Jak działała fotografia przed wynalezieniem autofokusa?

Właśnie spędziłem trochę czasu na czytaniu pytań na temat autofokusu i wpadłem na własne pytanie: w jaki sposób działały aparaty zanim wynaleziono technologię autofokusa?

Prawdopodobnie wszyscy używali ręcznego ustawiania ostrości. Ale o to chodzi: próbowałem ręcznie ustawić lustrzankę cyfrową. To absurdalnie trudne . Biorąc pod uwagę, jak bardzo mały jest obraz w wizjerze, nie mam pojęcia, jak można uzyskać nieskazitelne zdjęcie.

A może ludzie nie? Może przed powiększeniem 24 megapikseli obrazów, aby zmieściły się z boku autobusu, ostrość nie była aż tak krytyczna? Z pewnością, jeśli wydrukujesz coś o wielkości kartki pocztowej, błędy ostrości będą o wiele mniej zauważalne.

Ponadto moim pierwszym aparatem był „zabawkowy” aparat Fishera. (Film, oczywiście). Jestem pewien, że nie ma żadnych koncentrując się kontroli w ogóle . (I to jest droga zbyt dawno temu do auto-focus, aby istniały). Jak to działa? Czy obiektyw jest po prostu na stałe skupiony na nieskończoności czy coś takiego?

Aparaty do ustawiania ostrości przez obiektyw miały ekrany do ustawiania ostrości - zwykle szlifowane szkło lub soczewka Fresnela (powiązane: Co to jest ekran do ustawiania ostrości? ). Zobacz kamery (duże kamery w starym stylu z mieszkiem) rzutowały obraz na ekran ostrości. Fotograf bezpośrednio obejrzał obraz na ekranie ustawiania ostrości (być może za pomocą lupy, aby powiększyć obszary obrazu), często pod osłoną zaciemniającą. Gdy przyszedł czas na zrobienie zdjęcia, ekran ustawiania ostrości został zastąpiony uchwytem na film, w którym to momencie film mógł zostać naświetlony.

^{Obraz na ekranie ostrości Sinar F 4 × 5. Zdjęcie © Guillaume Piolle, CC-BY-SA-3.0}

Ekrany ostrości z dzielonym pryzmatem były najczęściej spotykane w lustrzankach. Wzór pryzmatu na środku ekranu celowo „wygina” promienie nieostre w przeciwnych kierunkach, zwiększając widoczność obszarów nieostrych. Większość ekranów podzielonego pryzmat miał również mikro-pryzmat (zwany także mikro-rastrowe ) pierścień lub kołnierz otaczający koło split-pryzmatu w środku ekranu. Mikropryzmaty szczególnie pomogły w precyzyjnej regulacji ostrości w pobliżu ostrości. Ten 5-minutowy film na YouTube pokazuje wykorzystanie i efekt zarówno dzielonego pryzmatu, jak i pierścienia mikropryzmatycznego.

Poniżej znajduje się przykład ogniskowania z podziałem pryzmatu. Pierścień mikropryzmatu „stippling” otaczający rozszczepiony pryzmat jest również widoczny na nieostrym obrazie:

^{Lustrzany ekran z podziałką pryzmatu, nieostry (po lewej) i skupiony (po prawej). Obrazy © Dave Fischer, CC-BY-SA-3.0 .}

Kiedyś istniała niewielka, ale aktywna społeczność ludzi modernizujących lustrzanki z podzielonymi ekranami do ustawiania pryzmatu. Jednak większość firm, które produkowały podzielone pryzmaty do lustrzanek cyfrowych, przestała je wytwarzać. Zobacz także: Czy istnieją ekrany ustawiania ostrości dla nowoczesnych lustrzanek cyfrowych?

Oto animacja Nikona Df wyposażonego w podzielony ekran ustawiania ostrości pryzmatu w akcji (uwaga: w tym podzielonym pryzmacie nie ma pierścienia mikropryzmatycznego):

^{Modernizacja Nikon Df z dzielonym pryzmatem, w akcji. Zdjęcie © Reilly Liever , wykorzystywane do dozwolonego użytku do celów edukacyjnych.}

Kiedy obiekty nie są już niewyrównane, wówczas soczewka jest idealnie skupiona na obiektach.

Następstwem bycia w skupieniu jest możliwość określenia odległości od obiektu. Tę samą technikę zastosowano również do optycznego określania zasięgu (nie w aparatach z dalmierzem ). Wskaźniki koincydencji z dzielonym pryzmatem były używane w wojsku do określania odległości do celu, w celu ustalenia współrzędnych artylerii i ładunków miotających:

^{Widok z dalmierza zbiegów okoliczności. Domena publiczna, z Wikimedia Commons}

Aparaty do pomiaru odległości wykorzystały oddzielną ścieżkę optyczną do ustawiania ostrości, mechanizm ustawiania ostrości określający zasięg . To pokazało dwa nałożone obrazy. Gdy obrazy były idealnie nałożone, obiekt był ostry. Ten przykład z Wikipedii ilustruje tę koncepcję:

^{Okno kamery dalmierza, nieostre (po lewej) i zogniskowane (po prawej). Zdjęcie © Alexander Koslov, CC-BY-SA-3.0}

Jak działała fotografia przed wynalezieniem autofokusa?

Całkiem dobrze dla tych, którzy chcą nauczyć się, jak to robić za pomocą narzędzi, które mieliśmy w tym czasie. To samo jest teraz prawdą. Jedyną różnicą jest to, że teraz musimy nauczyć się, jak system AF ustawiać ostrość na tej części kadru, którą chcemy ustawić.

Prawdopodobnie wszyscy używali ręcznego ustawiania ostrości. Ale o to chodzi: próbowałem ręcznie ustawić lustrzankę cyfrową. To absurdalnie trudne. Biorąc pod uwagę, jak bardzo mały jest obraz w wizjerze, nie mam pojęcia, jak można uzyskać nieskazitelne zdjęcie.

Ze względu na wszechobecność AF w większości współczesnych aparatów pomocnicze przy ustawianiu ostrości, które kiedyś były zawarte w tym, co fotograf widział przez wizjer, zwykle nie są już obecne. Rozdzielone pryzmaty i / lub mikro ekrany z kołnierzem pryzmatycznym były powszechne w lustrzankach przed pojawieniem się AF. Niektóre aparaty miały jeden lub drugi. Wiele kamer miało oba. Inne typy aparatów często zawierają pomoc w ustawianiu ostrości przy pomocy dalmierza paralaksy.

Wizjery były na ogół większe i jaśniejsze, nawet w aparatach konsumenckich. Teraz tylko najlepsze modele pro mają zwykle duże, jasne wizjery, które były bardziej powszechne w erze przed AF.

Soczewki zostały również zaprojektowane, aby umożliwić dokładniejszą gradację regulacji ostrości. Pierścienie ostrości na soczewkach musiały zostać obrócone znacznie dalej, aby uzyskać tę samą zmianę w pozycji ostrości, która jest teraz wynikiem bardzo małego ruchu przy obecnych soczewkach.

A może ludzie nie? Może przed powiększeniem 24 megapikseli obrazów, aby zmieściły się z boku autobusu, ostrość nie była aż tak krytyczna? Z pewnością, jeśli wydrukujesz coś o wielkości kartki pocztowej, błędy ostrości będą o wiele mniej zauważalne.

Jest trochę prawdy w przypadku zwykłych zdjęć, którymi jest zdecydowana większość fotografii. Ale byli (i nadal są) fotografowie dużych i średnich formatów, którzy zadawali sobie wiele trudu, aby wytwarzać ręcznie ustawiane obrazy odpowiednie do wyświetlania w bardzo dużych rozmiarach.

Niektóre granice najostrzejszego ustawiania ostrości zostały narzucone przez nośnik zapisu. Problem z filmem rolkowym polega na tym, że nie lubi siedzieć płasko w aparacie. Jest podobny do problemu, który wystąpi, jeśli kiedykolwiek spróbujesz idealnie ustawić projektor na elastycznym, przenośnym ekranie trzepoczącym na wietrze. Było kilka zaawansowanych aparatów, które wykorzystywały pewien rodzaj próżni, aby przyciągnąć film bardziej płasko do tylnej płyty.

Ostrość z kolorowym filmem była również ograniczona przez zmienną głębokość trzech warstw kolorów w filmie. Jeśli byłeś doskonale skupiony na jednym kolorze, pozostałe dwie warstwy były zawsze nieco nieostre.

Natomiast cyfrowe czujniki są tak prawie idealnie płaskie, że teraz musimy pokryć tylne powierzchnie elementów soczewek, aby zapobiec odbijaniu się niechcianych odbić od warstw stosu czujników. Teoretyczne granice najlepszego skupienia są teraz znacznie mniejsze. Nawet w przypadku nowszych i znacznie ostrzejszych obiektywów dostępnych obecnie, czynnikiem ograniczającym w systemach o najwyższej rozdzielczości jest szybkie stawanie się mocą rozdzielczą obiektywu, a nie mocą rozdzielczą i płaskością nośnika zapisu.

Ponadto moim pierwszym aparatem był „zabawkowy” aparat Fishera. (Film, oczywiście.) Jestem prawie pewien, że w ogóle nie miał żadnych kontroli ostrości. (I to już za dawno, żeby istniał autofocus.) Jak to działa? Czy obiektyw jest po prostu na stałe skupiony na nieskończoności czy coś takiego?

Aparaty „Fixed Focus” wykorzystują stosunkowo wąskie przysłony w połączeniu ze stosunkowo krótkimi ogniskowymi. Daje to dużą głębię ostrości . Ostrość jest ustawiana na hiperfokalną odległość systemu, dzięki czemu wszystko od połowy tej odległości do nieskończoności wydaje się być ostre. Nadal można znaleźć aparaty tego typu. Wśród nich są niektóre (ale dalekie od wszystkich) kamery internetowe, kamery komórkowe, kamery terenowe i inne kamery monitorujące (chociaż nie stanowią one tak wielu kamer telefonów komórkowych, jak kilka lat temu).

Niektóre aparaty nie miały sposobu na zobaczenie obiektywu przed zrobieniem zdjęcia. Pobieżny wizjer został przymocowany z boku aparatu lub, jeśli miałeś model deluxe, do przedniego standardu, który trzymał obiektyw. W przypadku takich obiektywów o różnej ogniskowej nie wprowadzono żadnego dostosowania. Fotograf musiał tylko wiedzieć, jak szeroki jest kąt widzenia używanego obiektywu. Ostrość została ustawiona poprzez oszacowanie lub pomiar odległości od obiektu i wyrównanie znaku na obiektywie do skali z tą odległością. Przysłona i czas otwarcia migawki były również ustawiane ręcznie, bez wbudowanego pomiaru w aparacie. Niektóre z tych aparatów wykorzystywały filmy w rolkach z 6–12 zdjęć na rolkę. Inni używali folii arkuszowej, którą trzeba było zmieniać po każdej ekspozycji.

Istnieją tutaj różne tematy.

1) Aparat zabawkowy i niektóre nowe aparaty, na przykład aparaty ratunkowe, niektóre aparaty telefoniczne nie muszą ustawiać ostrości, ponieważ jego zakres ostrości jest bardzo szeroki. Zwykle wynika to z połączenia dwóch elementów. Obiektyw szerokokątny i niewielka przysłona. Nie ma więc potrzeby skupiania się na ich zaprojektowanym zasięgu.

Staraj się skupić na bardzo bliskiej odległości na zabawkowym aparacie, a nie możesz.

2) Rozmiar obrazu w autobusie nie wynosi 24 Mpx. Może być mniej więcej. To inny temat, ale przed fotografią cyfrową miałeś komercyjną fotografię filmową, w której można było użyć filmu wielkoformatowego, który przechwycił obrazy o dość wysokiej rozdzielczości. Do tego nie były slajdy 35 mm, ale 6 × 6 cm 4 × 5 ″ itd. Https://www.google.com/search?q=film+photography+formats

Włącznie teraz możesz „wycisnąć” wiele informacji z filmu 35 mm podczas skanowania.

Skanowanie dużego kolorowego slajdu za pomocą skanera bębnowego zawiera znacznie więcej informacji niż 24 Mpx. https://www.google.com/search?q=drum+scanner

3) Kamery miały ekran ustawiania ostrości. W fotografii komercyjnej używałeś szkła powiększającego.

4) I mieli inną funkcję, pierścień ogniskowania przedłużony, aby uzyskać bardziej skręcony kąt. Oznacza to, że w przypadku nowoczesnych obiektywów z ręcznym ustawianiem ostrości niewielki obrót obiektywu znacznie przesuwa odległość ustawiania ostrości. W przypadku starych obiektywów należy przesunąć pierścień w większym stopniu, co zapewnia większą ostrość.

5) Doświadczano ludzi, robiąc to, znajdując i czując skupienie poruszające się w lewo i prawo, czując środek „baletu” skupiającego.

6) Wciąż można nadal korzystać z ręcznego ustawiania ostrości na aparacie DSLR, na przykład podczas nagrywania wideo. Jak wspomniałem w punkcie 4, jeśli twój fizyczny kątowy obrót pierścienia ogniskowania jest większy, masz większą kontrolę. Dlatego w filmach ludzie używają zestawów, które dostosowują się do pierścienia ostrości. https://www.google.com/search?q=focus+rig+dslr .

Aktualne odpowiedzi dotyczą ręcznego ustawiania ostrości przez obiektywy i aparatów o stałym ogniskowaniu i dobrze je wyjaśniają, ale brakuje im innego podejścia - szacowania odległości .

Na przykład moja stara Retinette Kodak z 1960 r. Nie jest lustrzanką i nie ma ustawiania ostrości przez obiektyw. Jednak nie jest to również punkt skupienia.

Zamiast tego szacujesz, jak daleko jest obiekt i używasz oznaczeń odległości na pierścieniu ostrości, aby dopasować. (Na powyższym zdjęciu jest mierzony w metrach, mój rzeczywisty aparat mierzy go w stopach.)

Aby uzupełnić odpowiedzi na temat pomocy w ustawianiu ostrości w lustrzankach przeznaczonych do ręcznego ustawiania ostrości, pozwól, że podam link do hiperfokalnej odległości, która jest używana w aparatach ze stałym ogniskiem .

Tak wyglądali moi rodzice (później mi to przekazano), więc był to Instamatic X-15 około 1970 roku.

Pierwszy picure to wyższej klasy model, który ma wbudowany światłomierz (więc sądzę, że ekspozycja nie była stała, ale oparta na świetle) i przełącznik do zbliżeń lub 6 stóp i dalszego ustawiania ostrości.

Zauważ, że aperatura jest fizycznie bardzo mała. Jest to f / 11, a wartość ujemna wynosi 28 mm kwadratowych, więc głębia ostrości jest nieco lepsza niż w przypadku „pełnej klatki” i nie jest tak dobra, jak w przypadku „czujnika kadrowania”, jeśli ustawisz ją na f / 11.

Biorąc pod uwagę najlepszą ostrość, jakiej można oczekiwać od systemu i założenie, że będziesz patrzył na wydruki o powierzchni 4 cali kwadratowych trzymane w odległości odczytu, wszystko powyżej 6 stóp było „w centrum uwagi”. Jednak ostrość nie jest tak wyraźna, jak tego oczekujesz od tych samych wartości, ponieważ oczekiwana jakość wydruku nie była tak dobra z wielu powodów. Kolorowy film z 1970 roku nie jest Ektar !

Chodzi o to, że zasięg odległości uważany za „w centrum uwagi” jest osądem opartym na fizycznej wielkości kręgów zamieszania, które można tolerować. Dzięki gruboziarnistej warstwie (i papierowi do drukowania) i tak nie da się przejść przez pewną ostrość; rozdzielczość po prostu nie jest wystarczająca.

Najprostszym aparatem, jaki możesz mieć, czymś, co można łatwo zbudować w domu, jest po prostu kartonowe pudełko z otworem. Otrzymasz skupiony obraz bezpośrednio na filmie (choć odwrócony). Działa to również z ludzkimi oczami - jeśli jesteś niedowidzący i nie masz okularów, możesz uzyskać idealnie skupiony obraz, po prostu uformując pięść przed okiem, aby przepuścić przez nie tylko „krąg” światła .

To powinno mieć pełny sens - brak ostrości oznacza po prostu, że we wszystkich niewłaściwych miejscach uzyskasz dużo więcej światła, niż chcesz . Wynika to zasadniczo z faktu, że w typowym scenariuszu światło jest rozproszone i rozproszone w całym miejscu, więc ten sam obraz jest skutecznie rzutowany pod wieloma różnymi kątami, które łączą się „źle”. DSLR rozwiązuje ten problem, używając soczewki do „rekombinacji” rozproszonych promieni świetlnych - dzięki czemu są one znów równoległe. Działa to jednak tylko dla szeregu odległości. W naszym aparacie na buty z otworem na buty problem został rozwiązany przez wyeliminowanie całego „innego” światła, które niepochodzą bezpośrednio z obiektu. Nie zależy to od odległości od obiektu (chociaż istnieją ograniczenia odległości w stosunku do promienia otworu, a także inne ograniczenia), ale ogólnie odbiera mniej światła, więc potrzebujesz dłuższej ekspozycji. Ponadto zwykle masz dość twardy limit minimalnej odległości - mają świetną ostrość wszędzie, np. Od 3 metrów do nieskończoności, ale nie będziesz w stanie fotografować motyli :)

Jak wspomniano, lustrzanki cyfrowe są o wiele bardziej skomplikowane - są mocno rozbudowane, aby móc dostosowywać wiele różnych ustawień, aby pasowały do ​​dowolnych fantazji i sytuacji, w której się znajdujesz (w idealnym świecie: P). Jednak wprawdzie ręczne ustawienie ostrości wymaga pewnej wprawy, ale z pewnością nie jest absurdalnie trudne . Jeśli rutynowo masz problemy z ręcznym ustawianiem ostrości, spróbuj skalibrować wizjer (gdzieś w pobliżu powinien znajdować się „bieg” z +/-) - problem może dotyczyć twoich oczu.

Zrobiliśmy okropnie dużo złych zdjęć. Fotografując szczery, doszedłem do wniosku, że między złym naświetleniem a złym ustawieniem ostrości 60% zdjęć do wydrukowania było na równi z kursem. Automatyczna ekspozycja zmniejsza odrzuty o połowę. AF pojawiło się w samą porę, aby naprawić moją wizję starzenia się. Teraz myślę, że jeśli nie zrobię czegoś głupiego, to odrzucenie dla skupienia / ekspozycji będzie tylko kilka procent, a większość z nich będzie dziwnym oświetleniem - podświetleniem, śnieżnymi obrazami, nocnymi obrazami ... Lub sytuacjami, w których autofokus się myli jakimś przedmiotem między mną a moim poddanym. (Gałązka jest ostra, ptak nie.)