Canon EOS R6 (eBook)

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Autofokus

Bevor ich im Detail auf die Bedienung des Autofokus der EOS R6 eingehe, möchte ich Ihnen einige Informationen zu seiner Funktion vermitteln. Ich habe die Erfahrung gemacht, dass es bei der Einstellung der Autofokus-Funktionen hilft, wenn man weiß, was in der Kamera passiert.

Seien Sie unbesorgt, es wird im Folgenden nicht zu technisch. Sie müssen keine Formeln verstehen, es geht wirklich nur um die grundlegende Funktion des Phasen-Autofokus, des Kontrast-Autofokus und des leistungsstarken Dual Pixel CMOS AF II der EOS R6.

2.1Funktionsweise und Technik

Nachfolgend geht es um die Grundlagen der Autofokus-Funktionsweise. Zum Einstieg erläutere ich den Phasen-Autofokus kurz anhand eines früheren EOS-Modells, der EOS 7D II. Das ist anschaulich und verständlich, zumal sich daraus ableiten lässt, worin die Stärken, aber auch die Schwächen des Autofokus der EOS R6 liegen und wie Sie diese Schwächen kompensieren können.

2.1.1Die Funktion des Phasen-Autofokus

Abb. 2.1Die Autofokus-Felder im Sucher der EOS 7D II

Abb. 2.2Der Autofokus-Sensor der EOS 7D II

Schauen Sie sich die Abbildungen 2.1 und 2.2 an: Links, im Sucher, sehen Sie die festgelegten Autofokus-Felder, mit denen Sie das Motiv fokussieren können, sofern das Feld aktiviert ist. Rechts, auf dem Sensor hingegen, sehen Sie senkrechte, waagrechte und diagonale (orange eingefärbte) Linienpaare.

Diese Linienpaare korrespondieren jeweils mit einem der Autofokus-Felder im Sucher. Die Linien bestehen aus (sehr großen) Pixeln, in ihrer Funktion vergleichbar mit den Pixeln des Bildsensors. Durch ihre Größe sind sie allerdings sehr lichtempfindlich. Diese »Linien« werden mit kleinen Bildausschnitten beaufschlagt, die etwa der Größe der im Sucher angezeigten Autofokus-Felder entsprechen.

Abb. 2.3Das Teilbild (hier als schraffierte Fläche dargestellt) wird auf die Linien projiziert.

Durch spezielle Linsenkonstruktionen wird ein solches Autofokus-Feld in zwei Teilbilder zerlegt, und je eines der Teilbilder fällt auf eine der beiden Linien. Bedingt durch die Konstruktion, die den Effekt einer sehr kleinen Blende nachahmt, sehen die Linien das Bild immer scharf.

Liegt das Motiv in der Schärfeebene, sind die beiden Teilbilder deckungsgleich auf der jeweils gleichen Position des Liniensensors. Liegt es nicht in der Schärfeebene, sind sie zueinander verschoben. Dies wird auch »Phasendifferenz« genannt. Durch eine Triangulation – also ein geometrisches Verfahren – kann die Kamera nicht nur die Distanz berechnen, die bis zur Schärfeebene des Motivs fehlt, sondern tatsächlich auch die Richtung, in der scharfgestellt werden muss. Im Idealfall genügt genau eine Anweisung an das Objektiv, und dieses stellt scharf.

Abb. 2.4Befindet sich das Motiv nicht in der Schärfeebene des Objektivs, sind die Teilbilder gegeneinander verschoben. Die Verschiebung wird als »Phasendifferenz« bezeichnet (siehe Pfeile).

Abb. 2.5Die Phasendifferenz ergibt den Stellwert für den Autofokusmotor – sowohl in puncto Richtung als auch in puncto Länge –, um die Teilbilder wie hier gezeigt in Deckung zu bringen.

Diese Art von Autofokus funktioniert nur, wenn das Objektiv und die Kamera miteinander kommunizieren. Das Objektiv stellt Tabellen zur Verfügung, die den Wert der Phasendifferenz in eine Bewegung des Autofokus übersetzen, sowohl in puncto Richtung als auch in puncto Länge. Es werden dabei keine tatsächlichen Entfernungen gemessen oder übermittelt, sondern nur Stellwerte, die sich aus der Phasendifferenz ergeben. Die Kamera benötigt bei einem unbewegten Objekt also tatsächlich nur eine einzige Messung, um im Idealfall mit einer Berechnung aus der gerade gemessenen Phasendifferenz die korrekte Stellung für den gewünschten Fokus zu erreichen. Dass sich der Fokus dabei auf eine andere (und bei vielen Objektiven ablesbare) Entfernung einstellt, macht es einfacher, seine Arbeitsweise zu verstehen – tatsächlich findet aber gar keine Entfernungsmessung statt.

Hierin liegt die Stärke des Phasen-Autofokus gegenüber dem Kontrast-Autofokus (der anderen Methode zur Autofokussierung, dazu gleich mehr): Der Phasen-Autofokus »weiß« nicht nur, ob ein Motiv unscharf ist; er erkennt auch, ob das Motiv näher oder weiter entfernt ist und in welche Richtung der Autofokus drehen muss (während der Kontrast-Autofokus in diesem Fall nur »rät«). Im Idealfall muss das Autofokus-Modul also nur einmal messen und übergibt dann an das Objektiv einen einzelnen Stellbefehl: »Drehe um x Schritte in Richtung y.« Nach Ausführung des Befehls sollte das Bild scharf sein. So viel zum Grundverständnis für die Funktion des Phasen-Autofokus.

Einen spezifischen Phasen-Autofokus in dieser Reinform hat die EOS R6 zwar nicht mehr, aber der Dual Pixel CMOS AF II basiert auf demselben Prinzip, wenn auch mit einer etwas anderen Herangehensweise. Zusätzlich kommt der bereits erwähnte Kontrast-Autofokus zum Einsatz, in der Kombination ein unschlagbares Paar.

2.1.2Kontrast-Autofokus

Das Ziel von Phasen- und Kontrast-Autofokus ist identisch: ein scharfes Bild. Die Wege, um dieses Ziel zu erreichen, unterscheiden sich jedoch komplett voneinander.

Zur Schärfemessung nutzt die EOS R6 die Daten des Bildsensors. Im Unterschied zum sensorbasierten Phasen-Autofokus mit seinen komplexen trigonometrischen Rechnungen, mit deren Hilfe Stellweg-Länge und -Richtung errechnet werden, macht es sich der Kontrast-Autofokus sehr einfach: Der Punkt der größten Schärfe wird beim Kontrast-Autofokus nicht berechnet, sondern schrittweise ermittelt.

Der Anwender legt einen Messbereich fest, der anders als beim Phasen-Autofokus nicht an die Lage der Autofokus-Felder gebunden ist (je nach gewähltem Autofokus-Modus), sondern relativ beliebig gewählt werden kann. Der Kontrast-Autofokus kann bei der ersten Messung nur feststellen, dass der gewählte Bildausschnitt (vermutlich) unscharf ist. Er beginnt daher, den Autofokus-Motor anzusteuern und die Fokusebene zu verschieben – im Nahbereich zuerst in Richtung zunehmender Entfernung, in der Distanz in Richtung Nahbereich.

Diese Drehrichtung des Autofokus kann aber genau die falsche Richtung sein. Nach der Verschiebung wird deshalb neu gemessen: Ist das Foto schärfer geworden, wird die Drehrichtung des Autofokus beibehalten; ist das Foto dagegen unschärfer geworden, wird die Drehrichtung geändert.

Die Messung wird so lange fortgeführt, bis der Punkt erreicht ist, an dem beide Drehrichtungen nur noch zu unschärferen Ergebnissen führen. Man kann dies daran feststellen, dass kurz vor der finalen Fokussierung der Autofokus erkennbar »pumpt«, um zu probieren, ob es noch ein wenig schärfer geht. Die Messung wird dann beendet – die maximal zu erzielende Schärfe ist erreicht.

Nachfolgend vergleiche ich den Phasen- und den Kontrast-Autofokus (mit Blick auf die EOS R6). Aus diesem Vergleich ergibt sich, warum die Kombination aus beiden Fokusverfahren so leistungsfähig ist, da die Vorteile des einen Verfahrens die Nachteile des anderen größtenteils kompensieren:

Vorteile des Phasen-Autofokus

• Hohe Genauigkeit (sofern die Abstimmung zwischen Objektiv und Kamera stimmt)
• Schneller aufgrund von Richtungs- und Entfernungsinformationen
• Kann bewegten Motiven schnell folgen
• Prädiktiver Fokus (kann die notwendige Position zum Zeitpunkt der Aufnahme errechnen und zeitgerecht anfahren)
• Kann bei bewegten Motiven die Änderung der Distanz und die Geschwindigkeit messen, mit der diese erfolgt, und erlaubt damit die ständige Nachführung der Bewegung
• In Kombination mit reinen Bildinformationen des Sensors ist bei der automatischen Messfeldwahl eine effektive Mustererkennung (und -verfolgung) möglich (Gesichtserkennung, Mustererkennung, Tiererkennung usw.).

Nachteile des Phasen-Autofokus

• Messung wird unterbrochen, während der Verschluss arbeitet
• Findet bei fehlenden Strukturen im Motiv unter Umständen kein Ziel
• Benötigt eine Grundschärfe, um zu funktionieren
• Es wird nicht die tatsächliche Schärfe gemessen, sondern die berechnete Schärfe eingestellt.

Vorteile des Kontrast-Autofokus

• Autofokus-Messung nahezu im gesamten Bereich des Sucherbildes möglich
• Schärfekontrolle vor Auslösung durch Lupenfunktion möglich
• Zuverlässige Erkennung und Fokussierung von Gesichtern (wenn...