen liegenden Bildbereich auswerten, sondern immer die Mitte.

Dann wäre es doch gar nicht möglich, durch Wahl eines "außermittigen" AF-Feldes auf was anderes als die Mitte zu fokussieren. Da das aber, wie die Praxis zeigt, einwandfrei möglich ist, muß das doch irgendwie anders laufen ?!?

 

[Nightshot]

Aber das würde ja heißen, daß die einzelnen AF-Sensoren gar nicht den im Sucher hinter den AF-Feld Markierungen liegenden Bildbereich auswerten, sondern immer die Mitte.

Ich hab mal versucht durch farbliche Markierung die Zuordnung der einzelnen AF Felder deutlich zu machen. Die Tatsache, dass manche Pixel gleich zu mehreren AF Zeilen zugeordnet sind macht es nicht gerade leicht.

 

[Gast_316272]

Das bedeutet aber, dass hier doch nicht das mittlere Sensorfeld zu sehen ist und stattdessen der ganze obere Block an der Fokussierung beteiligt ist? Es wäre nett, wenn Du noch ein paar grundsätzliche Hinweise zur Abbildung schreiben könntest, was passiert. Wie arbeiten dieses Sensoren im Verbund zusammen? Danke.

 

[kendon]

Also wenn ich das richtig verstehe

na offensichtlich verstehst du es nicht richtig... jedes "kästchen" in der sensoransicht deckt mehrere af-punkte ab, siehe nightshots beitrag.

 

[schubbser]

Aber das würde ja heißen, daß die einzelnen AF-Sensoren gar nicht den im Sucher hinter den AF-Feld Markierungen liegenden Bildbereich auswerten, sondern immer die Mitte.

Nein, vergleiche mal das Bild, das die "Maske" im Sucher mit den einstellbaren AF-Feldern zeigt mit den Auschnitten, die der AF-Sensor sehen würde. Genau das was INNERHALB der Markierungen liegt siehst Du auch auf den Bildern der Sensoransicht. Zumindest in der Vertikalen Ausdehnung.

In der horizontalen Ausdehnung tue ich mich aber auch gerade schwer! Ich vermute, dass hier die äusseren Bereiche im AF-Sensor zuständig wären, die Nightshots "Ersatzsensor" nicht abdeckt, da zu klein.

@Nightshot
ist das Zentrum bezüglich "AF-Suchermaske" und AF-Sensor-Mitte wirklich versetzt?

 

[Nightshot]

In der horizontalen Ausdehnung tue ich mich aber auch gerade schwer! Ich vermute, dass hier die äusseren Bereiche im AF-Sensor zuständig wären, die Nightshots "Ersatzsensor" nicht abdeckt, da zu klein.

Richtig, mein Sensor deckt nur den zentralen Bereich vom Sensor ab. Für die äußeren AF Felder gibt es genau den gleichen Aufbau links und rechts noch einmal.

ist das Zentrum bezüglich "AF-Suchermaske" und AF-Sensor-Mitte wirklich versetzt?

Ist hier mehr Zufall. Da ich mit meinem umgebauten Spiegelkasten keine Bilder aufnehmen kann, hat das Übersichtsbild eine andere Kamera gemacht. In der Wirklichkeit wird es aber auch nicht viel besser sein, das AF Modul kann man beim Einbau 1mm nach links und rechts schieben und eine genaue Justage ist nur bei Canons 1D Serie vorgesehen. Wie andere Hersteller das handhaben kann ich nicht sagen.

 

[Nightshot]

So jetzt habe ich noch mal etwas genauer hin gesehen, ob es nicht doch Unterschiede zwischen Objektiven gibt. Fokussiert wurde jeweils auf das Hausdach und betrachtet werden soll der Baum rechts im Vordergrund. Die zugehörigen Bilder vom AF Sensor habe ich deckungsgleich kopiert und als gif animiert. Da der Baum nicht im Fokus ist, wackelt der nun hin und her und die Distanz vom Wackeln wäre die Stellgröße, die das Objektiv zu fahren hat. Mit anderen Worten, je stärker sich der Baum bewegt, umso genauer kann die Kamera das Objektiv an die beste Position fahren.









Dass die Bildhelligkeit auf dem AF Sensor unabhängig von der Lichtstärke des Objektives ist hatten wir schon geklärt, aber auch was die Genauigkeit (Baumwackeln) angeht, kann ich keinen signifikanten Unterschied sehen.

 

[Nightshot]

Was aber einen ganz klaren Unterschied macht ist die verwendete Brennweite:

Es ist immer noch auf das Hausdach scharf gestellt und nun soll der AF auf den Baum scharf stellen. Für jede der drei Situationen muss der Motor im Objektiv genau die gleiche Strecke fahren. Bei 24mm sieht der AF nur einen ganz kleinen Unterschied, der Fokusfehler wird also höher sein als bei 105mm, wo der AF durch die Vergrößerung vom Objektiv viel genauer aufgelöst sehen kann. Das ist jetzt nicht dramatisch, da die Schärfentiefe im WW größer als im Tele ist, zeigt aber auch die Defizite die so ein System hat WW Optiken auf den Punkt fokussieren zu können.

 

[dmkdmkdmk]

Einer der interessantesten Artikel, den ich je hier gelesen habe. Vielen Dank für deinen Beitrag. Endlich verstehe ich einigermassen, wie der Autofokus funktioniert .

 

[Gast_19809]

So jetzt habe ich noch mal etwas genauer hin gesehen, ob es nicht doch Unterschiede zwischen Objektiven gibt. Fokussiert wurde jeweils auf das Hausdach und betrachtet werden soll der Baum rechts im Vordergrund. Die zugehörigen Bilder vom AF Sensor habe ich deckungsgleich kopiert und als gif animiert. Da der Baum nicht im Fokus ist, wackelt der nun hin und her und die Distanz vom Wackeln wäre die Stellgröße, die das Objektiv zu fahren hat. Mit anderen Worten, je stärker sich der Baum bewegt, umso genauer kann die Kamera das Objektiv an die beste Position fahren.

Schade dass Dein Sensor die äussere Strahlenteiler für die f/2.8er Sensoren nicht mit abdeckt - es wäre interessant zu sehen wie hier der Unterschied zu den f/5.6ern ausfällt...

 

[MasterFX]

Rainer, sag mir doch mal bescheid wenn du wieder so einen interessanten Thread veröffentlichst
Saubere Arbeit und auch schön zu wissen dass meine bisherige Denkweise richtig war (bzgl. Unabhängigkeit der Helligkeit von der Lichtstärke des Objektivs). Damit dürfte es auch die letzten Zweifler überzeugt haben, dass der AF eben nicht genauer/besser arbeitet wenn man anstatt eines f/2.8 Objektivs ein f/1.4 aufsetzt (vorausgesetzt die AF-Antriebe der Objektive arbeiten annähernd gleich genau)