Punktgenauer Autofokus und hochauflösende Bildsensoren

by Dietmar Temps
 
Autofokus-Systeme sind aus modernen Kameras nicht mehr wegzudenken. Durch Assistenten wie Augen- und Gesichtserkennung können alltägliche Motive sicher und schnell erfasst werden. Allerdings kann für anspruchsvolle Fotografen Hintergrundwissen über mögliche Fallstricke und Probleme moderner Autofokussysteme sehr hilfreich sein. Das gilt besonders für die kreative Fotografie, aber auch für Bereiche wie Sport-, Action- oder Makrofotografie. Potentielle Probleme treten meist in Zusammenhang mit hochauflösenden Bildsensoren auf und sind oft erst bei der späteren Bildbearbeitung bzw. bei 100%-Darstellung sichtbar. In Verbindung mit hochauflösenden Vollformat-Bildsensoren gewährleistet nur ein punktgenauer Autofokus gestochen scharfe Bilder.

 

Viele kreative Amateure und Profifotografen separieren mit bewusster Wahl der Schärfeebene das Hauptmotiv vom Hintergrund und wählen deshalb oft längere Brennweiten kombiniert mit einer großen Blendenöffnung. Solche Aufnahmesituationen sind selbst für moderne Autofokussysteme immer noch eine Herausforderung. Vor allem hochauflösende Sensoren zeigen bei 100%-Darstellung mögliche Fehlfokussierungen besonders deutlich. Bei Portraits kann es leicht passieren, dass die Nase scharf, aber das der Kamera zugewandte Auge leicht unscharf abgebildet wird. Auch wenn es sich vielleicht nur um einen geringfügigen Fehler der korrekten Lage der Schärfeebene handelt nehmen wir solche Bilder insgesamt oftmals als „unscharf“ wahr.
 

 

AF-Feinjustierung
 
Der AF-Sensor befindet sich bei Spiegelreflexkameras nicht auf dem eigentlichen Bildsensor sondern wird über den Spiegel angesprochen. Der unterschiedliche Strahlengang kann dazu führen, dass die Schärfeebene auf dem AF-Sensor und dem Bildsensor nicht 100% übereinstimmen. Dieser Effekt ist als „Front-Fokus“ oder „Back-Fokus“ bekannt: die Schärfeebene auf dem Bild liegt etwas vor oder hinter dem anvisierten Punkt. Glücklicherweise kann dieser Fehler mit Hilfe der AF-Feinjustierung der Kamera sehr leicht behoben werden. Kreative Fotografen die gerne mit Festbrennweiten und großen Blendenöffnungen arbeiten sollten beim Kauf darauf achten dass die Spiegelreflexkamera eine AF-Feinjustierung bietet. Es gibt auch unterstützende Werkzeuge (beispielsweise das Fokus-Tool SpyderLENSCAL von Datacolor) mit deren Hilfe sich die Feinjustierung einfach und sicher durchführen lässt. Spiegellose Systemkameras haben insofern einen Vorteil, dass keine AF-Feinjustierung notwendig ist da konstruktionsbedingt zur Scharfeinstellung der Bildsensor verwendet wird.

 

CKorrekte Wahl des AF-Punktes
 
Moderne AF-Sensoren von Spiegelreflexkameras können sehr viele Informationen des Motivs auswerten. Spiegellosen Systemkameras stehen sogar Bildinformationen des gesamten Bildsensors für die Auswertung zur Verfügung. Man könnte annehmen, dass diese Informationen Fehlfokussierungen nahezu ausschließen. In der Realität zeigt sich aber, dass meist nur Motive wie Gesichter und Augen sicher erkannt werden und andere Bildinformationen wie z.B. Farbe vorwiegend für die AF-Verfolgung (Tracking) verwendet werden. Wird kein Motiv erkannt bevorzugt der Algoritmus des AF-Sensors meist den der Kamera nächstgelegenen Punkt als optimale initiale Schärfeebene, was nicht immer zum besten Ergebnis führt. Erfahrene Fotografen wählen aus diesem Grund oft den initialen Autofokuspunkt selbst und überlassen nur das automatische Tracking des Bildmotives dem AF-System.

 

 

Gesichtserkennung/Augenerkennung
 
Auch bei der Gesichts- und Augenerkennung moderner AF-Sensoren liegt die Tücke im Detail: Die Gesichtserkennung ist in manchen Fällen zu ungenau, so dass bei Portraits eventuell die Ohren oder die Nase scharf abgebildet werden, die Augen jedoch leicht unscharf. Zwar ist der Augen-AF bei Portraits in den meisten Situationen äußerst hilfreich, die Grenzen zeigen sich aber bei Nahaufnahmen: Je größer der Abbildungsmaßstab bei Portraits gewählt wird (z.B. das Gesicht als bildfüllendes Motiv) desto geringer ist die nutzbare Tiefenschärfe. Hochauflösende Bildsensoren stellen in diesem Fall höchste Ansprüche an die Genauigkeit des AF-Moduls: Bei Nahaufnahmen ist es durchaus ein Unterschied ob der AF-Punkt auf die Wimpern, der Iris oder der Haut unterhalb es Auges positioniert wird. Portraits beispielweise von Kindergesichtern empfindet der Betrachter unter Umständen als leicht unscharf wenn die für Kinder typischen langen Wimpern unscharf abgebildet werden. Umgekehrt wird eine charaktervolle Darstellung eines Gesichts eines alten Menschen eventuell als unscharf eingestuft, wenn auf die Wimpern fokussiert wird und die Falten des Gesichts dadurch gegebenenfalls eine leichte Unschärfe aufweisen.

 

Diffraktion, Fokus-Stacking
 
Hochauflösende Vollformat-Sensoren können ein weiteres Problem sichtbar machen: Diffraktion. In diesem Fall hat zwar der Autofokus in der Regel korrekt scharfgestellt, aber bei sehr kleinen Blendenöffnungen (z.B. Blende 22) macht sich die Diffraktion bemerkbar. Diffraktion bezeichnet die ungewünschte Beugung der Lichtstrahlen an kleinen Blendenöffnungen. Das kann zu weichen Bildresultaten führen, was im ersten Augenblick oftmals wie ein Autofokusfehler aussieht. Leider lässt sich gerade in der Landschaftsfotografie eine kleine Blendenöffnung nicht immer vermeiden. Das Problem lässt sich bei statischen Motiven durch das „Fokus-Stacking“ lösen: Das Landschaftsmotiv im Sonnenuntergang (siehe nachfolgendes Beispielbild) wurde zuerst mit Blende 22 belichtet um den Sonnenstern der untergehenden Sonne möglichst optimal abzubilden. Bei der zweiten Aufnahme wurde auf den Vordergrund mit der Blende 11 fokussiert. Im späteren Bildbearbeitungsprozess sind beide Belichtungen montiert worden und man erhält über die gesamte Bildfläche hinweg ein gestochen scharfes Bild.