Camera Lens News Nr 32 July 2009

Manual Focusing with AF Camera Systems

http://www.zeiss.com/C12567A8003B8B6F/EmbedTitelIntern/CLN_32_en/$File/CLN32_en_web.pdf

Ручная фокусировка на автофокусных зеркальных камерах.

Превосходное качество изображения в современном мире фотографии обусловлено рядом различных факторов: большим количеством пикселов в цифровых зеркальных камерах, сенсорами формата 35 мм или традиционного среднего формата, продвинутыми технологиями обработки изображения и алгоритмами шумоподавления.
Результаты также зависят от взаимодействия камеры с объективом, поэтому высококлассная оптика играет такую важную роль в выполнении требований фотографов по достижению требуемого качества.

Слабейшее звено.
Получение снимков высокого качества на камерах высокого разрешения подразумевает сохранение в четких границах параметров, которые имеют прямое или косвенное влияние на качество картинки. Идея, что «прочность цепи равна прочности ее слабейшего звена»,   достаточно уместна в фотографии и воспроизведении картинки.

Точная фокусировка
Одним из ключевых звеньев в цепи успешной передачи изображения является точность, с которой объектив фокусируется на основном объекте. В общем говоря, фотообъектив обеспечивает оптимальную передачу изображения максимального качества двумерной плоскости. Эта плоскость лежит точно параллельно плоскости пленки или сенсора камеры. В зависимости от увеличения и выбранной диафрагмы, определенный диапазон впереди и позади точки оптимального фокуса также расматривается как «адекватно резкий». В данном контексте, увеличением называется отношение между образом, воспроизводимым объективом, и фотографируемым объектом. Таким образом, фокусное расстояние объектива, расстояние до объекта и размер пленочного кадра или сенсора определяют так называемую глубину резкости. Зона фокусировки, обозначенная как глубина резкости есть диапазон в объектном пространстве, адекватно воспроизводимый оптической системой. Этот диапазон передается с приемлемой резкостью на плоскость изображения.
Вы можете прочесть больше об эффекте небольшого дефокуса на качество изображения в статье "Measuring lenses objectively" в 30м номере Сamera Lens News, начиная на стр 24. Эта статья показывает насколько важна точная фокусировка вне зависимости от того, собирается ли фотограф сделать отпечаток большого размера или требует максимального качества по другой причине, а не только тогда, когда требуется использовать полностью открытую диафрагму.   

 

На чем фокусироваться? 
Вопрос «На чем фокусироваться?», очевидно, решается индивидуально, исходя из вкуса каждого конкретного фотографа. Однако, когда стоит вопрос выбора оптимальной точки фокусировки при фотографировании картины или горной цепи, уходящей в бесконечность, то особой разницы в мнениях не будет. В равной мере, традиционная портретная фотография резервирует максимальную резкость на глазах модели.
Сочетание резкости и нерезкости есть один из наиболее фундаментальных креативных аспектов фотографии. Тот факт, что наше окружение трехмерно означает, что разные люди могут иметь различающиеся взгляды на то, что должно быть изображено четко, а что будет в размытой или схематичной форме, например, при выборе правильногофокуса при съемке группы людей, сидящих за круглым столом в сложных условиях освещения. Выбор глубины резкости, используя кнопку репетира диафрагмы — один способ, который может быть полезным. Хороший результат также может быть достигнут при использовании современного софта, такого как «face recognition» (узнавание лица), который фокусирует изображение на ближайшем человеке. Особенно это полезно при фотографировании компактными камерами с маленькими сенсорами и на коротких фокусных расстояниях. Однако, эти способы явно непригодны для более продвинутой фотографии, с использованием зеркальных или дальномерных камер, где открытые диафрагмы и длинные фокусные расстояния являются нормой. В этих ситуациях фотограф сам должен выбирать требуемую зону автофокусировки или выбирать объект с помощью функции ручной фокусировки. Цель фотографа — создание сильного, уникального образа. Любые небольшие отклонения в плоскости фокусировки потенциально могут уменьшить технические достижения по созданию изображения или даже полностью изменить воздействие фотоснимка, будь то сделано намеренно или нет.

Преимущества автофокусных систем.
Автофокусные системы претерпели значительные усовершенствования со времени их внедрения в камерах в 1980х годах. Изготовители постоянно улучшали работу этих систем и их эффективность в повседневном использовании, а комбинация все увеличивающегося количества точек автофокусировки в камерах и ультразвуковых моторов в объективах обеспечила быструю и плавную фокусировку для фазовых АФ систем, обычно применяющихся в современных зеркальных камерах. Для некоторых приложений именно скорость автофокусировки является ключевым преимуществом над другими методами автофокусировки, как например, автофокусировкой по контрастному детектированию, обычно встречающейся в компактных камерах или ручной фокусировкой.

Хорошие автофокусные системы могут достичь очень высокого числа «попаданий» в смысле резких изображений, которые можно получить с помощью длинных телеобъективов снимая гепардов в дикой природе, знаменитостей в толпе папарацци или фотографируя футболистов на поле.

Так осталось ли место для ручной фокусировки?
Для объекта, который либо не удаляется активно от места расположения фотографа, либо наоборот, движется в «ловушку фокуса» после аккуратной предварительной фокусировки, лучший результат может быть достигнут с помощью точной ручной фокусировки. Заранее кадрированные ландшафты, снимки зданий и архитектурных деталей, бережно выстроенные объекты и натюрморты в студии фотографа не требуют автофокусировки.

Аналогично, спонтанные портреты и репортажные кадры могут быть получены с такой же точностью фокусировки ручными методами, как и с применением автофокуса. Макроснимки бабочек и цветов требуют минимальной глубины резкости — здесь штатив обычно бывает необходим —  и, как правило применяется ручная фокусировка. В этих случаях редко бывает, чтобы любая из АФ точек камеры точно совпала с выбором фотографа и, кроме того, слишком часто точка фокусировки покрывает слишком большую часть объекта с большим протяжением по глубине, что означает невозможность использования автоматического механизма для точной фокусировки.

Были ли старые камеры и объективы реально лучше?
Всякий, кто пытался вручную фокусировать современный автофокусный объектив на соответствующей зеркальной камере, приходил к неутешительному выводу: это далеко не просто. Короткий крутой ход геликоида, люфты фокусировочного кольца, маленький видоискатель и не очень подходящий для ручной наводки фокусировочный экран делают очень трудной точную ручную наводку. Напротив, будет откровением, взяв в руки одну из приличных камер с подходящим объективом, эпохи, предшествующей широкому распространению автофокуса, наблюдать большой, яркий видоискатель, удобные и практичные вспомогательные элементы фокусировки на экране, и то, как объект кажется буквально "оживающим" при попадании в фокус.
Немногие из современных камер обладают видоискателем, хотя бы приближающимся по качеству к тем аналоговым моделям, которые уже стали достоянием истории. Тем не менее, некоторые цифровые камеры в рамках среднего и высшего класса, особенно полноформатные камеры, предлагают некоторые преимущества при высокоточной ручной фокусировке, в основном благодаря стеклянной призме в видоискателе и соответствующему увеличению видоискателя.

В чем состоит разница между AF и MF объективами?
В смысле управления ручной фокусировкой, даже высококачественные AF объективы не могут предложить уровень точности простого механического объектива. Микро-мотор в объективе или в камере требует малого угла вращения и исключительно плавного движения, чтобы получить возможность повернуть фокусировочное кольцо и установить фокус быстро и тихо. Это один из примеров, когда скорость важнее точности! Поэтому неудивительно, что кинематографические объективы для индустрии Голливуда фокусируются вручную и не имеют возможности автофокуса. Если объектив должен управляться дистанционно во время съемок, из-за того, что камера установлена в недоступном месте, мощные сервомоторы работают с внешними кольцами объективов. Они достаточно мощны, чтобы точно вращать фокусировочные кольца с требуемой плавностью.

Ручные фотообъективы.
В настоящее время почти все изготовители предлагают только AF системы, а некоторые - как например, Canon EOS и никогда не предлагали ручных объективов (за исключением нескольких специализированных моделей). При создании текущей линейки зеркальных объективов Carl Zeiss использовался опыт, полученный при создании профессиональных кинообъективов. С большими углами поворота фокусировочного кольца (почти 360 градусов в случае Makro-Planar T* 2/100, от бесконечности до ближнего предела 0,44 м), набором дополнительных установок на цельнометаллическом корпусе и отсутствием ограничений, вызванных необходимостью привода фокусировочного мотора эти объективы достигают уровня точности фокусировки, который далеко превосходит  уровень любых обычных AF объективов. Благодаря линейке байонетов, состоящей из ZF (Nikon F), ZE (Canon EF) и ZK (Pentax K),  объективы могут быть использованы на соответствующих камерах, не требуя адаптера.

AF камеры с MF объективами.
Как может быть достигнута требуемая точность в современных (цифро)зеркальных камерах, большая часть которых страдает от ограничений, описанных выше, по сравнению  со "старыми" моделями без АФ? Стандартные фокусировочные экраны, установленные в современных автофокусных камерах сделаны для ярких, светлых видоискателей.  Что в них отсутствует, так это оптические вспомогательные элементы (клинья, оптические микропризмы) и -  благодаря их оптической структуре - способность различать между "в фокусе" и "не в фокусе". К тому же, точки автофокусировки и другие символы отображаются на втором экране, расположенном выше первого, или на ЖК дисплее, что делает весьма трудным для глаза проверку фокуса на единой плоскости фокусировочного экрана.

Другие типы экранов.
С заменой стандартного фокусировочного экрана на оптимизированный для ручной фокусировки возможно достичь значительных улучшений. Это может быть сделано на любой зеркальной камере, даже если производитель камер утверждает обратное и не производит сменных экранов.

Например, Canon предлагает выбор между EC-A (с микропризменным кольцом) и EC-B (с клиньями) для моделей из линии EOS-1. Однако, единственная опция для EOS 5D и 5D MkII -  это экран Ee-S, хотя у него нет никаких вспомогательных оптических элементов и, следовательно, почти никаких преимуществ перед стандартным экраном.

Эти камеры, и камеры из младших линеек, как Canon EOS 50D, 40D, 450D, 500D, модельный ряд  Nikon вплоть до D700 и D3,  камеры Pentax и Fuji могут быть снабжены прекрасными фокусировочными экранами от других производителей, которые предлагают варианты, специально сделанные под ту или другую конкретную модель. Следуя инструкциям производителя и, в некоторых случаях применяя прилагаемый инструмент, владельцы камер могут провести замену экрана самостоятельно без особых проблем, если делать это в помещении, очищенном от пыли насколько это возможно.

Сменные фокусировочные экраны доступны от следующих компаний:

www.katzeyeoptics.com
http://www.photoproshop.com/
http://www.intenscreen.com/
http://haodascreen.com/Canon5D.aspx

Остается одна проблема: экран и/или зеркало могут быть неидеально выровнены во многих новых камерах. Даже минимальное отклонение (менее чем от 1/100 до 1 /10мм) способно привести к видимой ошибке фокусировки (фронт или бэк фокус). При работе с автофокусом и стандартным экраном, эта ошибка  может быть и не видна. Однако, если экран заменен на вариант со вспомогательными оптическими элементами, отклонение становится заметным.

Единственное действие, которое может быть предпринято в этом случае - это исправление ошибки в сервис-центре. Для многих моделей камер экран можно отрегулировать вставляя или убирая тонкие пленки.

Электронные подсказчики автофокусировки: быстро, но не всегда идеально.
В большинстве Canon EOS, Nikon AF и Pentax AF камер, цифровых или аналоговых, работает электронное подтверждение автофокусировки, даже с ручными объективами ZE, ZF или ZK. Камера подтверждает, что ручной фокус установлен корректно, подсвечивая подтверждение автофокуса или активную точку АФ. В некоторых моделях Nikon (D300, D700, D3 ) есть вспомогательный элемент в виде двух стрелок в видоискателе, которые показывают направление вращения фокусировочного кольца при быстрой ручной фокусировке.

Однако, эти электронные подсказчики дают относительно неточные рекомендации при тонкой ручной фокусировке. Область, показанная как "в фокусе" обычно довольно широка и границы ее зависят от направления, в котором ведется фокусировка (т. е., фокусируете ли вы от бесконечности, или от близкого расстояния). Мы поэтому рекомендуем тщательно потренироваться с камерой в комбинации с ручным объективом, для того, чтобы получить "чутье" фотографа для ситуаций, в которых вы можете полагаться на подсказчик автофокуса.  Если вы используете светосильные объективы, то особенно желательно сделать брэкетинговые серии на открытой диафрагме и коротких расстояниях для получения оптимальных результатов.

При использовании функции подсказчика автофокусировки возможны промахи, но, к счастью, современные модели камер ( например Nikon D300, D700, D3, Canon EOS 5D MkII) имеют тонкую настройку АФ в меню, которая влияет на подсказчик автофокуса при ручной фокусировке. Если подсказчик дает постоянную ошибку с определенным объективом, или даже со всеми объективами, то эта ошибка может быть исправлена выполнением необходимых регулировок в меню камеры.

Режим Live View
Большинство последних моделей цифровых зеркальных камер позволяют увидеть "живое" изображение на дисплее. Это изображение можно увеличить достаточно, чтобы с большой точностью провести ручную фокусировку. Поскольку в этом режиме зеркало должно быть поднято, функция  автофокусировки либо не работает, либо зеркало должно быть опущено на короткий промежуток времени чтобы провести автофокусировку, и затем снова поднято, в зависимости от конкретной модели камеры. Другая опция - довольно медленный метод автофокусировки по контрастному детектировани, обычно использующийся в компактных цифровых камерах.

Если камера стоит на штативе и включено зумирование в режиме Live View, высокоточный MF объектив может обеспечить точную фокусировку. К тому же, Live View обычно дает яркое и четкое изображение даже при плохом освещении.

Допуски выравнивания фокусировочного экрана, зеркала, или даже всей системы автофокуса камеры не имеют значения при использовании режима Live View для ручной фокусировки. По крайней мере, в тех камерах, которые берут картинку непосредственно с сенсора камеры, вы видите расположение фокуса в точности так, как он будет на снимке.

Смещение фокуса (Focus Shift)
Даже с идеально выровненным фокусировочным экраном со вспомогательными элементами, тщательно отрегулированным автофокусом и функцией Live View невозможно гарантировать точную фокусировку в каждом конкретном случае.

Сферическая аберрация в объективах приводит к так называемому смещению фокуса (Focus Shift). Этот термин означает, что изменение диафрагмы приводит к сдвигу в оптимальной позиции фокуса. Этот эффект, в частности, становится заметным со светосильными объективами.

Для того, чтобы принять во внимание эффект сдвига фокуса при точной фокусировке, пользователь должен - насколько это возможно - провести фокусировку на диафрагме, при которой будет сделан снимок. Однако во внимание следует принять ряд ограничений:

Автофокусные системы в современных моделях камер не принимают во внимание сдвиг фокуса в объективах. Это означает что надежность подсказчика автофокусировки меняется в зависимости от типа объектива, ступеней диафрагмы и расстояния до объекта.
Благодаря своей поверхностной структуре, фокусировочные экраны при использовании светосильных объективов не способны воспринять все входящие световые лучи. Это легко видно из того факта, что - в зависимости от конструкции - яркость фокусировочного экрана не меняется с объективами со светосилой больше чем 1:2.8. То есть, изменение оптимальной позиции фокуса не может быть отслежено на фокусировочном экране при открытой диафрагме.
При фокусировке в режиме Live View тоже есть ограничение: многие современные камеры ( например Nikon D700 и Canon EOS 5D MkII) автоматически контролируют диафрагму в режиме Live View на основании заданных параметров ISO и входящего света для того, чтобы изображение на дисплее соответствовало  заданным параметрам яркости и контрастности. Это означает, что становится невозможным закрыть диафрагму до желаемых значений с помощью кнопки репетира. Правильная оценка глубины резкости и позиции фокуса поэтому при этом методе становится невозможной, так как диафрагма закрывается до желаемого значения только когда производится снимок.

Заключение
Если вы фотографируете на открытой диафрагме с высокой светосилой, то высокоточные ручные объективы могут сделать вашу жизнь легче. Специализированные фокусировочные экраны, хорошо отрегулированная система автофокусировки и использование режима Live View помогают сделать фокусировку более точной. Хотя влияние сдвига фокуса не может быть игнорировано, принимая определенные меры можно получить хорошие, повторяющиеся результаты. В ситуациях, когда точность фокусировки имеет определяющее значение, желательно прибегнуть к брэкетинговым последовательностям.