Kako deluje avtofokus?


    Kako deluje avtofokus?

    Jure Zupan

    kvarkadabra.net – številka 10
    (junij 2001)

    Avtofokus (AF) pri fotografskem fotoaparatu je sistem, s katerim fotoaparat samodejno nastavi ostrino slike. Načinov, kako izvedejo proizvajalci avtomatično nastavljanje ostrine slike pri slikanju je seveda kar nekaj, suhoparno pa jih lahko razdelimo na aktivne , to je tiste pri katerih kamera nekaj oddaja (navadno zvočno valovanje ali infrardečo svetlobo) in pasivne, pri katerih uporabijo drugačne trike.

    Zgodovina aktivnega avtofokusa se je začela z modelom korporacije Polaroid- Polaroid Spectra in kasneje z modeli SX-70, kjer so uporabili za določanje razdalje podoben način, kot ga uporabljajo podmornice s sonarjem. V fotoaparat so namestili oddajnik visokofrekvenčnega zvoka (neslišnega človeku), nato pa je kamera določila razdaljo do slikanega objekta tako, da je merila čas do povratka odbitega zvočnega valovanja. Problem takšnega določanja razdalje in nato ostrenja slike je, da postopek odpove, če se npr. slikani objekt nahaja za steklom. Zvočno valovanje se namesto od objekta odbije že pred tem od stekla, kar povzroči, da fotoaparat ne izostri slikanega objekta, pač pa ploskev od katere se je valovanje odbilo (v našem primeru je to steklo).

    Kljub tej očitni pomanjkljivosti, pa kar nekaj sodobnih fotaparatov še vedno uporablja aktivni sistem fokusiranja, sicer ne več z zvočnim valovanjem ampak z infrardečo svetlobo. Tu kamera namesto zvočnih oddaja pulze infrardeče svetlobe (nevidne človeškim očem), nato pa prek količine odbitega pulza in pretečenega časa preračuna razdaljo do objekta. Tak avtofokus ima namreč tudi svojo dobro plat, saj deluje celo v popolni temi. To seveda precej poenostavi slikanje z bliskavico v slabo osvetljenih prostorih. A podobno kot njegov zvočni predhodnik, ima avtofokusirni sistem na infrardeče pulze kar nekaj pomankljivosti. Sistem lahko zmedejo izviri svetlobe (npr. svečke na rojstnodnevni torti, žarnica v vidnem polju…), problematični so tudi odboji pulzov od površin pred slikanim objektom (npr. okna, rešetke…)
    Zato velika večina kamer uporablja pasivni fokusirni sistem. Tu je v goriščni ravnini nameščen majhen CCD senzor (npr. v obliki tankega traku s 100 do 200 točkami). Kamera nato avtomatično spreminja fokus, dokler ne najde najostrejše slike. To doseže tako, da išče sliko z največjim kontrastom. Pri sliki, ki ni izostrena, je namreč celotna scena veliko bolj zabrisana, kot na primer na spodnjem primeru

    Robovi črnih pravokotnikov, ki jih slikamo, so precej zamegljeni, kar se pozna tudi pri tem, kako vidi robove CCD detektor (rdeči pravokotnik, povečan spodaj). Osvetljenost se spreminja skoraj zvezno. Dramatično drugače je, ko je slika izostrena. Tedaj se na robu osveljenost hitro spremeni. To omogoča, da se lahko kamera prek računalniškega algoritma odloča, kdaj je slika izostrena.

    Seveda ima tudi ta postopek svoje omejitve. Deloval bo le, če bo predmet, ki ga želimo slikati dovolj konstrasten (pri slikanju belega lista papirja že ne bo tako). Prav tako si zlahka predstavljamo, da bo precej problematično tudi slikanje v živalskem vrtu, kjer slikamo živali za rešetkami. Naj kamera izostri rešetke (verjetno bolj kontrasten del slike, a komajda verjetno, da tudi željeni objekt) ali žival za njimi? Prav tako bo kaj težko vse skupaj delovalo, ko bo na razpolago bolj malo svetlobe. A na srečo, imamo vedno pri roki (sicer malce bolj zamudno, a vseeno) zanesljivo rešitev. Priročni avtofokusirni sistem, ki ga nosi vsak s seboj – človeško oko. Noben avofokusirni sistem pri fotoaparatu namreč še zdaleč ne dosega človeškega očesa, zato le uporabimo oči (in nato ročno nastavitev fokusa), ko se lotimo slikanja v zahtevnejših pogojih.

    Morda še nekaj zanimivosti. Najprej: kako lahko ugotovimo, kakšen avtofokusirni sistem ima kamera, ki jo imamo v roki? O tem se lahko prepričamo s hitrim testom (a pozor, nekatere kamere imajo lahko oba fokusirna sistema). Stopimo ven in najdimo velik kos neba popolnoma brez oblačkov. Nato poskusimo avtomatično izostriti sliko. Če dobimo indikacijo, da je aparat v redu izostril sliko, tedaj imamo kamero z aktivnim fokusom. Če dobimo indikacijo, da fokus ni v redu, tedaj ima kamera pasivni avtofokus- CCD namreč na modrem nebu ne more najti nikakršnega kontrasta, tako da obupa.

    In še dodatni nasvet. Če želimo slikati kompozicijo, kjer naj bo izostreni predmet izven sredine slike, koder se osredotoča avtofokus, se moramo poslužiti manjšega trika. Recimo, da želimo posneti sliko spodaj.

    Avtofokus bo izostril ozadje – gore, saj te ležijo v področju avtofokusa (očrtan kvadratek v sredini). Večina fotoaparatov ima focus-lock, ki ga lahko uporabimo v takem primeru. Navadno ga vključi na pol pritisnjen gumb za slikanje. Sedaj slikamo v dveh korakih

    1.Korak: Najprej izostrimo objekt, ki ga slikamo, v našem primeru par pred jezerom.

    2.Korak: Na pol pritisnemo gumb za slikanje (vključimo funkcijo focus lock) in poiščemo tako kompozicijo kot jo želimo.

    Dodatno branje o avtofokusu lahko najdete na naslednjih straneh:
    Razlaga delovanja avtofokusa na straneh How stuff works
    Nasveti za boljše fotografiranje z avtofokusom
    O avtofokusu pišejo tudi na How Things Work