Kameraspezifische Einflussfaktoren auf AF-Geschwindigkeit

toskanafan · 18 März 2013

Mal eine Frage an die Experten.

Das Umgebungslicht, Motivkontrast, Fokusweg und verwendetes Objektiv maßgeblichen Einfluss auf die Autofokusgeschwindigkeit hat,
ist mir klar.

Die Frage ist, welche kameraspezifische Faktoren neben dem verbauten Modul und Prozessor noch für die AF-Geschwindigkeit von Bedeutung sind.

Beispiel 1):
Das Grundmodul Multi-CAM 4800 (FX/DX) wird in D600, D7000 und D5200 verbaut.
Die Geschwindigkeiten sind jedoch im AF-S Modus (zentraler Kreuzsensor) gefühlt (und gemessen)
trotz gleichem Umgebungslicht und gleichem Motiv sehr unterschiedlich.
Objektiv AF-S 85 1.8G
Reihenfolge: D600 schneller als D7000 schneller als D5200

Beispiel 2)
AF-Modul Multi-CAM 3500 (FX/DX) in D800 / D7100
AF-S Modus, zentraler Kreuzsensor, Objektiv AF-S 85 1.8G
Reihenfolge: D800 schneller als D7100

Die D600 kam mir sogar schneller vor als die D7100 (Vorserie?)

Ich freue mich über Eure fachlichen Beiträge.

Ciao
THomas

Kutterschaufel · 18 März 2013

Permeabilität des Spiegels
Reflexionseigenschaften des Hilfsspiegels.
Beschaltung des CAM 3500 (Analog). Taktung der AD-Wandler.

Plus die üblichen Verdächtigen aus der Meß und Regeltechnik:
Störgrößen
Regelgrößen
Stellgrößen
Ansprechverhalten des Stellglieds
Taktung der Istwert-Messung
Verhalten des Reglers
Zulässige Regeldifferenz
Genauigkeit der Führungsgrößen
also alles, von Ttot bis Stellzeit.

Und wenn das alles eingeflossen ist, kommt noch die Modellkonstante hinzu.
Da eine D3x000 -d7x000 laut Definition nicht schneller sein kann als eine D300-D800 und die nicht schneller als eine
Dx ist, wird dieses Verhalten auch in der Schaltung verbaut. Wie? Irgendwie!

wembly · 18 März 2013

toskanafan schrieb:
Beispiel 1):
Das Grundmodul Multi-CAM 4800 (FX/DX) wird in D600, D700 und D5200 verbaut.
Die Geschwindigkeiten sind jedoch im AF-S Modus (zentraler Kreuzsensor) gefühlt (und gemessen)

Wie hast du das gemessen. Ich hab hier die D7000 und die D600 liegen und könnte nicht sagen, dass da ein Unterschied besteht

Edit oder meinst du D700? Einmal steht 7000 einmal 700

toskanafan · 18 März 2013

wembly schrieb:
Wie hast du das gemessen. Ich hab hier die D7000 und die D600 liegen und könnte nicht sagen, dass da ein Unterschied besteht Edit oder meinst du D700? Einmal steht 7000 einmal 700

Eingangspost geändert in D7000, Danke für den Hinweis.

Das Messen überlasse ich den Fachleuten mit dem entsprechendem Equipment (deshalb in Klammern).

Ich habe D7000 und D600 unmittelbar hintereinander "getestet" und das war mein Eindruck/Gefühl.

HauserSLR · 18 März 2013

Kutterschaufel schrieb:
Plus die üblichen Verdächtigen aus der Meß und Regeltechnik:

Wo sitzt der Regler? Bzw. welches Signal wird an das Objektiv gegeben? Im Falle eines AF-S: Ich vermute mal nur eine Spannung, also die Stellgröße. D.h. der Regler sitzt in der Kamera. Wenn ich richtig liege, kann natürlich auch da ein Unterschied bestehen. Wahrscheinlich werden die Reglerverstärkungen je nach Objektiv angepasst. Da kann dann wirklich nur Nikon reinschauen!

toskanafan · 18 März 2013

Kutterschaufel schrieb:
Permeabilität des Spiegels
Reflexionseigenschaften des Hilfsspiegels.
Beschaltung des CAM 3500 (Analog). Taktung der AD-Wandler.

Plus die üblichen Verdächtigen aus der Meß und Regeltechnik:
...
, wird dieses Verhalten auch in der Schaltung verbaut. Wie? Irgendwie!

Vielen Dank für die ausführliche Erklärung

Na das sind ja jede Menge Einflussgrößen, kein Wunder also...

Ciao
Thomas

P.S.: Den AF der D800 muss man einfach einmal erlebt haben -

Kutterschaufel · 18 März 2013

HauserSLR schrieb:
Wo sitzt der Regler? Bzw. welches Signal wird an das Objektiv gegeben? Im Falle eines AF-S: Ich vermute mal nur eine Spannung, also die Stellgröße. D.h. der Regler sitzt in der Kamera. Wenn ich richtig liege, kann natürlich auch da ein Unterschied bestehen. Wahrscheinlich werden die Reglerverstärkungen je nach Objektiv angepasst. Da kann dann wirklich nur Nikon reinschauen!

Der Regler ist das Modul, besser gesagt die Auswerteinheit CAM.
Regelgröße ist der Auszug des Objektivs
Stellglied der Motor mit Getriebe
Sollwert = Null (bezogen auf die Phasenabweichung)

http://de.wikipedia.org/wiki/Regelungstechnik
Einfach Heizung weg- und Kamera reindenken

@

HauserSLR schrieb:
Ich vermute mal nur eine Spannung, also die Stellgröße.

Zwei Spannungen (+ und -) für "Vorwärts" und "Rückwärts"

Gast_129296 · 18 März 2013

HauserSLR schrieb:
Wahrscheinlich werden die Reglerverstärkungen je nach Objektiv angepasst. Da kann dann wirklich nur Nikon reinschauen!

Dann müsste es ja mit jedem neuen Objektiv eine neue Firmware geben.

Die Objektive können auch kaum an unterschiedlichen Kameras unterschiedlich schnell drehen, sondern werden vermutlich an jedem Body mit derselben Spannung / Strom betrieben.

Die Frage ist : Was wurde überhaupt gemessen / getestet ?

GymfanDE · 18 März 2013

blaubaer65 schrieb:
Die Objektive können auch kaum an unterschiedlichen Kameras unterschiedlich schnell drehen, sondern werden vermutlich an jedem Body mit derselben Spannung / Strom betrieben.

Ein EN-EL4/EN-EL18 liefert 10,8V, ein EN-EL3 dagegen nur 7,4V. Was spricht (zumindest in der Theorie) dagegen, die AF-S Motoren mit dem entsprechenden Akku auch mit mehr Leistung zu betreiben? Canon hat sowas früher jedenfalls gemacht (die selber USM Optik an 20D und 1D war an der 1D schneller). Wobei mir das an der D700 noch nie aufgefallen ist, im Gegensatz zum unterschiedlichen Spiegelgeräsch mit EN-EL4 oder EN-EL3 bei gleicher Serienbildgeschwindigkeit.

Was in der Aufstellung von Kutterschaufel noch fehlt ist die Geschwindigkeit des entsprechenden Prozessors. Ob die wirklich in allen Modellen gleich getaktet sind und dazu auch noch die idnetische Aufgaben übernehmen (oder in den günstigeren Kameras ncht doch noch einiges mehr)?

Kutterschaufel schrieb:
Zwei Spannungen (+ und -) für "Vorwärts" und "Rückwärts"

Gibt es dazu irgendwelche verfügbaren Informationen, die exakt auf Nikon eingehn. Canon macht dies grundlegend anderes, zu Nikon habe ich leider noch nie nähere Informationen gefunden.

Andreas H · 18 März 2013

GymfanDE schrieb:
Ein EN-EL4/EN-EL18 liefert 10,8V, ein EN-EL3 dagegen nur 7,4V. Was spricht (zumindest in der Theorie) dagegen, die AF-S Motoren mit dem entsprechenden Akku auch mit mehr Leistung zu betreiben?

Es sind Ultraschallmotoren. Deren Geschwindigkeit wird durch ihre Ansteuerung im Objektiv vorgegeben.

Kutterschaufel · 18 März 2013

Hier gehts los, bzw bei den Links unten im Text
http://en.wikipedia.org/wiki/Expeed

@

Andreas H schrieb:
Es sind Ultraschallmotoren. Deren Geschwindigkeit wird durch ihre Ansteuerung im Objektiv vorgegeben.

T'schuldigung wenn ich ein wenig Wiederspruch einlege. Bei Piezomotoren hängt die Leistung von der Betriebsspannung UND der "Frequenz und Pulsbreite" ab. Dadurch wäre es sehr wohl möglich die Geschwindigkeit Und Leistung des Stelltriebs zu verändern indem man entweder die Pulsbreite variiert oder an der Spannung dreht. Auch die Form des Pulses entscheidet über die mechanische Leistung.

Wg der Nikon D700 bin ich mir gar nicht mal so sicher. Daß die die höhere Spannung des BP mit EN-EL4 oder den Eneloops nur an die Spiegel- und Verschlußmechanik weiterreicht und das Objektiv über einen Spannungsteiler versorgt bzw AF-S Begrenzer eingebaut haben?

Andreas H · 18 März 2013

Dann wäre aber das Ansprech- und Stopverhalten der Motörchen noch schwerer in den Griff zu bekommen. Schau dir mal - beispielsweise im S&R-Manual des 16-85 - an, was da wie justiert werden muss.

Bei der D300 fällt mir mit und ohne Eneloops kein Unterschied im Verhalten der AF-S auf.

GymfanDE · 18 März 2013

Andreas H schrieb:
Es sind Ultraschallmotoren. Deren Geschwindigkeit wird durch ihre Ansteuerung im Objektiv vorgegeben.

Da hier offensichtlich keiner weiß, ob die (An)steuerung einzig durch die Kamera (wie es Kutterschaufel in seinem Posting suggeriert) oder das Objektiv selber geschieht (wie bei Canon) bin ich wieder mal eher ein Freund des (ansatzweise) objektiven Tests:

AF-S 70-200/2.8 VR I mit einigen Kameras und Akkus. Zeiten für die Fokussierung von Unendlich -> Naheinstellgrenze -> Unendlich (Kamera findet keinen Fokus). Gemessen per PAL-Video, also max 1/25 Sek. genau.

Code:

D700/EN-EL3e : 27 frames = 1,08 Sek.
D700/EN-EL4  : 27 frames = 1,08 Sek.
D7000/EN-EL15: 27 frames = 1,08 Sek.
D4/EN-EL18   : 23 frames = 0,92 Sek.

Da die Zeiten Mittelungen über mehrere Messungen sind ist für mich klar, daß die D4 mit dem selben Objektiv unter identischen Bedingungen den AF eindeutig "performanter" bewegt. Und da alle Kameras eine "Fokussuche" durchführten hat das Ergebnis m.M. nach recht wenig mit der reinen Rechengeschwindigkeit zu tun.

Allenfalls die Zeit für die Messung an der Naheinstellgrenze könnte sich unterscheiden, die Spiegelmechanik ist jedenfalls nicht involviert. Diese Zeit bewegt sich aber bei allen Kamera im Bereich von 1-2 Frames (Stillstand bei Naheinstellgrenze), das sind also nur 0,04 Sek. Unterschied (D4 zum Rest) und keine 0,16 Sek.

ronmann · 18 März 2013

Der gefühlte Unterschied kam mir beim testen eines Sigma 70-200 an einem kleinen Body noch größer vor, als der Unterschied zwischen Pro und semiPro.
Ich dachte warum ist das schnelle Sigma gefühlt so lahm (D3x00 oder D5000). An D90 war es "deutlich" flotter, an D7000 noch einen Tick mehr.
Damals gingen die Diskussionen zum Akku in die Richtung, dass der USM-Motor am stärkeren Akku nicht schneller ist. Wenn aber wie hier angemerkt doch, dann könnte es ja sein, dass so ein großer Motor so viel Strom zieht, dass die Spannung am kleinen Einsteiger-Akku einbricht. Wahrscheinlich sind es aber viele Faktoren die es beeinflussen. Bei Canon fiel mir dieser Unterschied bei den Bodys nicht auf, also bezogen auf die Fokusgeschwindigkeit mit dem Kreuzsensor Mitte.

GymfanDE · 19 März 2013

Wie ja schon in der ersten Antwort geschrieben wurde ist die theoretische (oder auch praktisch gemessene) Geschwindigkeit des AF-Motors zwar ein kleiner Faktor für die AF-Geschwindigkeit. Wenn es aber um die Treffsicherheit bei der Nachverfolgung von bewegten Motiven geht, dann kommen ganz andere Faktoren ins Spiel.

Und da spüre ich ganz deutlich den Unterschied zwischen den drei von mir erwähnten Nikon-Kameras mit dem selben Objektiv (mit dem 200/2 ist es sehr ähnlich). Wobei der Unteschied von der D7000 zur D700 erheblich größer ist wie der von der D700 zur D4. Bei letzterem hilft vor allem die höhere Empfindlichkeit bei schelchten Kontrastverhältnissen.

Ähnliches wurde beim AF-Vergleich der D4, D800 und D600 auch hier berichtet.

Bei Canon (70-200/2.8L IS USM an der 20D und 1D MKIIN) war der AF sowohl beim eher therotischen (dafür aber objektiv messbaren) Test wie auch in der Praxis schneller und treffsicherer.

Kutterschaufel · 19 März 2013

GymfanDE schrieb:
Da hier offensichtlich keiner weiß, ob die (An)steuerung einzig durch die Kamera (wie es Kutterschaufel in seinem Posting suggeriert) oder das Objektiv selber geschieht (wie bei Canon) bin ich wieder mal eher ein Freund des (ansatzweise) objektiven Tests:

Du hast mit Deinen Tests nur bewiesen, daß die Taktfrequenz der D4 höher sein muss als die der anderen Kameras.
Da die "Schrittweite" eines genügend starken Piezo-Motors und genügender Stromversorgung eine Konstante darstellt hast Du nur bewiesen, daß die D4 die notwenigen Steps schneller abarbeitet.
Bei Objektiven mit mehr Hemmung=Reibung oder mehr zu bewegender Masse kann allerdings immer noch der Faktor Spannung bzw Pulsbreite (Strom) eine Rolle spielen und Dir in die Messung spucken.

HauserSLR · 19 März 2013

GymfanDE schrieb:
Da hier offensichtlich keiner weiß, ob die (An)steuerung einzig durch die Kamera (wie es Kutterschaufel in seinem Posting suggeriert) oder das Objektiv selber geschieht (wie bei Canon) bin ich wieder mal eher ein Freund des (ansatzweise) objektiven Tests:

Ich bin mir relativ sicher, dass zumindest ein Verstärkungsfaktor im Objektiv abgelegt ist. Ansonsten würden unterschiedliche Objektive sicherlich nicht so gut und ohne Überschwingen fokusieren können. Man vergleiche nur mal ein 50 1,8 und z.B. ein 70-200, wo deutlich mehr Masse bewegt werden muss. Anders macht es aus regelungstechnischer sicher wirklich keinen Sinn. Die Objektive sind so unterschiedlich in der Größe und damit auch im Verhalten, dass es ohne Regleradaption nicht geht!

Kutterschaufel · 19 März 2013

HauserSLR schrieb:
Die Objektive sind so unterschiedlich in der Größe und damit auch im Verhalten, dass es ohne Regleradaption nicht geht!

Darum ist auch immer der passende - zumindest ein passender - Motor eingebaut. Im Objektiv ist kein Regler. Den bildet die Kamera ab. Im Objektiv steckt das Stellglied.

PS: Übrigens auch bei allen anderen Kameras, auch denen von Canon.
"Regler" = "Auswerte-/Steuereinheit" ist quasi das Gehirn des AF.
Ob die dann von einem Objkektiv noch Werte abgreifen können ist erst mal egal. Das einzige was der Regler erkennen muß: Die Phasenablage und ob die positiv oder negativ zu Null ist. Null ist das Ideal = Scharfgestellt.

HauserSLR · 19 März 2013

Kein Regler, das ist klar!! Aber ggf. eine angepasst Verstärkung, eine andere Gesamtverstärkung! Klar ist ein anderer Motor drin, aber denoch macht es Sinn, im Objektiv noch die Gesamtverstärkung anzupassen. Der Verstellweg ist doch teilw. auch ganz anders. Ich bin mir natürlich nicht sicher, aber Sinn macht es aus RT sicht!

Kutterschaufel · 19 März 2013

HauserSLR schrieb:
Kein Regler, das ist klar!! Aber ggf. eine angepasst Verstärkung, eine andere Gesamtverstärkung! Klar ist ein anderer Motor drin, aber denoch macht es Sinn, im Objektiv noch die Gesamtverstärkung anzupassen. Der Verstellweg ist doch teilw. auch ganz anders. Ich bin mir natürlich nicht sicher, aber Sinn macht es aus RT sicht!

Was bitte willst Du "verstärken"? Und wie?

Drehmoment? Ist eine Eigenschaft des Motors und spezifisch
(An)-Haltemoment Ist eine Eigenschaft des Motors und spezifisch
Geschwindigkeit/Vorschub: Sind frequenz- und pulsbreiten(strom)-anhängig.
Schrittweite=Genauigkeit= Eigenschaft des Motors und spezifisch

Getriebe? Verstärken nicht, kosten immer Leistung.

PS: Wenn Dir etwa etwas wie ein "umgekehrter Bremskraftverstärker" vorschwebt: sowas geht ohne Eintrag von Zusatzenergie nicht.

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