CAPIRE L’AUTOFOCUS DELLA MACCHINA FOTOGRAFICA

Il sistema di autofocus di una macchina fotografica regola in modo intelligente l’obiettivo per ottenere la messa a fuoco del soggetto e può fare la differenza tra una foto nitida e un’occasione mancata. Nonostante un obiettivo apparentemente semplice – la nitidezza nel punto di messa a fuoco – il funzionamento interno di come una macchina fotografica mette a fuoco non è purtroppo così semplice. Questo tutorial mira a migliorare le tue foto introducendo come funziona l’autofocus, permettendoti così di sfruttare al meglio le sue risorse ed evitare i suoi difetti.

Nota: L’autofocus (AF) funziona utilizzando sensori di contrasto all’interno della fotocamera (AF passivo) o emettendo un segnale per illuminare o valutare la distanza dal soggetto (AF attivo). L’autofocus passivo può essere eseguito utilizzando sia il metodo a rilevamento di contrasto che quello a rilevamento di fase, ma entrambi si basano sul contrasto per ottenere un autofocus accurato; saranno quindi trattati come qualitativamente simili per gli scopi di questo tutorial sull’autofocus. Se non diversamente specificato, questo tutorial assumerà l’autofocus passivo. Discuteremo anche il metodo AF assist beam dell’autofocus attivo verso la fine.

CONCEPT: SENSORI AUTOFOCUS

I sensori autofocus di una fotocamera sono il vero motore per ottenere una messa a fuoco accurata, e sono disposti in varie matrici nel campo visivo dell’immagine. Ogni sensore misura la messa a fuoco relativa valutando i cambiamenti di contrasto nel rispettivo punto dell’immagine – dove si presume che il massimo contrasto corrisponda alla massima nitidezza.

Si prega di visitare il tutorial sugli istogrammi delle immagini per un background sul contrasto delle immagini.
Nota: molte fotocamere digitali compatte usano il sensore d’immagine stesso come sensore di contrasto (usando un metodo chiamato AF a rilevamento di contrasto), e non hanno necessariamente più sensori autofocus discreti (che sono più comuni usando il metodo AF a rilevamento di fase). Inoltre, il diagramma di cui sopra illustra il metodo di rilevamento del contrasto di AF; il rilevamento di fase è un altro metodo, ma questo si basa ancora sul contrasto per una messa a fuoco automatica accurata.

Il processo di messa a fuoco automatica generalmente funziona come segue:
(1) Un processore di messa a fuoco automatica (AFP) fa un piccolo cambiamento nella distanza di messa a fuoco.
(2) L’AFP legge il sensore AF per valutare se e di quanto è migliorata la messa a fuoco.
(3) Usando le informazioni da (2), l’AFP imposta l’obiettivo su una nuova distanza di messa a fuoco.
(4) L’AFP può ripetere iterativamente i passi 2-3 fino a quando la messa a fuoco è soddisfacente.

Questo intero processo è solitamente completato in una frazione di secondo. Per i soggetti difficili, la fotocamera può non riuscire ad ottenere una messa a fuoco soddisfacente e rinuncerà a ripetere la sequenza di cui sopra, con il risultato di una mancata messa a fuoco automatica. Questo è il temuto scenario della “caccia alla messa a fuoco” in cui la fotocamera mette a fuoco avanti e indietro ripetutamente senza raggiungere il blocco della messa a fuoco. Questo non significa però che la messa a fuoco non sia possibile per il soggetto scelto. Se e perché l’autofocus può fallire è determinato principalmente dai fattori della prossima sezione.

FATTORI CHE INCIDONO SULLA PRESTAZIONE DELL’AUTOFOCUS

Il soggetto fotografico può avere un enorme impatto su come la vostra fotocamera mette a fuoco automaticamente – spesso anche più di qualsiasi variazione tra modelli di fotocamera, obiettivi o impostazioni di messa a fuoco. I tre fattori più importanti che influenzano l’autofocus sono il livello di luce, il contrasto del soggetto e il movimento della fotocamera o del soggetto.

Un esempio che illustra la qualità dei diversi punti di messa a fuoco è stato mostrato a sinistra; sposta il mouse su questa immagine per vedere i vantaggi e gli svantaggi di ogni punto di messa a fuoco.

Nota che ognuno di questi fattori non è indipendente; in altre parole, uno può essere in grado di ottenere l’autofocus anche per un soggetto poco illuminato se quello stesso soggetto ha anche un contrasto estremo, o viceversa. Questo ha un’importante implicazione per la scelta del punto di messa a fuoco automatica: selezionando un punto di messa a fuoco che corrisponde a un bordo netto o a una trama pronunciata si può ottenere una migliore messa a fuoco automatica, assumendo che tutti gli altri fattori rimangano uguali.

Nell’esempio a sinistra abbiamo avuto la fortuna che la posizione dove la messa a fuoco automatica funziona meglio corrisponde anche alla posizione del soggetto. Il prossimo esempio è più problematico perché l’autofocus funziona meglio sullo sfondo, non sul soggetto. Muovete il mouse sull’immagine qui sotto per evidenziare le aree di buona e cattiva prestazione.

Nella foto a destra, se ci si concentrasse sulle fonti di luce in rapido movimento dietro il soggetto, si rischierebbe un soggetto fuori fuoco quando la profondità di campo è bassa (come sarebbe il caso di uno scatto d’azione con poca luce come questo).

In alternativa, la messa a fuoco sulla luce esterna del soggetto sarebbe forse l’approccio migliore, con l’avvertenza che questa luce cambierebbe rapidamente lato e intensità a seconda della posizione delle fonti di luce in movimento.

Se la macchina fotografica avesse difficoltà a mettere a fuoco la luce esterna, un punto di messa a fuoco a basso contrasto (ma fermo e ragionevolmente ben illuminato) sarebbe il piede del soggetto, o le foglie sul terreno alla stessa distanza del soggetto.

Quello che rende le scelte di cui sopra difficili, tuttavia, è che queste decisioni spesso devono essere anticipate o prese in una frazione di secondo. Ulteriori tecniche specifiche per l’autofocus su soggetti fermi e in movimento saranno discusse nelle rispettive sezioni verso la fine di questo tutorial.

NUMERO & TIPO DI PUNTI AUTOFOCUS

La robustezza e la flessibilità dell’autofocus è principalmente il risultato del numero, della posizione e del tipo di punti autofocus messi a disposizione da un dato modello di fotocamera. Le fotocamere SLR di fascia alta possono avere 45 o più punti di messa a fuoco automatica, mentre altre fotocamere possono avere solo un punto AF centrale. Due esempi di disposizione dei sensori autofocus sono mostrati qui sotto:

Le fotocamere usate per gli esempi sinistro e destro sono rispettivamente la Canon 1D MkII e la Canon 20D.
Per queste fotocamere l’autofocus non è possibile per aperture inferiori a f/8.0 e f/5.6.

Sono mostrati due tipi di sensori autofocus:
+ sensori a croce (rilevamento del contrasto bidimensionale, maggiore precisione)
l sensori a linea verticale (rilevamento del contrasto unidimensionale, minore precisione)

Nota: Il “sensore a linea verticale” è chiamato così solo perché rileva il contrasto lungo una linea verticale.
Ironicamente, questo tipo di sensore è quindi il migliore per rilevare le linee orizzontali.

Per le fotocamere SLR, il numero e la precisione dei punti di messa a fuoco automatica possono anche cambiare a seconda dell’apertura massima dell’obiettivo utilizzato, come illustrato sopra. Questa è una considerazione importante quando si sceglie l’obiettivo di una fotocamera: anche se non si pensa di usare un obiettivo alla sua massima apertura, questa apertura può comunque aiutare la fotocamera a raggiungere una migliore precisione di messa a fuoco. Inoltre, poiché il sensore AF centrale è quasi sempre il più accurato, per i soggetti decentrati è spesso meglio usare prima questo sensore per ottenere un blocco della messa a fuoco (prima di ricomporre l’inquadratura).

Punti AF multipli possono lavorare insieme per una migliore affidabilità, o possono lavorare isolatamente per una migliore specificità, a seconda dell’impostazione scelta dalla fotocamera. Alcune fotocamere hanno anche una funzione di “profondità di campo automatica” per le foto di gruppo che assicura che un gruppo di punti di messa a fuoco siano tutti entro un livello accettabile di messa a fuoco.

MODALITÀ AF: CONTINUA & AI SERVO vs. ONE SHOT

La modalità di messa a fuoco della fotocamera più ampiamente supportata è la messa a fuoco one-shot, che è migliore per i soggetti fermi. La modalità one shot è suscettibile di errori di messa a fuoco per i soggetti in rapido movimento poiché non può anticipare il movimento del soggetto, oltre a rendere potenzialmente difficile la visualizzazione di questi soggetti in movimento nel mirino. La messa a fuoco one shot richiede un blocco della messa a fuoco prima che la fotografia possa essere scattata.

Molte fotocamere supportano anche una modalità autofocus che regola continuamente la distanza di messa a fuoco per i soggetti in movimento. Le fotocamere Canon lo chiamano “AI Servo”, mentre quelle Nikon lo chiamano “messa a fuoco continua”. Funziona prevedendo dove il soggetto sarà leggermente in futuro, in base alle stime della velocità del soggetto dalle precedenti distanze di messa a fuoco. La fotocamera quindi mette a fuoco a questa distanza prevista in anticipo per tenere conto del ritardo dell’otturatore (il ritardo tra la pressione del pulsante di scatto e l’inizio dell’esposizione). Questo aumenta notevolmente la probabilità di una corretta messa a fuoco per i soggetti in movimento.

Esempi di velocità massima di inseguimento sono mostrati per varie fotocamere Canon qui sotto:

I valori sono per contrasto e illuminazione ideali e usano l’obiettivo Canon 300mm f/2.8 IS L.

Il grafico sopra dovrebbe anche fornire una regola di stima empirica per altre fotocamere. Le velocità massime effettive di inseguimento dipendono anche da quanto è irregolare il movimento del soggetto, dal contrasto del soggetto e dall’illuminazione, dal tipo di obiettivo e dal numero di sensori autofocus utilizzati per inseguire il soggetto. Siate anche avvisati che l’uso del focus tracking può ridurre drasticamente la durata della batteria della vostra fotocamera, quindi usatelo solo se necessario.

BAGLIO DI ASSISTENZA AF

Molte fotocamere sono dotate di un raggio di assistenza AF, che è un metodo di autofocus attivo che utilizza un raggio visibile o infrarosso per aiutare i sensori dell’autofocus a rilevare il soggetto. Questo può essere molto utile in situazioni in cui il soggetto non è adeguatamente illuminato o ha un contrasto insufficiente per l’autofocus, anche se il raggio di assistenza AF presenta lo svantaggio di un autofocus molto più lento.

La maggior parte delle fotocamere compatte utilizza una fonte di luce a infrarossi integrata per l’assistenza AF, mentre le fotocamere SLR digitali spesso utilizzano un flash integrato o esterno per illuminare il soggetto. Quando si usa un flash per l’assistenza AF, il raggio di assistenza AF può avere problemi a raggiungere il blocco della messa a fuoco se il soggetto si muove sensibilmente tra gli scatti del flash. L’uso del raggio di assistenza AF è quindi raccomandato solo per i soggetti fermi.

Nella pratica: FOTO D’AZIONE

L’autofocus darà quasi sempre il meglio nelle foto d’azione quando si usa il servo AI o i modi continui. Le prestazioni di messa a fuoco possono essere migliorate drasticamente facendo in modo che l’obiettivo non debba cercare su una vasta gamma di distanze di messa a fuoco.

Forse il modo più universalmente supportato per ottenere questo risultato è quello di mettere a fuoco la fotocamera a una distanza vicina a quella in cui si prevede che il soggetto in movimento passi. Nell’esempio del motociclista sulla destra, si potrebbe pre-focalizzare vicino al lato della strada poiché ci si aspetterebbe che il motociclista passi vicino a quella distanza.

Alcuni obiettivi SLR hanno anche un interruttore per la distanza minima di messa a fuoco; impostarlo alla massima distanza possibile (assumendo che il soggetto non sarà mai più vicino) può anche migliorare le prestazioni.

Attenzione, però, che nel modo autofocus continuo gli scatti possono essere eseguiti anche se il blocco della messa a fuoco non è stato ancora raggiunto.

Nella pratica: RITRATTI &ALTRE FOTO FISSE

Le foto sono meglio scattate usando il modo autofocus one-shot, che assicura che il blocco della messa a fuoco sia stato raggiunto prima di iniziare l’esposizione. I soliti requisiti del punto di messa a fuoco di contrasto e forte illuminazione sono ancora validi, anche se bisogna assicurarsi che il movimento del soggetto sia minimo.

Per i ritratti, l’occhio è il miglior punto di messa a fuoco, sia perché è uno standard, sia perché ha un buon contrasto. Anche se il sensore centrale dell’autofocus è di solito il più sensibile, la messa a fuoco più accurata si ottiene usando i punti di messa a fuoco decentrati per i soggetti decentrati. Se si dovesse invece usare il punto AF centrale per ottenere un blocco della messa a fuoco (prima di ricomporre per un soggetto decentrato), la distanza di messa a fuoco sarà sempre dietro la distanza reale del soggetto – e questo errore aumenta per i soggetti più vicini. La messa a fuoco accurata è particolarmente importante per i ritratti perché questi hanno tipicamente una profondità di campo ridotta.

Siccome il tipo più comune di sensore AF è il sensore a linea verticale, può anche valere la pena considerare se il punto di messa a fuoco contiene principalmente contrasto verticale o orizzontale. In condizioni di scarsa luminosità, si può essere in grado di ottenere un blocco della messa a fuoco altrimenti non possibile ruotando la fotocamera di 90° durante l’autofocus.

Nell’esempio a sinistra, le scale sono composte principalmente da linee orizzontali. Se si dovesse mettere a fuoco vicino al retro delle scale in primo piano (per massimizzare la profondità di campo apparente usando la distanza iperfocale), si potrebbe evitare un autofocus fallito orientando prima la fotocamera in modalità orizzontale durante l’autofocus. In seguito si potrebbe ruotare la macchina fotografica di nuovo in orientamento verticale durante l’esposizione, se lo si desidera.

Nota che l’enfasi in questo tutorial è stata su *come* mettere a fuoco – non necessariamente *dove* mettere a fuoco. Per ulteriori letture su questo argomento visitate i tutorial sulla profondità di campo e la distanza iperfocale.