Kontrast-AF schneller als Phasen-AF?

[Frank Klemm]

Ich sehe bei allen Sportveranstaltungen nur noch Fotografen mit mFT hinter der Bande stehen, weil alle den lahmen AF von Canikon satt haben. Und auch hier in den Beispielbilderthreads Handball, Fussball, Tischtennis etc gibt es nur noch Bilder, die mit Lumix etc. gemacht wurden.

Es gibt keinen Grund, sich über spiegellose Kameras mit Kontast-AF lustig
zu machen. Zum einen ist das arrogant, zum anderen macht man sich zum Deppen.

Denn es ist noch gar nicht so lange her, daß dieser Fehler schon mal gemacht wurde.
Damals ging es um die richtigen Analogkameras und über belächelte Digitalkameras.

Ist gerade mal ein Jahrzehnt her (wenn überhaupt), es gibt aber schon die
ersten, die das schon wieder vergessen haben.

Der Vorteil eines Phasenkontrast-AF ist im wesentlichen, daß er ein direktes Stellsignal liefern kann.
Man braucht keine spezielle Mechanik im Objektiv oder am Sensor.

Nachteile gibt es genügend. Schlechte Lichtausnutzung (1/10.000 bis 1/100.000),
keine Messung an beliebigen Stellen möglich, spezielle Meßeinrichtung muß eingeklappt werden (meistens zumindest),
muß exakt kalibriert sein, bewertet nicht die Bildschärfe, sondern den Schwerpunkt von Strahlenbündeln,
nur in bestimmten Richtungen empfindlich (2, 4 oder 8 Stück), ...

Ein gutes Funktionieren eines Kontrast-AF erfordert einige Eigenschaften von Sensor und dem AF-Aktor.
Funktioniert das perfekt, stellt er in den meisten Situationen einen Kontast-AF der
heutigen Bauweise in den Schatten. Hinzu kommen noch Service-Funktionen, wenn man ihn mit
einem guten EVF kombiniert. Auch hier sollte man sich im klaren sein, daß schnelle Sensoren und hochauflösende
Displays irgendwann mal zu Suchern führen, die zwar nicht optisch sind, die aber in den meisten Situationen
optischen Suchern ebenbürtig sind. In machen Situation schlechter, aber in anderen Situationen auch
wieder besser als optische Sucher.

BTW: Ich würde den Sensor für die AF-Suche bewegen. Der Sensor kann in Z-Richtung sich hochpräzise
bewegen und auch schwingen. Daraus bekommt man das Stellsignal.
Weiterhin ist er für die letzten Feinkorrekturen vor der Belichtung verantwortlich.

 

[miclindner]

Ich sehe bei allen Sportveranstaltungen nur noch Fotografen mit mFT hinter der Bande stehen, [Ironie aus]


Im Ernst: Bis der Kontrast-AF dem Phasen-AF das Wasser reichen kann, wird noch einige Zeit vergehen. Die Bildqualitaet, die eine OM-5 oder Lumix G3 mittlerweile erreicht, ist auch fuer professionelle Ansprueche mehr als ausreichend. Der AF ist es sicher nicht,

... natürlich, es musste natürlich gesagt werden, dass sich obige Meßwerte alle nur auf den Single-Shot beziehen. AF-Nachführung und Serienbildaufnahmen stellen noch ganz andere Anforderungen, obwohl die nicht nur etwas mit der Auslesegeschwindigkeit des Sensors zu tun haben, sondern mit noch anderen Dingen wie z.B. der (teuren) Größe des Pufferspeichers und der Anzahl der Prozessorkerne für die Bildverarbeitung.

Aber wohin wird die technische Entwicklung wohl gehen, wo die Leute derzeit alles möglichst klein haben wollen ...
Frank Klemm hat ja die wichtigsten Baustellen bereits gut beschrieben (wozu wohl die letzten aktuellen DSLRs fast alle eine Justiermöglichkeit des AF eingebaut haben ? ...)

Bei den DSLRs beobachte ich zumindest zur Zeit folgende Trends:

- KB irgendwie von der Kamera her bezahlbarer zu machen (mit Streichungen in Details, die dem Einsteiger oft gar nicht bewusst sind) - die Objektivpreise bei Linsen, die dann KB wirklich (aus)nutzen können, bleiben aber gleich (teuer) bzw. steigen noch weiter !

- immer neue Modelle mit Verbesserungen in den Teildisziplinen (bestes Beispiel Nikon mit der D-300 und 800er Serie), wodurch man sich immer weiter von der doch eigentlich so innig gewünschten All-In-One-Kamera entfernt.

Momentan dreht man sich da, jedenfalls nach meinem Empfinden, etwas im Kreis.
Eine (für den Kunden teure) Ehrenrunde, bis neue technische Lösungen am Horizont auftauchen, wobei einige angesichts der kommenden Generationen an digitalen Suchersystemen von Drittherstellern sicher schon jetzt nervös werden.


M. Lindner

 

[Pedrostein]

Auch hier sollte man sich im klaren sein, daß schnelle Sensoren und hochauflösende
Displays irgendwann mal zu Suchern führen, die zwar nicht optisch sind, die aber in den meisten Situationen
optischen Suchern ebenbürtig sind. In machen Situation schlechter, aber in anderen Situationen auch
wieder besser als optische Sucher.

EVF muss nicht zwangsweise Kontrast AF erfordern (siehe meine Signatur)

Das Hauptproblem am Kontrast-AF ist, dass er staendig etwas ueber den Schaerfepunkt hinaus muss, da er 2 Messungen benoetigt, um zu bestimmen, wohin die Kamera scharfstellen muss. Eine Messung sagt nur, dass es unscharf ist, aber nicht, wohin die Reise gehen soll. Der Phasen-AF kann das bereits mit einer Messung, so wie wir frueher am Schnittbild sahen, in welche Richtung wir das Fokusrad drehen mussten.

Ich finde, in dieser Animation ist es gut dargestellt http://graphics.stanford.edu/courses/cs178/applets/autofocusPD.html

Wenn man den Spiegel schwingt, sieht man auch, warum SLT mit Phasen-AF einen Vorteil hat, aber das ist OT.

 

[n.nescio]

EVF muss nicht zwangsweise Kontrast AF erfordern (siehe meine Signatur)

Das Hauptproblem am Kontrast-AF ist, dass er staendig etwas ueber den Schaerfepunkt hinaus muss, da er 2 Messungen benoetigt, um zu bestimmen, wohin die Kamera scharfstellen muss. Eine Messung sagt nur, dass es unscharf ist, aber nicht, wohin die Reise gehen soll. Der Phasen-AF kann das bereits mit einer Messung, so wie wir frueher am Schnittbild sahen, in welche Richtung wir das Fokusrad drehen mussten.

tja, du solltest dir eine kam mit pahsenkontrast-af kaufen oder deine behalten, weil du so davon überzeugt bist. ich habe beides und schätze beides. im grund hast du recht, aber das ist ja der grund, warum die moderneren spiegellosen cams den af mit einer viel höheren taktrate betreiben als dies bei dslrs der fall ist. und das ist auch der grund, warum man spezielle objektive mit geringer zu beschleunigender linsenmasse verwendet mit motoren mit sehr hohem moment zum rasanten schrittweisen beschleunigungen- und stoppen. weiters sind die algorithmen, mit denen der af die richtung, position und geschwindigkeit des fokusiervorganges berechnet sicherlich etwas komplexer als man glaubt, damit das rasch und ohne unnötige leerwege vor sich gehen kann.

merke: wenn du etwas besitzt und verstanden hast, ist es bereits veraltet. morgen gibts bereits wieder eine neuere technik.
das mag man mögen oder nicht. aber es passiert ohne zutun des einzelkonsumenten.
lg gusti

 

[brunnerm]

und das ist auch der grund, warum man spezielle objektive mit geringer zu beschleunigender linsenmasse verwendet mit motoren mit sehr hohem moment zum rasanten schrittweisen beschleunigungen- und stoppen. weiters sind die algorithmen, mit denen der af die richtung, position und geschwindigkeit des fokusiervorganges berechnet sicherlich etwas komplexer als man glaubt, damit das rasch und ohne unnötige leerwege vor sich gehen kann.

Ich finde da Frank Klemms Idee äusserst interessant, anstelle der AF-Mechanik den Sensor vor und zurück zu bewegen. Das geht sicher schneller, hat keine Spielfrei zu haltende Mechanik und somit weniger Verschleiss.
Bei genügend grossem Sensorhub könnte evtl. auch ein Kontrast-AF auf Anhieb die benötigte Fahrrichtung des AF bestimmen, schon bevor überhaupt eine Linse bewegt wird.

 

[n.nescio]

Ich finde da Frank Klemms Idee äusserst interessant, anstelle der AF-Mechanik den Sensor vor und zurück zu bewegen.

im vorigen jahrhundert hat das contax mal gemacht (contax ax). allerdings nicht mit einem sensor, sondern mit dem damals üblichen kleinbildfilm und dessen andruckplatte.

lg gusti

 

[Dewenne]

Soviel ich weiß wird beim Phasen AF mittels einem (bzw zwei) Liniensensoren verglichen wie weit die Verschiebung eines Kantenmusters aussieht und entsprechend dem Übersetzungsverhältnis des AF Antriebes vorausberechnet wie weit der Fokusmotor verfahren muß zum Scharfstellen.
Das bietet den Vorteil daß mit nur einer Messung das Fokussieren relativ schnell abgeschlossen ist.
Den Nachteil daß die Fokussierung evtl. noch nicht perfekt ist kann man mit einer weiteren Iterationsschleife (messen/nachstellen/kontrollieren) nochmals verbessern - ich vermute daß z.B. die A-77 die Angabe erlaubt wieviele Iterationsschleifen durchlaufen werden bis zum Auslösen (Langsam/schnelle AF) - kann mich aber auch täuschen. Die Gefahr dabei ist immer daß der Fokussensor nicht haargenau auf der gleichen Ebene liegt (im gleichen Abstand) wie der Bildsensor was dann natürlich zu Fehlfokussierungen führt.

Beim Kontrast AF wird der Bildsensor unter gleichzeitigem ständigem Verfahren des Fokusmotors permanent ausgelesen und ermittelt wann die Kontraste am höchsten sind. Wenn dieser Zustand erreicht ist liegt der Zustand Fokussiert vor.
Somit ist es nur eine Frage der Signalverarbeitungsgeschwindigkeit ob bzw. wann der KontrastAF genau so schnell sein wird wie der PhasenAF.
Systembedingt ist der KontrastAF die potentiell präzisere Variante. Die Signalverarbeitungsgeschwindigkeit hängt maßgeblich davon ab ob der Microprozessor für jede Berechnung das komplette Bild auswerten muß oder ob eine nur eine kleineTeilmenge aller Pixel aus dem Sensor gelesen und ausgewertet werden muß.
Somit steht und fällt die Geschindigkeit des Kontrast AF mit der Frage ob der Bildsensor in der Lage ist für den AF Betrieb mit extrem verringerter Auflösung zu arbeiten (z.B. mit geringer Video Auflösung). Das heißt die Hardware des Sensors muß sozusagen einen Highspeedmodus aufweisen in dem nur sagen wir jedes 16. Pixel einer 4*4 Matrix ausgelesen wird und so müsste es dann meines Erachtens problemlos möglich sein mit KontrastAF schneller UND präziser zu werden als mit PhasenAF bei gleichzeitig geringerer Sensorerwärmung.
Ich weiß nicht inwieweit heutige Kontrast AF´s schon so funktionieren aber aus meiner Sicht wärs der absolut logische Weg zum Ziel - vorbei ist dann auch das Gejammere über Front und Backfokus... vorbei der heute noch notwendige Umweg über teiltransparente Spiegel.

Hab gerade die Idee der Sensorverschiebung gelesen - Klasse Idee! Aber ich schätze daß mit der damit geringen Verschiebung nur noch das letzte Quäntchen an Präzision erreichbar wäre - aber egal, eine Kombination aus Objektivverschiebung und schneller Sensorshift könnte die Optimallösung sein.

Dewenne

 

[rower]

Ich finde da Frank Klemms Idee äusserst interessant, anstelle der AF-Mechanik den Sensor vor und zurück zu bewegen. Das geht sicher schneller, hat keine Spielfrei zu haltende Mechanik und somit weniger Verschleiss.

Schon mal nachgerechnet, wie viel sich der Sensor bewegen müsste ?

Und: .... warum sollte ein sich bewegender Sensor keine Spielfrei zu haltende Mechanik und somit weniger Verschleiss haben.

Wie soll sich denn der Sensor ohne Mechanik bewegen

Es geht hier ja nicht um die Micro-Bewegungen eines Stabis durch "Sensorshift"

Manfred

 

[brunnerm]

Schon mal nachgerechnet, wie viel sich der Sensor bewegen müsste ?

Nein.
Es geht ja auch nicht darum, per Sensorbewegung direkt zu fokussieren, sondern herauszufinden, in welche Richtung der AF losfahren müsste. Ohne zu rechnen nehme ich jetzt einfach mal an, dass dazu keine allzu grossen Hübe notwendig sein würden.
Man stelle es sich so vor, dass der Sensor eine Kontrastkante in 2 Varianten "sieht", einmal wenn der Sensor aus der Normallage nach hinten und einmal nach vorne verschoben ist. Aufgrund der Veränderung der Kontrastkante kann man evtl. darauf schliessen in welche Richtung defokussiert ist und ungefähr wie viel.
So liesse sich wohl auch erreichen, dass der AF (der ja wie bisher Linsen im Objektiv verschiebt) auf Anhieb trifft, das Überfahren des Optimums könnte man evtl. so überflüssig machen. Dies führt zu weniger AF-Bewegungen, was sich evtl. positiv auf die Lebensdauer auswirken könnte.

Und: .... warum sollte ein sich bewegender Sensor keine Spielfrei zu haltende Mechanik und somit weniger Verschleiss haben.

Weil der z.B. magnetisch verschoben wird.

 

[flowolf]

ich weiß nicht ob die verstellgenauigkeit ähnlich einem normalen Sensorstabi sein müsste, oder Größenordnungen darunter oder darüber, dann hätte man wahrscheinlich ein Problem.

Die Idee ist auf alle fälle sehr interessant. Man stelle sich vor, man hätte auch einen eingeschränkten Autofokus für manuelle Objektive! Grob vorfokussieren und den Rest macht der Sensor!

Ich denke dass das über kurz oder lang kommen wird. Olympus hat ja schon eine mehrachsige Stabilisierung.

mfg
flo

 

[tabbycat]

Das heißt die Hardware des Sensors muß sozusagen einen Highspeedmodus aufweisen in dem nur sagen wir jedes 16. Pixel einer 4*4 Matrix ausgelesen wird und so müsste es dann meines Erachtens problemlos möglich sein mit KontrastAF schneller UND präziser zu werden als mit PhasenAF bei gleichzeitig geringerer Sensorerwärmung.

Wenn du nur noch jedes 16 Pixel ausliest wird natürlich auch die Auflösung der Kontrastauswertung in diesem Maße abnehmen - die Kamera kann ja dann einfach nicht mehr auseinanderhalten ob der defocus blur 1 oder 4 Pixel breit ist. Im schlimmsten Fall hast du durch den Fokusfehler nur noch 1/16 der Auflösung im fertigen Bild. Da scheint es mir sinnvoller nur entsprechend kleine Bildausschnitte mit voller Auflösung auszuwerten.

mfg tc

 

[Dewenne]

Man könnte ja dann für die letzten Schleifen die Auflösung wieder erhöhen.

Dewenne

 

[n.nescio]

Wenn du nur noch jedes 16 Pixel ausliest wird natürlich auch die Auflösung der Kontrastauswertung in diesem Maße abnehmen - die Kamera kann ja dann einfach nicht mehr auseinanderhalten ob der defocus blur 1 oder 4 Pixel breit ist. Im schlimmsten Fall hast du durch den Fokusfehler nur noch 1/16 der Auflösung im fertigen Bild. Da scheint es mir sinnvoller nur entsprechend kleine Bildausschnitte mit voller Auflösung auszuwerten.

mfg tc

auch beim kontrast-af wählt man af-felder an, damit wird bestimmt nur der sensorbereich dieser af-felder ausgelesen und das mt einer sehr hohen taktrate.

lg gusti

 

[pan-optikum]

Somit steht und fällt die Geschindigkeit des Kontrast AF mit der Frage ob der Bildsensor in der Lage ist für den AF Betrieb mit extrem verringerter Auflösung zu arbeiten (z.B. mit geringer Video Auflösung). Das heißt die Hardware des Sensors muß sozusagen einen Highspeedmodus aufweisen in dem nur sagen wir jedes 16. Pixel einer 4*4 Matrix ausgelesen wird und so müsste es dann meines Erachtens problemlos möglich sein mit KontrastAF schneller UND präziser zu werden als mit PhasenAF bei gleichzeitig geringerer Sensorerwärmung.

Die neue Lumix GH3 liest für Video eine 2x2 Matrix aus.

Für den Autofokus wird der Sensor 240 mal in der Sekunde ausgelesen. Ich weiß allerdings nicht ob der Gesamte, die 2x2-Matrix oder nur das eingestellte AF-Feld. Bei der 23-Feld-Messung müsste trotzdem der gesamte Sensor ausgelesen werden. Genauso für den Objektverfolgungs-AF und die Gesichtserkennung.
Die rechnerische Auswertung kann sich dann aber auf das AF-Feld beschränken.

 

[miclindner]

...jetzt konstruieren wir hier schon wieder Kameras für die Zukunft;

die Eingangsfrage aber war doch, wie es aktuell ausschaut; das dürfte ja jetzt beantwortet sein (gleichschnell, bei "schlechtem Licht" z.T. schneller je nach Kamera und vor allem geanuer/höhere AusbeuteI, Nachteile z.T. noch bei C-AF).

M. Lindner

 

[JimSommer]

Man sieht, so fett sind die Unterschiede überall nicht, weder zwischen den DSLRs noch zwischen PDAF und CDAF.

Schon EP3 und NEX7 können locker mit der Fokusgeschwindigkeit von D7000 und 5D2 mithalten - auch wenn es da wieder Geschrei der Fans geben wird.

Na ja, also ich bin ein NEX7 Fan, bei schlechtem Licht oder Reflexen im
Hintergrund oder Gegenlicht ist eine Canon 7D um Welten schneller und
treffsicherer. Die Kontrast-AF-Kombi mit Gesichtserkennung an der NEX7 ist
aber praktisch - einfach mal testen.

 

[Gast_308519]

Na ja, also ich bin ...

Ist ja immer schön, wenn man auch was beizutragen hat, aber jenseits von forschen Einzelbehauptungen: Gibt's dazu neutrale, glaubwürdige Belege die mit Links zu untermauern sind?

Und ich meine nicht andere Einzelmeinungen auf dem Niveau von "Mein Kumpel und ich haben's mal ausprobiert" oder "Millionen Fliegen essen Dung, daher ist Dung selbstverständlich das beste Essen" oder irgendwelche Forenposts.

 

[pan-optikum]

...jetzt konstruieren wir hier schon wieder Kameras für die Zukunft;

Auf welchen Beitrag beziehst Du Dich?

 

[miclindner]

... das ist mein allgemeiner Eindruck beim Lesen dieses Threads; sonst hätte ich schon eine genaue Zitatquelle herangezogen. Bezieht sich also nicht speziell auf Dich.

M. Lindner

 

[max2331]

Ich möchte diesen Thread nochmal nach oben holen um eine einfach Frage beantwortet zu bekommen.
Welche Systemkameras haben aktuell den besten und schnellsten Autofokus?