Was ist der praktische Unterschied zwischen Phasendetektion und kontrastbasiertem Autofokus?

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Was sind die Hauptunterschiede bei der Feldnutzung zwischen Phasendetektions-AF und kontrastbasiertem AF?

Ich verstehe die technischen Unterschiede , bin mir aber nicht sicher, welche Auswirkungen dies aus fotografischer Sicht hat. Gibt es einen merklichen Geschwindigkeitsunterschied? Leert man den Akku schneller?

subsub
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Antworten:

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Manuell ausgedrückt entspricht der Autofokus mit Kontrasterkennung dem Versuch, ein Bild auf eine einfache Mattscheibe zu fokussieren, während die Phasenerkennung der Verwendung einer Fokussierhilfe mit geteiltem Prisma oder eines Entfernungsmessers gleicht. In dem einen Schema suchen Sie ein lokales Maximum in einer sanften Kurve, während Sie in dem anderen nur nach Dingen suchen, die in einer Reihe stehen. Es ist viel einfacher zu entscheiden, wann die Dinge in einer Reihe stehen, als wann die Dinge maximal kontrastreich sind.

Jetzt kann die Elektronik die Bestimmung des absoluten Maximalkontrasts schneller als wir, da sie empfindlich genug sein kann, um in dem Moment zurückzugehen, in dem die Kontrastkurve abfällt, aber das ist immer noch nicht so einfach wie der Vergleich zweier Bilder, um festzustellen, ob sie in einer Linie liegen . Und da ein Phasenerkennungssystem weiß, welches Bild welches ist, sollte es immer wissen, in welche Richtung es fokussieren muss, um die Korrektur durchzuführen. Es ist immer eine Vermutung mit Kontrasterkennung - Sie konzentrieren sich in eine Richtung, und wenn es schlechter wird als besser, kehren Sie die Richtung um.

Das heißt, einige der Kameras, die sie heutzutage herstellen, haben eine unglaubliche Elektronik, daher gibt es möglicherweise keinen nennenswerten Unterschied zum durchschnittlichen Fotografen. In jedem Fall wird das Fahren des Objektivs (und der Hintergrundbeleuchtung des Monitors, falls Sie eine verwenden) die Hauptquelle für den Stromverbrauch sein. Ja, das Lesen des gesamten Bildsensors wird mehr "kosten" als das Lesen einiger (oder einzelner) spezialisierter Autofokus-Sensoren, aber ist es ein Unterschied, den Sie bemerken werden? Wahrscheinlich nicht. Der eigentliche Nachteil bei AF mit Kontrasterkennung besteht normalerweise darin, dass Sie keinen optischen Sucher verwenden können, sodass der Monitor (oder EVF) die ganze Zeit aktiv ist und nicht, dass das Fokus-System selbst aktiv ist.


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Ihre Analogie gefällt mir, aber ich frage mich, ob das Lesen eines Videostreams vom Sensor wie Liveview keine erhebliche Belastung für den Akku darstellt, anstatt ihn komplett auszuschalten und die AF-Messfelder zu lesen (und diese sogar viel seltener zu lesen).
Michael Nielsen
Vielleicht nutzt C-AF die Motoren auch mehr ab, weil sie zufällig raten?
Michael Nielsen
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Die Tatsache, dass die Phasenerkennung in der Fokusentfernung stoppt, anstatt sie zu überschreiten und dann wieder zurückzukehren, hat (wie Stan in seiner Antwort erwähnt hat) einen großen Einfluss auf das Video, da diese Bewegung in der Aufzeichnung sichtbar ist.

Eine weitere Auswirkung ist, dass für die Phasenerkennung spezielle Sensoren an festen Positionen erforderlich sind, weshalb die Anzahl der AF-Messfelder relativ gering ist. Die Kontrasterkennung kann überall durchgeführt werden und es gibt häufig Kameras, die auf 99 Positionen oder mehr im Bild fokussieren können .

Der wichtigste Vorteil der Kontrasterkennung besteht darin, dass sie nicht unter Problemen mit der Vorder- oder Rückfokussierung leiden kann. Wenn der Sensor den Fokus erkennt, sind die Dinge im Fokus. Eigentlich schlage ich in meinem Blog vor, wie Kameras, die sowohl Phase-Detect als auch Contrast-Detect ausführen, sich selbst kalibrieren können . Wir müssen nur abwarten, wer es zuerst umsetzt.

Sei einfach klar. Jedes Fokussystem kann versagen und fokussiert gelegentlich auf die falsche Entfernung. Die Bedingungen variieren je nach Kamera und Motiv. Vorder- oder Rückfokus unterscheiden sich dadurch, dass die Kamera immer zu nah oder zu weit fokussiert. In diesem Fall muss die Kamera kalibriert werden, um mit den fraglichen Objektiven richtig zu fokussieren. Dies geschieht mit Phase-Detect-AF. Die Bestätigung des Fokus wird vom Phase-Detect-Sensor und nicht vom Bildsensor der Kamera berechnet.

Contrast Detection bietet viel mehr Informationen, weshalb es Gesichtserkennung und andere ausgefeilte Tricks verwendet. Bei der Phasenerkennung dreht sich so ziemlich alles um die Entfernung.

Contrast-Detect verbraucht mehr Strom und entlädt den Akku schneller, da Sie den Sensor mit Strom versorgen und ihn ständig lesen müssen. Moderne Kameras tun dies bei 240 Hz, um schnelle AF-Geschwindigkeiten zu erzielen, was sehr energieintensiv ist.

Die Geschwindigkeitslücke wird kleiner, aber die Phasenerkennung wird immer noch als schneller angesehen, obwohl ich vermute, dass dies nicht unter allen Umständen der Fall ist.

Itai
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"... es kann nicht an Problemen mit dem vorderen oder hinteren Fokus leiden". Ausgenommen natürlich, wenn das Objektiv beim Anhalten eine erhebliche Fokusverschiebung aufweist (fast alle Objektive werden geringfügig verschoben, aber die besseren halten den Verschiebungspegel so niedrig, dass er ohnehin innerhalb der Auflösungsgrenze des Objektivs liegt). Das wird nie aufhören, ein Problem zu sein, solange wir uns weit öffnen und konzentrieren.
Das ist nicht nur der Fall. Einige moderne CDAF-Algorithmen versuchen zu "erraten", wo der maximale Kontrast liegt, und können daher häufig ein Motiv übersehen, wodurch vorübergehende Probleme mit dem Vorder- oder Hintergrundfokus entstehen. Glücklicherweise verschwindet es, wenn Sie neu fokussieren (oder sich zu einer anderen Kante drehen), aber es zeigt ganz gut, dass CDAF in der Kamera nicht heißt, dass der Autofokus nie verfehlt. Es ist ein weit verbreitetes Missverständnis, das beispielsweise von Unternehmen wie Panasonic verbreitet wird.
MarcinWolny
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Die Frage besteht auf einer praktischen und keiner technischen Antwort.

Die Phasenerkennung eignet sich besser zur Fokussierung auf sich bewegende Motive oder Motive, bei denen aufgrund von schlechten Lichtverhältnissen kein Kontrast zur Verfügung steht, beispielsweise bei Sportaufnahmen. Die Kontrasterfassung ist möglicherweise schneller als die Phasenerfassung, wenn sich Motive nicht bewegen oder wenn der Kontrast ausreichend ist, z. B. in einem für ein Porträt beleuchteten Studio. Dies wird heutzutage zu einem praktischen Problem, da die Phasendetektionskameras und -objektive viel größer sind .

Nur die größeren DSLR-Kameras (Digital Single Lens Reflex) mit Pentaprisma und Spiegel oder DSLT-Kameras (T = transluzenter Spiegel) verfügen über eine Phasenerkennung. Man könnte einwenden, dass die kleineren SONY NEX5R und NEX6 wirklich winzige DSLTs mit Phasendetektion sind, aber es gibt so wenige Objektive, die diese aufkeimende Technologie nutzen können, dass man immer noch sicher verallgemeinern kann, dass es auf die Größe ankommt . Die unangenehmen Bedrohungen durch riesige DSLRS-Objektive werden weiterhin die Hauptrolle spielen, auch wenn die passgenauen, weniger bedrohlichen winzigen Objektive von spiegellosen Kameras von den alten Entfernungsmessern, Straßenkünstlern, Weltreisenden und Outdoor-Fans, die die Einschränkung erkannt haben, bevorzugt werden von ihren Smartphones, semiprofessionellen Fußballmama und B-Kamera-Kamera-Assistenten bei Hochzeiten (zum Teufel, praktisch alle anderen.)

Die meisten Menschen machen KEINE professionellen Sport- oder Wildaufnahmen, sodass in 95% aller Aufnahmeszenarien die neuen kleineren spiegellosen Kontrasterkennungskameras ausreichen. Seit etwa einem Jahr verfügen diese kleineren Kameras sogar über wetterfeste Kameragehäuse, zusätzliche Batteriegriffe für lange Aufnahmetage, eine wettbewerbsfähige Bildstabilisierung und relativ hohe Bildraten pro Sekunde. Das Mikro-Vier-Drittel-Ökosystem umfasst sogar schnelle, helle Linsen mit einem wunderschönen Bokeh, um es mit ihren Vorfahren der Dinosaurier aufzunehmen. Und weil DSLRS beim Aufnehmen von Videos auch mit Kontrasterkennung fokussiert, sind diese kleineren Kameras oftmals besser, einfach weil die Benutzeroberfläche einfacher zu bedienen ist, zum Beispiel wegen der Fokussierung auf den Touchscreen oder weil der Bildschirm ausschwenkt, damit Sie ihn festhalten können die Kamera, wo immer Sie wollen.

Würden Sie eine billigere, leichtere, kleinere und subtile Kamera bevorzugen, die fast alles aufnehmen kann, oder eine teure, schwere, große und offensichtliche, die alles aufnehmen kann, was sich bewegt? Dies ist heutzutage die praktische Wahl zwischen diesen beiden Fokussystemen.

Carlos S
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+1, aber beachten Sie, dass einige Kameras, die keine Spiegelreflexkameras sind, jetzt über eine Phasenerkennung verfügen und einige einen Hybridmodus verwenden.
Mattdm
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Beachten Sie auch, dass dieser "Hybrid-Modus" nicht die vollständige Phasenerkennung verwendet und daher den vollständig skalierten PDAF-Modulen niemals nahe kommt. Es kann maskiert werden (entweder durch kleine Sensoren oder durch Objektive mit für solche Systeme optimiertem Design), aber letztendlich - wenn es um sich bewegende Objekte oder Situationen mit geringem Kontrast geht, sind Hybridsysteme mit separatem Sensor, der ausschließlich für PDAF vorgesehen ist, bei weitem nicht zu erreichen Phasenerkennung. (Es ist wie bei Grafikkarten - integrierte Grafikkarte mit CPU kann gut sein, aber es wird nie vollwertige GPU fangen)
MarcinWolny
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" Neue kleinere spiegellose Kontrasterkennungskameras sind genug " - die Frage nach spiegellosen Kameras kannte ich nicht. Ich würde sagen, dass in 95% der Fälle ein Kompakt-Sensor mit großem Sensor (z. B. RX100 oder G1x) viel bessere Arbeit leisten würde, als dies ohne Spiegel möglich wäre. Vor allem, weil es ein Objektiv hat, das perfekt auf den Betrieb mit dem Körper zugeschnitten ist. Daher können spiegellose Kameras oft übertroffen werden, insbesondere, wenn sie nur mit Kit-Objektiven verwendet werden. Aber wir sind nicht hier, um über spiegellose Propagandamaschinen zu diskutieren, oder?
MarcinWolny
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Ich bin völlig anderer Meinung als "Die meisten Menschen machen KEINE professionellen Sport- oder Wildaufnahmen. In 95% aller Aufnahmeszenarien reichen die neuen kleineren spiegellosen Kontrasterkennungskameras aus." Viele, viele Leute werden (wie beim Fotografieren von;)) rennende Kinder schießen und sie sind ein noch schwierigeres Fokusziel. Wie bereits erwähnt, erhalten viele spiegellose Kameras einen Phasenerkennungsfokus, der mindestens mit DSLRs der Einstiegsklasse mithalten kann.
Marco Mp
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Die spiegellosen Kameras sind nicht so viel billiger, wie angegeben. Wenn wir die spiegellose Canon G12 (440 Euro, amazon.de ) mit einer digitalen Spiegelreflexkanone (523 Euro, amazon.de ) vergleichen, sehen wir, dass der Preisunterschied nicht groß ist. Die Wahl des Kunden hängt nach wie vor von dem Verwendungszweck der Kamera ab, nicht jedoch vom Preis.
Pavlo Dyban
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Phasenerkennungs-AF ist besser geeignet für:

  • Schnelle Erfassung des Fokus - meist Open-Loop-System, dh es nimmt eine Messung vor und bewegt das Objektiv.
  • sich bewegende Objekte - Messungen können sehr schnell durchgeführt werden, sodass Bewegungen verfolgt werden können.
  • große / schwere Linsen - weniger Linsenbewegungen erforderlich.
  • Filmkameras - erfordern nur einen Sensor mit niedriger Auflösung, der die Filmebene nicht blockiert.
  • Energie sparen - Das AF-System ist jeweils nur für den Bruchteil einer Sekunde aktiv und minimiert die Bewegung des Objektivs.

Der Kontrasterkennungs-AF eignet sich besser für:

  • kleine Kameras - zu wenig Platz, um das Licht auf den Phasenerkennungssensor zu richten.
  • Hohe Genauigkeit bei Schreibwaren - meist geschlossenes System, vermeidet systematische Fehler (Vorder- / Rückfokus).
  • Fokussierung an einer beliebigen Stelle im Rahmen - PDAF-Sensoren sind auf einzelne Stellen beschränkt, die sich um das Zentrum gruppieren.
  • Infrarotfotografie - unterschiedliche Wellenlängen des Lichtfokus in unterschiedlichen Entfernungen. Mit dem Bildsensor stellen Sie den korrekten Fokus sicher.
  • Intelligente Fokussierung - bei der Suche nach Details kann mehr Rechenleistung / Logik angewendet werden, z. B. bei der Gesichtserkennung.
Matt Grum
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Objektive mit starken Linsengruppen funktionieren mit Kontrast-AF nicht gut, da sie mit den vielen kleinen Schritten, die für Kontrast-AF erforderlich sind, nicht schnell genug bewegt werden können. Daher werden solche Objektive normalerweise nicht für Systeme mit Kontrast-AF angeboten. Sie können angepasst werden (z. B. FT-Objektive für mFT), funktionieren dann aber nicht gut.

Die praktische Einschränkung besteht also darin, dass solche Objektive für Kontrast-AF-Systeme nur verfügbar sind, wenn AF-Systeme (z. B. Hybrid-AF) weiterentwickelt werden. Für diese Systeme gibt es keine hellen Teleobjektive (insbesondere Zoomobjektive). Wenn Sie also Tier- oder Sportfotografie machen möchten, sind die Kontrast-AF-Systeme derzeit nicht die beste Wahl.

Andreas Huppert
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Sie meen keine hellen Telefotos wie die Olympus 75mm 1.8? Oder helle Telezooms wie die panasonic 35-100mm / F2.8? Okay. Man könnte sich streiten, ob ein 150 / 200mm-Äquivalent tatsächlich für Safari oder Sport ausreicht ... Ich habe keine Erfahrung mit einem der beiden, also ist dies nur zu sagen, "es wird keine solchen Objektive geben", falsch.
Subsub
Die meisten Sport- und Naturfotografen arbeiten gern im Bereich von 300 bis 600 mm.
Michael C
Ich spreche eher von Dingen wie einem 50-200 2.8-3.5 oder einem 50-250 2.8. Bei Körpern mit Kontrast-AF gibt es so etwas nicht. Bearbeiten: Für diejenigen, die nicht mit FT vertraut sind, sind dies 100-400 oder 100-500 auf 35 mm
Andreas Huppert
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Ein weiterer praktischer Unterschied: Aufgrund der Größen- / Gewichtsbeschränkungen, die das Kontrast-AF-System den Linsengruppen auferlegt, die immer noch durch schnelle Mikroschritte bewegt werden können, wird die optische Korrektur häufig durch eine elektronische Korrektur ersetzt.

Dies ist eine Einschränkung, wenn Sie lieber RAW aufnehmen und Ihr RAW-Konverter die elektronischen Korrekturmethoden der Kamera nicht unterstützt.

Andreas Huppert
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