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Die Welt aus Sicht eines AF Sensors

Ich wollte nochmal auf das Thema Spot-AF zurueckkommen. Wir hatten vor einer Weile mal eine Diskussion ueber die Genauigkeit des Spot-AF im Vergelich zu einem vollen Punkt.

Du schreibst das hier:

Ja, ist eigentlich auch logisch. So eine AF Sensorzeile besteht im Schnitt aus 32 Pixel. Wenn ich also zwei Zeilen miteinander vergleiche, bekomme ich maximal 32 verschiedenen Verstellwege geliefert. Das wäre so grob, damit kannst nie auf den Punkt fahren, also musst du in Subpixel Auflösung vergleichen und Zwischenwerte interpolieren. Mit 32 gemessenen Punkten geht das noch recht gut, wenn du das mit dem Spot AF aber künstlich auf 16 reduzierst wird es schon schwerer. Hast viel Licht und starken Kontrast auf der Zeile geht das mit 16 Pixeln bei Spot AF noch ganz gut. Ist kaum Struktur vorhanden und auch noch dunkel sind selbst 32 Pixel sehr wenig, da handelst dir mit Spot AF eine Portion extra Ungenauigkeit ein.
Spot AF hat bei bestimmten Situationen schon seinen Sinn, aber wenn das ständig aktiviert hast würde ein AF Sensor mit nur halb so vielen Pixeln auch reichen und die Hersteller bauen die nicht zum Spaß ein.

Ich sehe das etwas anders, kann aber auch sein, dass ich damit komplett falsch liege. Oder ich sehe es genauso wie du, und du beziehst dich mit deinem letzten Satz genau auf die von mir geschilderte Situation.:o

Deine Erklaerung trifft zu, wenn das zu fokussierende Objekt komplett in einer Ebene liegt und die komplette AF-Zeile ausfuellt. Dann kann man wirklich davon ausgehen, dass die Genauigkeit des AF mit dessen Groesse skaliert.
Sobald aber das zu fokussierende Objekt nicht mehr das komplette Feld ausfuellt, oder in der Tiefe ausgedehnt ist, kann man da snicht mehr so direkt sagen. Die koennen naemlich die beiden AF-Felder nicht mehr komplett zur Deckung gebracht werden, da sich Strukturen in unterschiedlichen Distanzen und somit mit unterschiedlichem Phasenversatz auf den Sensoren dargestellt werden. Dann muss naemlich der AF-Prozessor mit einem komplizierteren Algorithmus bestimmte Bereiche der Sensoren wichten und somit eine Fokusdifferenz berechnen.

Stelle ich nun den AF auf Spot ein, muss man ja nicht due aeusseren 16 AF-Pixel abschalten. Der Prozessor wird eben die Wichtung so legen, dass nur Strukturen aus dem zentralen Feld beachtet werden und somit ein versehentliches fokussieren einer ungewollten Struktur verhindert wird.
Trotzdem sollte der komplette AF-Sensor mit all seinen 32 Pixeln ausgelesen werden. Waere das nicht der Fall, muesste der AF ja im Spot-Modus andauernd pumpen, weil der maximale Phasenversatz, der detektiert werden kann nur noch halb so gross ist.

Wie gesagt, prinzipiell hast du recht, wenn die Struktur gross genug ist (sich ueber den Grossteil der Zeile erstreckt) und komplett fuer die Versatzbestimmung verwendet werden kann, ist die Genauigkeit bei Spot-AF geringer. Aber in Faellen, wo die Struktur kleiner (als die halbe Sensorzeile) ist, sollte der Spot-AF aehnliche Genauigkeit haben.

So wie du es schreibst, klingt es so, als wuerde man sich im Spot-AF die genauere Position des Feldes IMMER mit einer reduzierten Genauigkeit erkaufen. Meiner Ansicht nach gilt das aber nur in den Faellen, in denen man eigentlich gar keinen Spot-AF benoetigt. D.h. man sollte immer die Einstellung waehlen, die die Situation erfordert. Spot-AF als Standardeinstellung ist natuerlich Bloedsinn.
 
Wenn irgendwie bekannt wäre, welche Sensorgrößen in den 80ern verwendet wurden, könnte man auch abschätzen, welche Auflösungen jetzt nützlich wären.
Bei der 1Dx war auch die Rede von einem Feld zum AF-Auswerten, ist damit die frühere 1er-Technik gemeint oder was ganz anderes?
Ich versehe leider gar nicht welche Sensorgrößen du miteinander vergleichen willst und was du bei der 1DX gelesen hast.

Ich sehe das etwas anders, kann aber auch sein, dass ich damit komplett falsch liege. Oder ich sehe es genauso wie du, und du beziehst dich mit deinem letzten Satz genau auf die von mir geschilderte Situation.
Wir meinen beide das gleiche und unterscheiden uns nur in Feinheiten.

Stelle ich nun den AF auf Spot ein, muss man ja nicht due aeusseren 16 AF-Pixel abschalten. Der Prozessor wird eben die Wichtung so legen, dass nur Strukturen aus dem zentralen Feld beachtet werden und somit ein versehentliches fokussieren einer ungewollten Struktur verhindert wird.
Trotzdem sollte der komplette AF-Sensor mit all seinen 32 Pixeln ausgelesen werden. Waere das nicht der Fall, muesste der AF ja im Spot-Modus andauernd pumpen, weil der maximale Phasenversatz, der detektiert werden kann nur noch halb so gross ist.
Ob Spot AF oder nicht unterscheidet sich nur in den letzten Zuckungen vom AF, wenn er eh schon fast am Ziel ist. Um einen ganz großen Phasenversatz zu detektieren werden ja sogar AF Sensorzeile miteinander ausgewertet, die eigentlich gar nicht zusammen gehören, aber auf dem AF Modul gerade passend aneinander grenzen.
Abschalten ist auch eine Art von Gewichtung, nämlich mit dem Wert 0, aber wenn magst kannst die Randbereiche noch zu 50% mit einbeziehen, das weicht den Spot halt dann wieder auf.

Wie der Algorithmus zum Auswerten arbeitet, kann man eh nicht genau sagen ohne den Quellcode der Kamera zu sehen, aber es gibt viele Patente die das beschreiben. Eines der Ur-patente zum AF das immer wieder zitiert wird dürfte das sein:

http://www.google.com/patents/US4387975

Und wenn die angegebenen Referenzierungen (die bis in die Neuzeit gehen) alle durch gehst, ist das Wochenende gelaufen.
 
Abschalten ist auch eine Art von Gewichtung, nämlich mit dem Wert 0, aber wenn magst kannst die Randbereiche noch zu 50% mit einbeziehen, das weicht den Spot halt dann wieder auf.
Ja, aber was, wenn das zu fokussierende Objekt gerade mal sagen wir die mittleren 8 Pixel des Sensors belegt und daneben nur endloser Himmel ist? Dann helfen mir die aeusseren 16 Pixel des vollen Feldes auch nicht weiter und die Genauigkeit des Spot-AF entspricht der des vollen Feldes.

Wie der Algorithmus zum Auswerten arbeitet, kann man eh nicht genau sagen
Ja, das ist wohl der entscheidende Punkt...:rolleyes:
 
Ich versehe leider gar nicht welche Sensorgrößen du miteinander vergleichen willst und was du bei der 1DX gelesen hast.

mit Sensorgrößen meinte ich die Größe der Pixel der AF-Sensoren...
Also, in Anbetracht, dass sich die Empfindlichkeit ca. verfünffacht hat, könnten ja auch fünf mal so viele Sensoren Platz finden, um dann (vermeintlich) einfacher bzw. genauer die Korrelation zu finden...

Bei der 1DX hatte ich im Kopf, dass der extra 100,000-pixel-Sensor fürs AF da sein sollte, hab den Thread nochmal angesehen, da war AE gemeint... :ugly:
 
Hallo Nightshot,

bin gerade erst auf diesen Thread gestoßen.

RESPEKT und große Achtung für Deine Ausführung.

Dieser Thread ist allen lernenden im Fach Fotografie wärmstens zu empfehlen. Das ist schon eine hochschulreife Bearbeitung dieses Themas.

Ich habe in fast 45 Jahren fotografischer Arbeit, davon fast 30 Jahren mit Digitalkameras, so eine Abhandlung über den Aufbau und die Wirkungsweise eines AF Sensors noch nicht gesehen.

Werde diesen Thread auch weiterhin mit großem Interesse verfolgen und bedanke mich bei Dir für diese großartige Arbeit.

Hut ab und Gruß
Fotodevil

Edit: Werde allen Teilnehmern meiner Kurse an der VHS diesen Thread als Pflichtlektüre empfehlen.
 
Zuletzt bearbeitet:
Eine Frage, denn das mit der Blende hab ich nicht verstanden:

Je lichtstärker meine Optik ist, desto mehr Licht bleibt mir im Spiegelkasten übrig. Bei Blende 1 ist theoretisch so viel Licht im Spiegelkasten wie außen. Daher bekommt der Sensor bei einem sehr lichtstarken Objektiv ja auch mehr Licht.

Und der Fokus wird mit Offenblende gemessen und nicht abgeblendet. Ich lass mir einreden wenn man mit einem 24-70 2.8 und einem 70-300 5.6 bei Blende 8.0 misst, dass keine der Optiken rein von der Lichtstärke einen Vorteil hätte. Aber gemessen wird bei Offenblende und somit müsste dem Sensor mehr Licht zur Verfügung stehen.

Klärt mich bitte auf.
 
Je lichtstärker meine Optik ist, desto mehr Licht bleibt mir im Spiegelkasten übrig. Bei Blende 1 ist theoretisch so viel Licht im Spiegelkasten wie außen. Daher bekommt der Sensor bei einem sehr lichtstarken Objektiv ja auch mehr Licht.

Und der Fokus wird mit Offenblende gemessen und nicht abgeblendet. Ich lass mir einreden wenn man mit einem 24-70 2.8 und einem 70-300 5.6 bei Blende 8.0 misst, dass keine der Optiken rein von der Lichtstärke einen Vorteil hätte. Aber gemessen wird bei Offenblende und somit müsste dem Sensor mehr Licht zur Verfügung stehen.

Jeder AF-Sensor betrachtet die Welt durch zwei eng begrenzte Bereiche in der Objektivöffnung. Die Größe ist dabei unabhängig von der Lichtstärke des Objektivs. Nur wenn das Objektiv zu lichtschwach ist, werden diese Bereiche abgeschattet, weshalb es für den AF eine Mindestlichstärke braucht (meist f/5,6).

Gruß,
Michael
 
Aber gemessen wird bei Offenblende und somit müsste dem Sensor mehr Licht zur Verfügung stehen.

Klärt mich bitte auf.

Ich bin nicht sicher ob ich Deine Frage richtig verstanden habe, aber nicht die Lichtmenge (Helligkeit) ist für den AF-Sensor das einzige Kriterium, sonder der "blendenbedingte" Ausleuchtungskreis. Dieser wird mit kleiner werdender Blende (größere Zahl) immer kleiner.
 
Das würde dann doch bedeuten dass f/0.x das Licht verstärkt - und die Linse die DAS kann würde ich gerne mal sehen ;)

Wir sprechen hier von theoretischen Werten :)

@schubbser: wird nicht der AF bei Offenblende gemessen. Hier tut sich der Sensor also wesentlich leichter wenn er eine 2.8er Optik bekommt als zB eine 5.6er Optik.

@mido: aber sind wir uns einig, dass ein lichtstarkes Objektiv mehr Licht zum Sensor lässt (und somit auch zum AF-Sensor). Insofern versteh ich nicht, wieso es hier keine Abhängigkeit gibt.
 
@schubbser: wird nicht der AF bei Offenblende gemessen. Hier tut sich der Sensor also wesentlich leichter wenn er eine 2.8er Optik bekommt als zB eine 5.6er Optik.

Rein Theoretisch muss der Sensor nicht bei Offenblende messen. Er wird dies aber herstellerbedingt wohl immer tun. Dass er sich leichter tut ist nicht mit Sicherheit gesagt.

Ausserdem muss die Kamera dafür geeignet sein diesen 2.8er Vorteil überhaupt nutzen zu können.
 
aber sind wir uns einig, dass ein lichtstarkes Objektiv mehr Licht zum Sensor lässt

Zum Bildsensor: ja.

(und somit auch zum AF-Sensor).

Nein.

Insofern versteh ich nicht, wieso es hier keine Abhängigkeit gibt.

Vor dem AF-Modul ist ja noch eine eigene Optik, die konstruktionsbedingt eine eigene Öffnung hat. In Post 3 schreibt Nightshot, das sie im getesteten Fall Blende 29 entspricht.

Dort hat er auch an einem Objektiv die Öffnung und Blickrichtung eines Kreuzsensors eingezeichnet. Die jeweils gegenüberliegenden Ellipsen auf der Frontlinse gehören zu einem Liniensensor und entsprechend groß sind die Öffnungen der einzelnen AF-Modullinsen.

Hier, unter "Scharfstellen per Phasenvergleich", ist nochmal eine schöne Schemadarstellung.

Ansonsten mach mal folgendes Gedankenexperiment: Stell Dir vor, Du bist in einem Zimmer (Spiegelkasten) mit zwei Fenstern an einer Seite. Eins ist 1m X 1m groß, das andere 0,3m X 0,3m. Draußen, gegenüber der Fenster, ist eine weiße Wand. Das Zimmer liegt so hoch und die weiße Wand ist so groß, daß aus dem Fenster nur weiße Wand zu sehen ist. Es ist klar, daß durch das große Fenster mehr Licht als durch das kleine Fenster in den Raum fällt.
Jetzt nimmst Du zwei geeignete Papprohre, z.B. die, auf die Frischhaltefolie aufgewickelt wird, und schaust dadurch auf die weiße Wand. Bei welchem Fenster fällt jetzt mehr Licht auf Deine Augen?

Gruß,
Michael
 
Blende 1 bedeutet einzig, dass Eintrittspupille und Brennweite gleich sind. Eine geometrisches Mass ist also solches von der Transmission völlig unabhängig. So ein Quatsch, "gleichviel Licht im Spiegelkasten, wie aussen".
 
Blende 1.0 hat nichts damit zu tun, das gleich viel Licht innen wie außen ist. (Die Formulierung alleine verbietet sich bei Licht schon).

Es ist nur die Blendenzahl, bei der der Durchmesser der Eintrittspupille der Brennweite entspricht, das ist kein besonderer Wert, er ist nur zufällig auf Grund der Definition der Blendezahl rund. Die theoretisch erreichbare Grenze auf Grund der Abbe'schen Sinusbedingung liegt übrigens bei f0,5
 
Danke für eure Infos. Für mich der Knackpunkt waren die vorgesetzten Mini-Linsen, die mit Blende 29 arbeiten. Diese Info hat mir gefehlt, ich hab Post 3 leider nicht vollständig gelesen. Kenn mich aus.
 
Blende 1 bedeutet einzig, dass Eintrittspupille und Brennweite gleich sind. Eine geometrisches Mass ist also solches von der Transmission völlig unabhängig.

Muss man noch dazu sagen, dass das für die F-Blende gilt.
Bei der Angabe in "T-Stops" (Transmission Stops) wird die wirkliche Transmission des Lichts gemessen. Ein f2.8 Zoom kann also T3.0 sein, während eine f2.8 Festbrennweite normalerweise T2.9 ist.
Findet man meist nur bei hochwertigen Filmkamera-Objektiven, dort aber so gut wie ausschließlich.
 
Eine Frage zum Autofocus ist für mich noch offen: Wie empfindlich ist ein AF gegen verwackeln?

Man liest gelegentlich, dass ein Bildstabilisator auch bei kurzen Verschlusszeiten sinnvoll sei, da er durch das beruhigte Sucherbild dem AF helfe.

Klar ist, dass man dem AF nicht hilft, wenn der Kontrast, den er "scharfstellen" möchte, aus dem Bereich des AF-Sensors herauswackelt.

Aber ist es auch ein Problem, wenn "das Bild" einfach zittert? Arbeitet der AF mit einer Art "Verschlusszeit", so dass ab einer gewissen frequenz der Verwacklung ein scharfer Kontrast zu einem matschigen Übergang werden würde - mit der Konsequenz, dass das Scharfstellen scheitern würde?

Und zu guter Letzt der Übertrag in die Praxis: Kann das in der praktischen Anwendung ein Problem werden? Wenn man es also schafft, trotz zittriger Hände das AF-Feld beispielsweise auf dem Auge der zu fotografierenden Person zu halten, kann es dann trotzdem sein, dass man so stark zittert, dass man den AF in seiner Arbeit behindert?

Viele Grüße
Robert
 
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