175 Jahre Fotografie - Alles wird scharf - Von der hyperfokalen Objektiveinstellung zur Lichtfeld-Fotografie

Minoltas 7000 Fertigung, der ersten echten AF-SLR-Kamera. Aufnahme in der Fabrik in Sakai, Japan. Bildgalerie betrachten Minoltas 7000 Fertigung, der ersten echten AF-SLR-Kamera. Aufnahme in der Fabrik in Sakai, Japan.

Moderne Autofokussteuerungen sorgen immer effektiver dafür, dass unscharfe Fotos zur Ausnahme werden – und das, obwohl sehr komplexe und technisch aufwändige Verfahren erforderlich sind, das optische System einer Kamera so zu steuern, dass es automatisch ein scharfes Bild auf das Aufnahmemedium projiziert.

Die präzise Fokussierung sowie die Einschätzung der Schärfenausdehnung, vor und hinter der gewählten Schärfenebene durch den Fotografen, zählten lange zu den größten Handicaps der Fotografie. Selbst mit ausgeklügelten Fokussierhilfen, wie Schnitt- oder Mischbildentfernungsmesser beziehungsweise Fresnel-Linsenraster und Mattscheiben, gelang es oftmals auch geübten Fotografen – vor allem bei Sport- und Actionaufnahmen – kaum, schnell und präzise genug die nötigen Einstellungen vorzunehmen. Tricks, Geschicklichkeit und profundes fotografisches Wissen waren erforderlich, um den entscheidenden Moment scharf einzufangen.

Kameras der jüngsten Generation verwenden gleich mehrere Verfahren zur Ermittlung und Einsteuerung der korrekten Entfernung und die ersten Beispiele kommender Kameragenerationen stellen gar nicht mehr scharf, sondern erlauben es dem Fotografen, nachträglich interaktiv im Bild die Ebene oder das Detail zu bestimmen, das scharf dargestellt werden soll. Ebenso gibt es Verfahren, die alle Gesetze der Optik sprengen und eine Ausdehnung des Schärfenraumes über das gesamte Bildfeld von vorn bis hinten ermöglichen. Während für das interaktive Verfahren der nachträglichen Schärfenwahl die Lichtfeld-Fotografie herangezogen wird, nutzen Kameras für „unendliche“ Schärfentiefe die Multi-Shot-Technik, bei der mehrere hintereinander geschossene Aufnahmen mit unterschiedlicher Schärfenausdehnung zu einem von vorn bis hinten scharfen Bild kombiniert werden.

Den Traum von der automatischen Scharfstellung verfolgen die Entwicklungsingenieure der Kamera- und Objektivhersteller intensiv seit Mitte der 1970-er Jahre. Zunächst kamen Kompaktkameras mit Schärfenautomatiken auf den Markt. Meist handelt es sich um sogenannte „aktive“ Systeme, die einen Infrarotmessstrahl aussenden und aus der Geschwindigkeit, mit der dieser Lichtstrahl wieder zur Kamera reflektiert wird, die nötige Entfernungseinstellung errechnen. Andere aktive AF-Systeme, wie etwa Polaroid, verwendeten beispielsweise Ultraschallwellen, um die Entfernung zum Motiv zu ermitteln. Beide Verfahren haben den Nachteil, dass sie nur begrenzte Reichweiten haben und beim Ultraschall kommt hinzu, dass er nicht durch Glas hindurch fokussieren konnte. Das erste Entfernungsmessverfahren für Spiegelreflexkameras durch das Objektiv wurde von Leica entwickelt und zur photokina 1976 vorgestellt. Es kam aber wegen der damaligen Partnerschaft von Leica und Minolta im Bereich der Spiegelreflexkameras nie auf den Markt.

Erst 1981 bringt Pentax die ME-F-Spiegelreflexkamera auf den Markt, zu der es das SMCP-AF 35-70 mm Zoom mit einem im Objektiv integrierten AF-Motor gab. Auch Nikon zeigte eine F3AF mit speziellen AF-Objektiven. In dieser Zeit kommen auch Kameras mit einer zusätzlichen elektronischen Schärfenanzeige auf den Markt, bei denen ein LED im Sucher aufleuchtete, sobald das Objektiv manuell scharfgestellt war. Dann überraschte Minolta 1985 die Branche mit der ersten AF-Spiegelreflexkamera mit einem Phasendetektionssystem und einem in der Kamera eingebauten AF-Motor. Mit der Minolta 7000 begann die heiße Phase der AF-Fotografie. Zwei Jahre später stellte Canon das EOS-System mit im Objektiv integrierten AF-Motoren vor und erst 1987 integrierte auch Nikon die AF-Steuerung in seine F4-Profikamera.

Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit der Autofokussteuerung sind seither ständig verbessert worden. Moderne AF-Systeme erkennen auf Basis von Datenbanken aus Tausenden von Mustermotiven automatisch die bildwichtigen Details und stellen automatisch darauf scharf. Sie berechnen nicht nur die Entfernung eines Objekts, sondern, falls sich dieses bewegt, auch seine Geschwindigkeit und folgen mit der Einstellung der veränderten Position. Sie berechnen im sogenannten prädiktiven Autofokus, die Positionsänderung in Abhängigkeit von der Auslöseverzögerung, so dass die, zwischen dem Druck auf den Auslöser und der tatsächlichen Belichtung, erfolgte Änderung des Objektes mit berücksichtigt wird.

Zwei Verfahren, der Kontrast- und der Phasenvergleichsautofokus, haben sich bei der automatischen Scharfstellung in den Digitalkameras von heute durchsetzen können. Manche fortschrittlichen Kameras nutzen auch Hybridsysteme, die, je nach Situation, zwischen beiden Systemen wechseln und so die Vorzüge beider miteinander verknüpfen. Dabei dienen der Phasenautofokus zur sehr schnellen Fokussierung bei ausreichender Helligkeit und der Kontrast-AF auch in kritischen Situationen für eine hochpräzise Scharfstellung.

Stand zu Beginn der AF-Technik nur ein Messfeld in der Suchermitte als Ziel für die Messung zur Verfügung, so überdecken heute Raster mit zahlreichen Messfeldern das Sucherbild, die sich auch vom Fotografen einzeln auswählen lassen, um die Schärfe exakt auf das gewünschte Detail zu legen. Bei den Kameras mit Touchscreen kann der Fotograf den Schärfenpunkt per Fingerzeig wählen und gleichzeitig auslösen.

Schon bald, so versprechen es die Wissenschaftler, wird auch dies nicht mehr nötig sein. Dann werden die Kameras alle Schärfenebenen in einer Aufnahme erfassen können und diese auf Wunsch zu einem von vorn bis hinten scharfen Bild zusammenfügen oder aber der Fotograf wird nachträglich bestimmen können, wie die Schärfenausdehnung im Bild erfolgen soll. Die Lichtfeld Technologie, wie sie die Lytro Kamera heute schon bieten sind ein erster Schritt in eine Fotowelt, in der die Entfernungseinstellung erst nach der Aufnahme erfolgt. Auf den zweiten darf man gespannt sein. So hat beispielsweise Apple zahlreiche Patente für ein ähnliches Verfahren angemeldet und erhalten. Das Apple Verfahren soll es sowohl bei eigenständigen als auch in iPads und iPhones verbauten Kameramodulen ermöglichen, die Schärfe nachträglich zu bestimmen. Im Unterschied zu der Lytro Lösung, beinhaltet das Apple Patent die Möglichkeit entweder hochauflösenden, fokussierte Bilder aufzuzeichnen beziehungsweise solche, die sich nachträglich fokussieren lassen in geringerer Auflösung.

Die Zeiten, in denen eine intelligente Kombination von Entfernungseinstellung, Blende und Verschlusszeit, wie etwa bei der hyperfokalen Entfernungseinstellung, eine durchgehende Schärfe sicherstellte, sind längst Fotogeschichte.

Geschichte der Fotografie 04 / 2014

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