Warum haben spiegellose Kameras einen schnelleren Autofokus als Spiegelreflexkameras mit Live-Ansicht?

Bei Kameras von Anfang 2013 ist allgemein anerkannt, dass die Verwendung des Autofokus mit Kontrasterkennung bei Spiegelreflexkameras (dh Live-Ansicht bei den meisten Spiegelreflexkameras) aufgrund der langsamen Fokussierungsgeschwindigkeit nur für statische oder nahe statische Motive geeignet ist. Auf der anderen Seite verfügen die derzeit besten spiegellosen Kameras (die Olympus OM-D E-M5 wird hier häufig zitiert) über Autofokussysteme, mit denen eine Fokussperre wesentlich schneller erreicht werden kann, wenn nicht sogar die Leistung der Phasendetektion erreicht wird Autofokus-Systeme.

Ich verstehe, dass beide Systeme dieselbe Technologie verwenden. Warum haben spiegellose Kameras also viel schnellere Autofokus-Systeme als Spiegelreflexkameras im Live View-Modus? Ist es so, dass die Objektive für spiegellose Systeme für eine schnelle CDAF-Leistung optimiert sind, und wenn ja, wie lauten diese Optimierungen?

Bearbeiten: Als Antwort auf eine der Antworten denke ich nicht darüber nach, wie Kameras wie die Nikon 1-Serie oder die Canon EOS M aufgrund der Verwendung von Phasenerkennungselementen im Sensor einen schnelleren Autofokus haben. Ich verstehe, wie die Verwendung einer völlig anderen Technologie die Dinge verbessern wird. Mich interessiert hier, wie einige Hersteller den Autofokus zur Kontrasterkennung viel schneller gemacht haben, als dies bei Spiegelreflexkameras anscheinend möglich ist. Ähnliche Überlegungen gelten für die Sony SLT-Serie, da auch hier PDAF anstelle von CDAF verwendet wird.

Hauptgrund ist, dass die DSLR-Objektive für die Phasenerkennung optimiert sind . Jede Komponente der Linse ist auf eine schnelle Bewegung und ein genaues Anhalten des Glases abgestimmt. Die Kontrasterkennung hingegen funktioniert am besten mit Schrittmotoren, die in der Lage sind, schnell die Richtung zu wechseln, sodass Sie die Linsen nach innen und nach außen bewegen können, um den höchsten Kontrast im Bild zu erzielen.

Die Phasenerkennung weiß sofort, wo der Fokus liegt und wie weit sich die Linsen bewegen müssen, um einen perfekten Fokus zu erzielen. Die Kontrasterkennung muss "es finden". Dies erzwingt unterschiedliche technische Lösungen bei der Herstellung von Linsen.

Auch die DSLRs werden in der Regel nachträglich mit Live-View erstellt . Die meisten Hersteller halten es für eine manuelle Fokussierhilfe. Sie versuchen nicht, einen schnellen AF für Videos zu erstellen, da sie wissen, dass Profivideofotografen normalerweise manuell fokussieren (nicht, dass sie bei einer solchen Leistung eine andere Wahl haben ...), während Fotografen normalerweise ohnehin Sucher verwenden. Daher verfügen sie selten über dedizierte Prozessoren für die Kontrasterkennung, und wenn die Haupt-CPU mit der Fokussierung beschäftigt ist, arbeitet sie nicht so gut wie eine dedizierte Einheit.

Auch die Aussage in Ihrer Frage ist nicht ganz richtig . Die SLT- DSLRs von Sony verfügen über einen AF, der in der Live-Ansicht viel schneller ist als in der spiegellosen Ansicht, da die SLT-Konstruktion es der Kamera grundsätzlich ermöglicht, ihre PDAF-Sensoren (Phase Detection Auto Focus) während der gesamten Live-Ansicht zu nutzen. So erhalten Sie gleichzeitig AF in DSLR-Qualität mit Live-Ansicht. Auch die ältere Generation von Sony-DSLRs bot Quick AF Live View an, bei dem der Hauptspiegel für Live View nie hochgeklappt wurde. Stattdessen wurde ein sekundärer Sensor im Sucher verwendet, der AF in DSLR-Qualität für eine zusätzliche Verzögerung vor der Aufnahme ermöglichte (der Spiegel musste hochgeklappt werden) um das Foto aufzunehmen).

Aktualisieren

Seitdem diese Frage und Antwort ursprünglich geschrieben wurde, hat sich viel geändert in der Art und Weise, wie verschiedene Kameratypen AF implementieren, und in den Ebenen, auf denen diese Implementierungen ausgeführt werden.

Viele aktuelle DSLRs verfügen jetzt über einen auf Bildsensoren basierenden Hybrid-AF mit Phasen- und Kontrasterkennung in Live View, der mit der Leistung eines auf Bildsensoren basierenden AF in vielen aktuellen spiegellosen Kameras mithalten kann oder diese sogar übertrifft. Insbesondere der Canon CMOS-AF mit zwei Pixeln bietet hinsichtlich Geschwindigkeit und Genauigkeit die gleiche Leistung wie viele aktuelle spiegellose Kameras.

Der große Unterschied heute (September 2017) besteht darin, dass DSLRs das Beste aus beiden Systemen bieten können - dedizierten AF-Sensor-basierten Phasenerkennungs- AF oder Hybrid-PD / CDAF auf Basis eines Bildgebungssensors, der mit allem in einer spiegellosen Kamera vergleichbar ist - und spiegellosen Kameras nur die zweite Option anbieten.

Phasenerkennungssysteme wurden von Anfang an so konzipiert, dass sie schnell sind, auch wenn sie ein wenig an Genauigkeit einbüßen. In den frühen Systemen hat die Kamera einen Blick darauf geworfen, wie weit der Fokus verschoben werden muss, und eine Nachricht an das Objektiv gesendet. Das Objektiv bewegte sich um diesen Betrag und blieb dort stehen. Wenn Sie den AF feineinstellen möchten, können Sie einen halben Druck ausführen, um das Objektiv zu schließen, den Auslöser nach oben klappen und dann einen weiteren halben Druck ausführen. Da das Objektiv weniger Zeit benötigt, sollte eine genauere Fokussierung erzielt werden. Neuere Objektivkonstruktionen enthalten eine Möglichkeit, mit der das Objektiv der Kamera eine genaue Position des Fokusmechanismus mitteilt. Dies hat zu einer genaueren Fokussierung mit sehr geringen bis keinen Geschwindigkeitseinbußen geführt.

Die Geschwindigkeit der Kontrasterkennung hat sich mit zunehmender Rechenleistung der Kameras stetig verbessert. Da der Kontrastfokus mehrere Mess- und Bewegungszyklen erfordert, führt die Kamera diese mehreren Berechnungen umso schneller durch, je mehr Schritte pro Sekunde verarbeitet werden können. Neue Objektive, die speziell für spiegellose Kameras entwickelt wurden, sind für die Fokussierung mithilfe der Kontrasterkennung oder eines Hybrids optimiert, bei dem Kontrast- und Phasenerkennungsfokus mithilfe des Bildsensors kombiniert werden. Während sich die Hersteller von DSLR-Kameras hauptsächlich darauf konzentriert haben, verbesserte Fokus-Arrays für den Phasendetektionsfokus zu entwickeln, geben sich die Hersteller ohne Spiegel viel mehr Mühe, den Fokus der Kontrastdetektion zu verbessern.

Roger Cicala von lensrentals.com hat kürzlich eine Reihe über Fokus-Performance geschrieben, die ziemlich detailliert ist und einige dieser Probleme anspricht. Es ist viel Material zu durchlaufen, aber ich fand es interessant zu lesen.

http://www.lensrentals.com/blog/2012/07/autofocus-reality-part-1-center-point-single-shot-accuracy http://www.lensrentals.com/blog/2012/07/autofocus -reality-part-ii-1-vs-2-and-old-vs-new http://www.lensrentals.com/blog/2012/07/autofocus-reality-part-3a-canon-lenses http: / /www.lensrentals.com/blog/2012/08/autofocus-reality-part-3b-canon-cameras http://www.lensrentals.com/blog/2012/09/autofocus-reality-part-4-nikon- Vollbild

Es ist einfach ein Optimierungsfall. Die in diesen Kameras verwendeten Sensoren wurden für einen effizienten Autofokus optimiert. Einige verwenden Kontrasterkennung, während andere sogar Phasensensoren haben.

Beim OM-D E-M5 wird Contrast-Detect verwendet, eine Schleife, die den lokalen Kontrast misst, das Objektiv bewegt und wiederholt, bis der maximale Kontrast erreicht ist. Diese neueste Generation von Sensoren führt diese Iteration mit 240 Hz durch, wobei die Daten entsprechend schnell analysiert werden. Olympus ist so zuversichtlich, dass sie dies schneller als DSLRs machen können, dass sie die On-Chip-Phasenerkennung nicht in Betracht ziehen.

Nikon hingegen verwendet die Phasenerkennung, weshalb sie so schnell fokussieren können. Dieses System erfordert viel weniger Iterationen - wie bei einer DSLR mit OVF -, da die gesammelten Daten die Kamera über die Richtung und das Ausmaß der Fehlfokussierung informieren. Dies ist nicht präzise genug, um es in einer einzigen Schranke zu tun, kommt aber ziemlich schnell dahin. Zu beachten ist, dass die Splitter für die On-Chip-Phasenerkennung winzig sind, weshalb diese Systeme nicht so schnell arbeiten wie die von DSLRs bei schlechten Lichtverhältnissen. Nikon 1-Kameras schalten bei schwachem Licht auf Kontrasterkennungs-AF um.

Wie Sie bereits erwähnt haben Objektive einen Einfluss auf die Autofokusgeschwindigkeit. Der Schlüssel befindet sich in der oben beschriebenen Schleife. Mit der Kontrasterkennung bewegt die Kamera das Objektiv kontinuierlich in kleinen Schritten. Im Gegensatz dazu (kein Wortspiel beabsichtigt) stellt die Phasendetektion den größten Teil der Fokussierung bei größeren Bewegungen sicher. Motoren, Steuerungen und Rückmeldungen vom Objektiv müssen für jeden Einzelfall abgestimmt werden. Bei modernen DSLR-Objektiven arbeitet der in vielen Objektiven verwendete Ultraschallmotor dagegen.

Zum Beispiel führte Canon mit der EOS M Objektive mit Linearmotoren (STM) ein, während die High-End-Objektive mit Ultraschallobjektiven (USM) ausgestattet sind. Während der Veröffentlichung wurde ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die neuen Motoren besser mit dem Autofokus der EOS M zusammenarbeiten sollen, bei dem die Kontrasterkennung zur Feinabstimmung des Autofokus verwendet wird, nachdem die Phasendetektion den Fokus auf den Ballparkbereich gelegt hat.