Wie hat die Fotografie funktioniert, bevor der Autofokus erfunden wurde?

Nachdem ich einige Zeit mit dem Lesen von Fragen zum Autofokus verbracht hatte, stellte sich mir eine eigene Frage: Wie funktionierten Kameras überhaupt, bevor die Autofokus-Technologie erfunden wurde?

Vermutlich benutzten alle den manuellen Fokus. Aber hier ist die Sache: Ich habe versucht, meine DSLR manuell zu fokussieren. Es ist absurd schwer . Angesichts der Winzigkeit des Bildes im Sucher habe ich keine Ahnung, wie Sie jemals ein Bild mit makellosem Fokus erhalten würden.

Oder vielleicht haben die Leute es nicht getan? Vielleicht war der Fokus nicht ganz so kritisch, bevor 24-Megapixel-Bilder vergrößert wurden, um auf die Seite eines Busses zu passen? Sicherlich, wenn Sie etwas in der Größe einer Postkarte ausdrucken, werden Fokusfehler viel weniger auffällig sein.

Außerdem war meine allererste Kamera eine Fisher-Price-Spielzeugkamera. (Film, offensichtlich.) Ich bin mir ziemlich sicher , dass es keine Fokussierung Kontrollen hat überhaupt . (Und das ist viel zu lange her, als dass es einen Autofokus gegeben hätte.) Wie funktioniert das? Ist das Objektiv nur permanent auf Unendlich fokussiert oder so?

Durch die Linse fokussierende Kameras hatten fokussierende Bildschirme - normalerweise gemahlene Glas- oder Fresnellinsen (verwandt: Was ist ein fokussierender Bildschirm? ). Ansichtskameras (die großen Kameras mit Bälgen im alten Stil) projizierten das Bild auf den Fokusbildschirm. Der Fotograf inspizierte das Bild direkt auf der Mattscheibe (möglicherweise mit einer Lupe, um Bereiche des Bildes zu vergrößern), häufig unter einer Verdunkelungshaube. Wenn es Zeit für die Aufnahme des Bildes war, wurde der Fokussierbildschirm durch den Filmhalter ersetzt, zu welchem ​​Zeitpunkt der Film belichtet werden konnte.

^{Bild auf dem Fokusbildschirm von Sinar F 4 × 5. Bild © Guillaume Piolle, CC-BY-SA-3.0}

Bei Spiegelreflexkameras waren geteilte Prismen am häufigsten. Das Prismenmuster in der Mitte des Bildschirms hat die unscharfen Strahlen absichtlich in entgegengesetzte Richtungen "gebogen", wodurch die Sichtbarkeit von unscharfen Bereichen vergrößert wird. Die meisten Split-Prisma - Bildschirm hatten auch einen Mikro-Prisma (auch als Mikro-Raster ) Ring oder Kragen rund um den Split-Prisma Kreis in der Mitte des Bildschirms. Die Mikroprismen halfen insbesondere bei der Feineinstellung des Fokus in der Nähe des Fokus. Dieses 5-minütige YouTube-Video zeigt die Verwendung und den Effekt sowohl des geteilten Prismas als auch des Mikroprismenrings.

Unten sehen Sie ein Beispiel für die Fokussierung mit geteiltem Prisma. Der das geteilte Prisma umgebende Ring aus Mikroprismen "punktiert" ist auch im unscharfen Bild sichtbar:

^{Spiegelreflexkameras mit geteiltem Prisma fokussieren Bildschirmbilder, unscharf (links) und scharf (rechts). Bilder © Dave Fischer, CC-BY-SA-3.0 .}

Früher gab es eine kleine, aber aktive Gemeinschaft von Leuten, die ihre DSLR mit geteilten Prismen-Mattscheiben nachrüsteten. Die meisten Unternehmen, die geteilte Prismen für DSLRs herstellten, haben diese jedoch eingestellt. Siehe auch: Gibt es Mattscheiben für moderne DSLRs?

Hier ist eine Animation einer Nikon Df, die mit einem geteilten Prismen-Fokussierungsbildschirm nachgerüstet wurde (beachten Sie, dass in diesem geteilten Prisma kein Mikroprismenring vorhanden zu sein scheint):

^{Nachrüstung von Nikon Df mit geteiltem Prisma in Aktion. Bild © Reilly Liever , zu Bildungszwecken unter fairen Bedingungen verwendet.}

Wenn die Objekte nicht mehr falsch ausgerichtet sind, ist die Linse perfekt auf die Objekte fokussiert.

Die Folge davon ist, dass man in der Lage ist, die Entfernung zum Motiv zu bestimmen. Dieselbe Technik wurde auch für die optische Entfernungsmessung verwendet (keine Entfernungsmesserkameras ). Split-Prisma- Koinzidenz-Entfernungsmesser wurden in Militärs verwendet, um die Entfernung zum Ziel zu bestimmen, um Artilleriekoordinaten und Treibladungen festzulegen:

^{Blick von einem Zufallsentfernungsmesser. Public Domain, aus Wikimedia Commons}

Entfernungsmesserkameras verwendeten einen separaten optischen Pfad für die Fokussierung, den Entfernungsmessungs-Fokussierungsmechanismus . Dies zeigte zwei überlagerte Bilder. Wenn die Bilder perfekt überlagert waren, war das Motiv scharfgestellt. Dieses Beispiel aus Wikipedia veranschaulicht das Konzept:

^{Entfernungsmesserkamera-Fenster, unscharf (links) und scharf (rechts). Bild © Alexander Koslov, CC-BY-SA-3.0}

Wie hat die Fotografie funktioniert, bevor der Autofokus erfunden wurde?

Ziemlich gut für diejenigen, die lernen möchten, wie man es mit den Werkzeugen macht, die wir zu der Zeit hatten. Das gleiche gilt jetzt. Der einzige Unterschied besteht darin, dass wir jetzt lernen müssen, wie ein AF-System angewiesen wird, auf den Teil des Rahmens zu fokussieren, den wir scharfstellen möchten.

Vermutlich benutzten alle den manuellen Fokus. Aber hier ist die Sache: Ich habe versucht, meine DSLR manuell zu fokussieren. Es ist absurd schwer. Angesichts der Winzigkeit des Bilds im Sucher habe ich keine Ahnung, wie Sie jemals ein Bild mit makellosem Fokus erhalten würden.

Aufgrund der Allgegenwart von AF in den meisten modernen Kameras sind die Fokussierungshilfen, die einst in dem enthalten waren, was ein Fotograf durch den Sucher sah, normalerweise nicht mehr vorhanden. Geteilte Prismen und / oder Mikroschirme mit Prismenkragen waren bei Spiegelreflexkameras üblich, bevor AF auftrat. Einige Kameras hatten die eine oder andere. Viele Kameras hatten beides. Andere Kameratypen enthalten häufig eine Fokussierhilfe vom Typ Parallax-Entfernungsmesser.

Sucher waren im Allgemeinen auch größer und heller, selbst bei Consumer-Kameras. Jetzt haben nur die Top-Profimodelle in der Regel große, helle Sucher, die in der Vor-AF-Ära üblicher waren.

Objektive wurden auch entwickelt, um feinere Abstufungen der Fokuseinstellung zu ermöglichen. Die Fokussierringe der Objektive mussten viel weiter gedreht werden, um die gleiche Änderung der Fokusposition zu erzielen, die sich jetzt aus einer sehr kleinen Bewegung mit aktuellen Objektiven ergibt.

Oder vielleicht haben die Leute es nicht getan? Vielleicht war der Fokus nicht ganz so kritisch, bevor 24-Megapixel-Bilder vergrößert wurden, um auf die Seite eines Busses zu passen? Sicherlich, wenn Sie etwas in der Größe einer Postkarte ausdrucken, werden Fokusfehler viel weniger auffällig sein.

Es ist eine Tatsache, dass es sich bei Gelegenheitsfotos um Fotos handelt, bei denen es sich zum größten Teil um Fotos handelt. Es gab (und gibt) aber auch Groß- und Mittelformatfotografen, die große Anstrengungen unternahmen, um manuell fokussierte Bilder zu erstellen, die für die Anzeige in sehr großen Größen geeignet sind.

Einige der Grenzen des schärfsten Fokus wurden vom Aufzeichnungsmedium auferlegt. Ein Teil des Problems bei Rollfilmen ist, dass sie nicht gerne flach in der Kamera sitzen. Dies ähnelt dem Problem, das Sie haben, wenn Sie jemals versuchen, einen Projektor perfekt auf eine flexible, tragbare Leinwand zu fokussieren, die im Wind flattern kann. Es gab einige fortschrittliche Kameras, die tatsächlich eine Art Vakuum verwendeten, um den Film flacher gegen die Rückplatte zu ziehen.

Die Fokussierung mit dem Farbfilm war auch durch die unterschiedliche Tiefe der drei Farbschichten im Film begrenzt. Wenn Sie für eine Farbe perfekt fokussiert waren, waren die anderen beiden Ebenen etwas unscharf.

Im Gegensatz dazu sind digitale Sensoren so nahezu vollkommen flach, dass wir jetzt die Rückseiten der Linsenelemente beschichten müssen, um zu verhindern, dass unerwünschte Reflexionen von den Schichten des Sensorstapels abprallen. Die theoretischen Grenzen des besten Fokus sind jetzt viel kleiner. Selbst bei neueren und viel schärferen Objektiven, die heute erhältlich sind, wird der begrenzende Faktor bei Systemen mit höchster Auflösung schnell zum Auflösungsvermögen des Objektivs und nicht zum Auflösungsvermögen und zur Ebenheit des Aufzeichnungsmediums.

Außerdem war meine allererste Kamera eine Fisher-Price-Spielzeugkamera. (Film natürlich.) Ich bin mir ziemlich sicher, dass es überhaupt keine Fokussierungsregler gab. (Und das ist viel zu lange her, als dass Autofokus existiert hätte.) Wie funktioniert das? Ist das Objektiv nur permanent auf Unendlich fokussiert oder so?

Kameras mit "festem Fokus" verwenden relativ enge Blenden bei relativ kurzen Brennweiten. Dies ergibt eine große Schärfentiefe . Der Fokus wird auf die Hyperfokalentfernung des Systems eingestellt, sodass alles von der Hälfte dieser Entfernung bis zur Unendlichkeit scharf zu sein scheint. Kameras mit dieser Art von Design können immer noch gefunden werden. Darunter sind einige (aber bei weitem nicht alle) Webcams, Handykameras, Rückfahrkameras und andere Überwachungskameras (obwohl sie nicht mehr so ​​viele Handykameras ausmachen wie vor einigen Jahren).

Einige Kameras konnten vor der Aufnahme nicht durch das Objektiv sehen. Ein flüchtiger Sucher befand sich an der Seite der Kamera oder, wenn Sie ein Deluxe-Modell hatten, am vorderen Standard, der das Objektiv hielt. Mit solchen Suchern wurden keine Anpassungen für Objektive unterschiedlicher Brennweite vorgenommen. Der Fotograf musste nur wissen, wie weit der Blickwinkel für das verwendete Objektiv war. Der Fokus wurde durch Schätzen oder Messen des Motivabstands und Ausrichten einer Markierung auf dem Objektiv auf eine Skala mit diesem Abstand eingestellt. Blende und Verschlusszeit wurden ebenfalls manuell eingestellt, ohne dass eine Belichtungsmessung in der Kamera eingebaut war. Einige dieser Kameras verwendeten Rollfilme mit 6-12 Aufnahmen pro Rolle. Andere verwendeten Folien, die nach jeder Belichtung gewechselt werden mussten.

Hier gibt es verschiedene Themen.

1) Eine Spielzeugkamera und einige neue Kameras, zum Beispiel Überwachungskameras, einige Telefonkameras müssen nicht fokussieren, da der Fokusbereich sehr groß ist. Normalerweise ist dies auf zwei kombinierte Elemente zurückzuführen. Ein Weitwinkelobjektiv und eine kleine Blende. Sie müssen sich also nicht auf das von Ihnen entworfene Sortiment konzentrieren.

Versuchen Sie, auf einer Spielzeugkamera einen sehr engen Bereich scharf zu stellen, und Sie können dies nicht.

2) Die Größe eines Bildes auf einem Bus beträgt nicht 24 Mpx. Es kann mehr oder weniger sein. Das ist ein anderes Thema, aber vor der "digitalen" Fotografie gab es kommerzielle Filmfotografie, die großformatige Filme verwenden konnte, die Bilder mit ziemlich hoher Auflösung aufnahmen. Hierfür wurden keine 35 mm Dias, sondern 6 × 6 cm 4 × 5 ″ usw. https://www.google.com/search?q=film+photography+formats

Inklusive jetzt können Sie viele Informationen aus einem 35-mm-Film beim Scannen "quetschen".

Das Scannen eines großen Farbdias mit einem Trommelscanner enthält viel mehr Informationen als 24 Mpx. https://www.google.com/search?q=drum+scanner

3) Die Kameras hatten eine Mattscheibe. In der kommerziellen Fotografie haben Sie ein magnyfing Glas benutzt.

4) Und sie hatten eine weitere Besonderheit: Der Fokussierring wurde für eine noch mehr abgewinkelte Drehung verlängert. Dies bedeutet, dass bei modernen Objektiven mit manueller Fokussierung eine kleine Drehung des Objektivs die Fokussierungsentfernung erheblich verlängert. Bei alten Objektiven müssen Sie den Ring viel mehr bewegen, um eine bessere Scharfeinstellung zu erzielen.

5) Die Leute haben das erlebt, indem sie den Fokus gefunden und gefühlt haben, der sich nach links und rechts bewegt und die Mitte des fokussierenden "Balletts" fühlt.

6) Sie können den manuellen Fokus heutzutage immer noch auf einer DSLR-Kamera verwenden, zum Beispiel wenn Sie ein Video aufnehmen. Wie ich bereits zu Punkt 4 bemerkt habe, haben Sie mehr Kontrolle, wenn Sie den Fokussierring in einem größeren Winkel drehen. Deshalb verwenden die Leute in Videos einige Bohrinseln, die sich an den Fokussierring anpassen. https://www.google.com/search?q=focus+rig+dslr .

Die aktuellen Antworten befassen sich mit manuellen Durchlicht-Fokussier- und Fixfokuskameras und erklären sie gut, aber sie verfehlen einen anderen Ansatz - die Entfernungsschätzung .

Zum Beispiel ist meine alte 1960er Kodak Retinette keine Spiegelreflexkamera, und es gibt keine Fokussierung durch die Linse. Es ist jedoch auch kein fester Fokus.

Stattdessen schätzen Sie, wie weit das Motiv entfernt ist, und verwenden dazu die Abstandsmarkierungen auf dem Fokusring. (Das Bild oben hat es in Metern gemessen, meine eigentliche Kamera misst es in Fuß.)

Als Ergänzung zu den Antworten zu Fokussierhilfen bei Spiegelreflexkameras, die manuell fokussiert werden sollen, möchte ich Ihnen einen Link zur Hyperfokalentfernung geben, die bei Kameras mit festem Fokus verwendet wird.

Die meiner Eltern (später an mich weitergegeben) sahen so aus, es war also eine Instamatic X-15 um 1970.

Das erste Bild ist ein High-End-Modell, das einen eingebauten Belichtungsmesser (ich glaube, die Belichtung wurde nicht festgelegt, sondern basiert auf Licht) und einen Schalter für Nahaufnahmen oder 6 Fuß und weiter fokussiert hat.

Beachten Sie, dass die Apertur physikalisch sehr klein ist. Es ist 1: 11 und das Negativ ist 28 mm im Quadrat. Die Schärfentiefe ist also etwas besser als bei einem „Vollbild“ und nicht so gut wie bei einem „Erntesensor“, wenn Sie dies einstellen f / 11.

Angesichts der besten Schärfe, die Sie vom System erwarten können, und der Annahme, dass Sie Drucke mit einem Quadrat von 4 Zoll und einem Leseabstand betrachten würden, war alles, was über 6 Fuß hinausging, „scharf“. Der Fokus ist jedoch nicht so scharf, wie Sie es heute von denselben Werten erwarten, da die erwartete Druckqualität aus zahlreichen Gründen nicht so gut war. 1970 Farbdruckfilm ist nicht Ektar !

Der Punkt ist, dass der Entfernungsbereich, der als „scharf“ eingestuft wird, eine Beurteilung ist, die auf der physischen Größe der Verwirrungskreise basiert, die Sie tolerieren können. Mit grobkörnigem Film (und Druckpapier) kommt man ohnehin nicht an einer bestimmten Schärfe vorbei; Die Auflösung ist einfach nicht gut genug.

Die einfachste Kamera, die Sie haben können, etwas, das Sie leicht zu Hause bauen können, ist nur ein Karton mit einer Lochblende. Sie erhalten ein scharfes Bild direkt auf dem Film (wenn auch invertiert). Dies funktioniert auch mit menschlichen Augen - wenn Sie kurzsichtig sind und keine Brille haben, können Sie ein perfekt fokussiertes Bild erhalten, indem Sie einfach Ihre Faust vor Ihrem Auge formen, um nur einen kleinen "Lichtkreis" durchzulassen .

Das sollte durchaus Sinn machen - Unschärfe bedeutet, dass Sie an den falschen Stellen viel mehr Licht bekommen, als Sie wollen . Dies ist im Wesentlichen auf die Tatsache zurückzuführen, dass in einem typischen Szenario das Licht überall gestreut und gestreut wird, sodass dasselbe Bild effektiv aus vielen verschiedenen Winkeln projiziert wird, die "falsch" zusammenkommen. Eine DSLR löst dies, indem sie die gestreuten Lichtstrahlen mithilfe eines Objektivs "rekombiniert" und sie wieder parallel macht. Dies funktioniert jedoch nur für eine Reihe von Entfernungen. In unserer Schuhschachtel mit Lochkamera wird das Problem gelöst, indem das gesamte "andere" Licht, das dies nicht tut, eliminiert wirdkommen direkt vom Objekt. Dies hängt nicht von der Entfernung zum Objekt ab (obwohl es Grenzen für die Entfernung zum Lochradius gibt, und es gibt auch andere Grenzen), sondern es wird insgesamt weniger Licht empfangen, sodass Sie eine längere Belichtung benötigen. Außerdem haben Sie in der Regel eine ziemlich harte Grenze auf minimalen Abstand - sie haben große Fokus überall von zB 3 Meter bis unendlich, aber du bist nicht zu fotografieren Schmetterlinge gehen zu können :)

Wie bereits erwähnt, sind DSLRs sehr viel komplexer als diese: Sie sind stark darauf ausgelegt, viele verschiedene Einstellungen an Ihre Vorlieben und Ihre jeweilige Situation anzupassen (in einer idealen Welt: P). Es bedarf zwar einiger Übung, um die manuelle Fokussierung richtig durchzuführen , aber es ist sicherlich nicht absurd schwer . Wenn Sie routinemäßig Probleme mit der manuellen Fokussierung haben, kalibrieren Sie den Sucher (irgendwo in der Nähe sollte sich ein "Zahnrad" mit +/- befinden). Möglicherweise sind Ihre Augen das Problem.

Wir haben sehr viele schlechte Fotos gemacht. Beim Schießen von Candids stellte ich fest, dass zwischen schlechter Belichtung und schlechter Schärfe 60% druckbare Aufnahmen die Regel waren. Automatische Belichtung halbiert den Ausschuss. AF kam gerade rechtzeitig, um meine abnehmende Alterungsvision zu korrigieren. Wenn ich nicht etwas Dummes tue, werden die Ablehnungen für Fokus / Belichtung nur wenige Prozent betragen, und die meisten davon sind seltsame Lichteffekte - Gegenlicht, Schneelandschaften, Nachtaufnahmen ... oder Situationen, in denen der Autofokus verwirrt ist durch einen Gegenstand zwischen mir und meinem Subjekt. (Der Zweig ist scharf, der Vogel nicht.)