Автофокус – это автоматическое программное наведение на резкость. Управляется с фотоаппарата, залается командой фотографа и вычисляется сложными математическими методами встроенной электроникой. Современные цифровые зеркальные фотокамеры используют два метода автофокуса – фазовый и контрастный. Контрастный более медленный, но более точный, а фазовый – более быстрый, но грубый и чаще допускает ошибки в фокусировке. Как сделать так, чтобы резкость всегда была, и фотографии получались четкими? Придется ответить на этот вопрос чуть более пространно, нежели хотелось.

Если кратко

Автофокус: устройство системы

Свет в камеру через объектив попадает на главное зеркало, и большая часть света идет вверх, через пентапризму и видоискатель к глазу. Оставшаяся часть света проходит через полупрозрачную область главного зеркала, и попадает на вторичное зеркало (за главным) и только потом спускается к датчику AF.

Автофокус по фазе (фазовый метод)

Датчик AF расположен в нижней части шахты, под зеркалом. Дело здесь в том, что сенсор автофокуса отличается от датчика изображения, который, фактически, и создает готовое изображение. Датчик изображения (матрица или другой фоточувствительный материал) находится на задней панели камеры (на рисунке выше это зеленый/коричневый прямоугольник за системой зеркал в светопроводящем тракте). Сенсор изображения и датчик автоматической фокусировки различны, и находятся в разных местах.

Датчик автофокусировки отрабатывает согласно алгоритму, заложенному в связанной с ним программе. Сообщая результаты, камера перемещает систему линз объектива туда, куда указывает программа, сравнивая данные со всех доступных для этого метода чувствительных точек.

Как попадает свет на датчик фазового автофокуса? Не очень просто, – через обычное и полупрозрачное зеркало.

• Свет, проходящий через объектив, проходит сквозь поверхность полупрозрачного (37%) зеркала, и отражается под углом в 83 градуса вниз, на суб-зеркало.
• От него отражается на систему линз и зеркал, проходит инфракрасный фильтр, фиксированную диафрагму и вторичные линзы формирования изображения, падая, наконец, на микросхему автофокуса.
• Вторичные линзы формирования изображения состоят из двух наборов линз, по одному для горизонтальных и вертикальных точек фокусировки.
• На датчике формируются четыре параллакса изображения, и исходя из этих изображений, электроника высчитывает расстояние до объекта.
• Затем, электроника рассчитывает данные и передает их дальше, в логику камеры.

Автофокус промахивается

Сравнивая фазы со всех датчиков, программа выбирает наилучшее возможное значение, и останавливается на нем. К сожалению, данный метод не всегда дает точные результаты. По сути, даже малейшее отклонение от реальных значений приводит к промаху ГРИП. Особенно это заметно на открытых диафрагмах обьективов. Для этого у производителей есть определенные стандарты (Canon, EF Works ч.8 “Оптическая терминология”).

Carl Zeiss же комментируют так: “Быстродействующие объективы определенных оптических схем (с отсутствием плавающих элементов), при изменении диафрагменных значений, смещают точку фокусировки из-за сферических аберраций. Системы автофокуса камер не могут учитывать подобные искажения, поэтому в точке фокусировки, датчиками, значения измеряются как для диафрагмы f5.6”.

К слову сказать, Carl Zeiss не выпускает автофокусных объективов для 35mm зеркальных камер (объективы имеют только чип для подтверждения фокусировки). Допуски самих компаний-производителей на ошибки автофокуса и пятно нерезкости обычно ассоциируются с определенным размером отпечатанного на бумажном носителе кадра, и допустимым на нем визуальным отличием зоны резкости от остального изображениия (на пленочных “мыльницах”, помнится, мало кого волновали промахи, но как появилась возможность разглядывать попиксельно изображения – началось это безумие).

• Что такое резкость, фокус, и как его поймать

Сложные условия для автофокуса

• Низкая различимость объектов (туманные сцены, светлые или белые объекты)
• Объекты с низкой освещенностью
• Сильный свет или отражение (снег, лед, металл, водная поверхность) и другие (в мануале на фотоаппарат обычно рассказывается об этом)

Как устранить ошибку автофокуса

Самый простой способ “не попасть впросак” при съемке – полагаться в основном, на свой опыт. Опыт должен подсказывать, что промахи автоматики возможны, и нередко. Самый простой вариант решения проблемы – съемка с помощью ручного или автоматического брекетинга фокусировки. Автобрекетинг фокусировки доступен, к сожалению, только в старших моделях камер. Всем остальным остается работать ручками, либо пользоваться режимом контрастного автофокуса.

Постоянные промахи автофокуса

При постоянном промахе в одну и ту же сторону (так называемом, фронт, либо бэк фокусе) на некоторых аппаратах можно сделать микроподстройку автофокуса прямо из меню камеры.

В камерах новых моделей зачастую устанавливаются все более сложные фазовые датчики, повышающие “цепкость” автофокуса даже на младших моделях зеркальных камер. Правда, создается впечатление, что большую часть прогресса тормозит только маркетинг компаний-производителей.

Контрастный метод автофокусировки

С контрастным методом все проще – непосредственно сама матрица фотоаппарата, согласно программе, производит замер контраста с нескольких областей фокусировки и останавливается, в конце-концов, на самом констрастном образце из всех. Поэтому в режиме Live View промахи минимальны даже у “мыльниц”.

Если подробно

1) Про выдержку

Итак, сначала давай про выдержку. Не ту, которая обеспечивает твой бесконечный энтузиазм, а та, которой управляешь ты на фотоаппарате. Это те самые шторы, которые дозируют свет при фотосъемке на матрицу или пленку твоего фотоаппарата. Так вот. Если шторы открыты дольше, чем надо (длинная выдержка), то скорее всего и объект съемки, и окружающее его пространство будет размазано. Объект – от движения, окружающий его мир – от тряски камеры.

Света тем не менее, не должно поступать так много, чтобы фотоаппарат ослеп. Ты же, например, в солнечный день не можешь посмотреть против солнца с широко открытыми глазами? Вот и фотоаппарат не может. Не мучай его, а выставь выдержку покороче. Прикрой шторы ровно на столько, сколько требуется для нормального освещения будущего кадра. Как это определить на глаз?

Стоит отснять пару тысяч кадров, чтобы сходу начать понимать примерное соотношение скорости затвора к окружающей среде (нет). Фотоаппарат обычно подсказывает, какая выдержка была бы корректной в тех условиях, в которых ведется съемка. У тебя же много практики, я не сомневаюсь. Простые советы:

• длинную выдержку использовать вместе с серийной съемкой. Тогда шанс влияния тряски от рук уменьшается. Хоть и незначительно. Обычно выдержку уменьшают в условиях недостаточной освещенности. Но об этом в другой раз.
• короткую выдержку использовать стоит при достаточном освещении и для заморозки движущихся объектов. Как пример – бегающий по игровой площадке на улице ребенок. Тут еще попробуй уследи для начала. Отличный, кстати, объект для тренировки.
• не снимай против солнца, так как выдержку придется уменьшить, чтобы объект, который ты снимаешь был отчетливо различим….если ты, конечно, не делаешь это специально. Иначе – получишь почти черное оконтуренное пятно, и проработанный задний план.
• при недостатке освещения, например, в помещении (квартире) фотоаппарату будет не хватать света от ламп, и придется выбирать между увеличением выдержки с размытием движущихся частей модели, либо замораживать модель в ущерб качеству картинки. С короткой выдержкой мы получаем кадры темнее, потому что света мало, так еще мы его меньше пропускаем к матрице фотоаппарата.
• Минимальным значением выдержки, при котором гарантированно не смажешь кадр, является 1/фокусного расстояния объектива. Это число нарисовано на объективе. Например, у китового объектива Canon – эти значения колеблются от условных 1/18 до 1/55 (на корпусе нарисовано 18-55мм). Таких значений, конечно, не выставить, но приближенные можно подобрать.
• Короткая выдержка 1/4000c <——1/125c ——–> 1c Длинная выдержка

2) Пусть фотоаппарат сделает все сам, я столько денег отвалил за него

А не сделает. Только человек может определить достаточно точно, что он хочет от инструмента. Инструменту без разницы, он и полежит на полке неплохо. Переключи фотоаппарат в режим приоритета выдержки (Tv, Sv) и поиграй с настройками.

Фотоаппарат в автоматических режимах отрабатывает по заданной в нем на заводе программе, и зачастую эти программы на самом деле, так себе, ведь идеальных условий съемки не бывает) Чувствуешь эту божественную силу? Теперь ты можешь диктовать свою волю инструменту, а не наоборот. Тут не очень много нюансов, на самом деле. Я все их расскажу, мне от тебя таить нечего. Бесплатно, без регистрации и смс. :)

Попробуй определить, какая выдержка выставлена в настройках на этом скриншоте, короткая, или длинная. И если с этим понятно, пойдем дальше.

3) Про шевеленку и тремор

Еще одна, но далеко не последняя вещь, влияющая на резкость кадра — это шевеленка. Да, легкий тремор присутствует не только у заядлых алкоголиков, или на утро после тех самых излияний, но и просто от того, что ты – живое существо. Если держать фотоаппарат как попало и не сосредотачиваться во время съемки, особенно при недостатке освещения и на низкой скорости затвора, мы рискуем смазать изображение.

Держать фотоаппарат крепко и желательно не дышать во время съемки (произносить про себя 22, во время нажатия кнопки спуска затвора) — отличные помощники в съемке при недостатке освещения. Ну и не надо давить на кнопку спуска со всей силы — она достаточна чувствительна к легким нажатиям. А фотоаппарат лучше всего держать двумя руками, и еще лучше, если корпусом или руками мы найдем какую-то опору для себя.

4) Как и что видит фотоаппарат во время фокусировки

Обратите внимание на картинку ниже. Это условное изображение того, как происходит наведение на резкость.

При этом, оказывается, есть разница, куда направлять фотоаппарат. На которой из картинок правильно и неправильно осуществлено наведение на резкость по лицу? В любом случае мы видим это так:

Датчик, который отвечает за наведение на резкость, маленький, и сидит в самом низу камеры за линзами

Он видит это так:

Датчики старых типов в зеркалках сидят там же, но видят похуже:

А типов самих датчиков несколько. Горизонтальные, вертикальные, крестовые. И чем мощнее этот датчик, тем лучше он видит резкость.

Но даже в случае самого продвинутого в этом примере, крестового датчика, видимость в случае с неправильной точкой фокусировки для сенсора будет околонулевая. Вообще, датчики изображены излишне схематично. В каждом модуле датчика имеется светоулавливающая ячейка:

Для них важен так называемый “контрастный переход”. Датчики фотоаппарата видят все немного иначе, чем мы, и вот там, куда мы целимся, обычно должен быть перепад. Перепад света, цвета, – контрастный переход. Именно по границам площадей фотоаппарат без проблем сможет навестись на резкость. А вот если мы будем пытаться сфокусироваться в точку, у которой ровная поверхность, то фотоаппарат ничего не увидит.

5) Фокусируемся самостоятельно

В случае, если фотоаппарату отдана на откуп фокусировка, то мы вообще можем не добиться адекватного результата. Согласно его логике, он обязательно найдет за что зацепиться, так как он выполняет инструкцию, согласно которой в точке или группе точек должна быть резкость и эта резкость должна иметь определенный уровень. Поэтому, первое, что необходимо сделать — это вручную определить область фокусировки фотоаппарату.

Хорошим примером на первое время может служить фокусировка объектива по центру с помощью группы точек, либо центральная точка фокусировки фотоаппарата. Так мы точно будем знать, в какой области пытается сфокусироваться фотоаппарат, и точно будем знать, куда смотреть для проверки наведения на резкость после съемки. К тому же, многие фотоаппараты поддерживают несколько режимов установки положения точек для портретного и ландшафтного режима фотосъемки.

Так как мы явно указали фотоаппарату, по какой точке фокусироваться, то теперь можем попробовать поснимать что-нибудь с помощью этой точки. Если мы выбрали портрет, то давайте сфокусируемся по глазам. Фокусируемся в ближайший нам глаз, и делаем кадр.

6) Фазовый и контрастный автофокус

У зеркалок и фотоаппаратов, использующих фазовые датчики для наведения на резкость, есть такое понятие, как «допустимое пятно нерезкости». Условно говоря, это диапазон, попав в который, фотоаппарат будет считать фокусировку объектива завершенной. При этом на дисплее картинка будет резкой, а потом при просмотре на мониторе окажется, что резко там, где нам не надо. И это ужасно. Конечно, на это накладывается еще и зазоры в механизме фокусировки объектива и камеры.

И на походившем аппарате подобное может встречаться чаще, чем на новом. Как предупредить этот недуг? Очень просто — делаем несколько кадров с перефокусировкой в той же точке. Обычно это помогает получить из серии 10 кадров, допустимо резкими для нашего глаза штук 5-7.

Такой болезнью не страдает камера смартфона и фотоаппарата, которая использует контрастный, либо гибридный фазово-контрастный метод фокусировки. В зеркалках он включается в режиме LiveView, а в беззеркалках и смартфонах используется по умолчанию. Этот метод точнее, но медленнее. Хотя в современных фотоаппаратах уже по скорости он догнал фокусировку по фазе. В общем, и в том и другом случае, фотоаппарат будет наводиться на резкость по контрасту в точке\области фокусировки.

На самом деле, обычно у зеркалок центральная точка фокусировки фотоаппарата самая чувствительная, и позволяет наводиться на резкость даже при плохом освещении.

Боковые точки чувствительны, но не так хорошо. Поэтому, я и рекомедую поработать с центральной точкой. Потом можно будет попробовать и другие, либо комбинации.

Всей группой точек рекомендуется пользоваться тогда, когда необходимо включать слежение за объектом. В таком случае, нам важнее получить какое-никакое резкое изображение, чем не получить его вообще. Хотя, некоторые фотоаппараты делают это совсем непредсказуемо, фокусируясь как по кайфу на чем угодно, кроме того, что надо.

При этом в видоискателе зеркального фотоаппарата кроме подтверждения фокусировки объектива вы можете напрячься и увидеть глубину резкости. У беззеркалок же, есть такие штуки как фокус-пикинг, включая которые мы можем увидеть резкость как в видоискателе, так и на дисплее. Фокус-пикинг (Focus-Peaking) подчеркивает резкие контуры объектов дополнительным цветом, чтобы было понятно без увеличения картинки, в каком месте мы сфокусировались.

Очень полезная штука при фокусировке как вручную, так и в авторежиме с доводкой руками.

9) Зависимость от схемы объектива

• Как научиться фотографировать на любой фотоаппарат