Fázový vs. kontrastní autofokus - význam pro praxi

V čem se liší "fázové" a "kontrastní" automatické zaostřování? Co je za jakých okolností lepší volba a který druh autofokusu používat, pokud náš přístroj podporuje oba?

Všechny moderní digitální fotoaparáty jsou vybavené funkcí automatického zaostřování neboli autofokusem. Existuje více způsobů, jak autofokus technicky realizovat, v praxi se dnes ale uplatňují hlavně dvě technologie a to:

  • Autofokus na bázi fázové detekce.
  • Autofokus na bázi detekce kontrastu.

Každá z těchto technologií má určité výhody, ale i nevýhody. Ty je dobré znát a při práci je zohledňovat.

V následujícím textu budu autofokus na bázi detekce kontrastu označovat zjednodušeně jako "kontrastní autofokus" a autofokus na bázi fázové detekce jako "fázový autofokus".

Kontrastní autofokus

Kontrastní autofokus je technologicky jednodušší a proto ho umí v podstatě všechny digitální fotoaparáty, vč. těch nejjednodušších, tzn. např. i vestavěné fotoaparáty v mobilech.

Kontrastní zaostřování - princip
Fotoaparát zkusmo posouvá rovinou zaostření a "dívá" se na obraz dopadající na snímač. Nejlepší zaostření určí podle lokálního kontrastu v obraze. V tomto případě by vybral třetí polohu. Na schématu jsou ilustrovány čtyří různé polohy čočky, ve skutečnosti by jich však přístroj prošel mnohem více. Kontrastní ostření je proto celkem pomalé.

Princip fungování

Kontrastní zaostřování funguje na jednoduchém principu: Fotoaparát po malých krocích mění zaostřovací vzdálenost a přitom analyzuje obraz dopadající na snímač. Takto "projede" určitý rozsah a v něm najde místo s nejvyšším lokálním kontrastem. Na toto místo nakonec nastaví rovinu zaostření.

Fotoaparát přitom může měřit lokální kontrast v celé ploše obrazu anebo jen v určité malé oblasti, kterou určíme. Takto je možné zaostřit na konkrétní předmět ve scéně.

Výhody kontrastního autofokusu

Hlavní výhody této metody jsou:

  • Technologická jednoduchost - a tedy nízká výrobní cena. Kontrastní autofokus proto nabízí i ty nejlevnější fotoaparáty.
  • Přesnost - správné zaostření se určuje přímo z obrazu dopadajícího na snímač. Díky tomu se dosahuje vysoké přesnosti zaostření bez ohledu na případné mechanické nepřesnosti různých dílů přístroje.
  • Možnost pokročilých softwarových funkcí - protože kontrastní AF pracuje vlastně s obrazem, je možné realizovat v něm funkce jako je detekce obličejů, atp.

Nevýhody kontrastního autofokusu

Hlavní nevýhody kontrastní detekce jsou:

  • Pomalé zaostřování - fotoaparát musí "projet" široký rozsah ostřících vzdáleností. Zaostření proto trvá 1-2 sekundy.
  • Neschopnost sledovat pohyb - jestliže se fotografovaný předmět pohybuje ve směru k/od fotoaparátu, kontrastní zaostření na něj nedokáže spolehlivě zaostřit, natož na něm průběžně udržovat rovinu ostrosti.

Kontrastní zaostřování se proto nehodí k fotografování akce či sportu a dokonce i při "běžném" fotografování jsou jeho pomalé reakce často omezující.

Fázový autofokus

Autofokus ná bázi fázové detekce nepoužívá k zaostření hlavní obrazový snímač, ale samostatný AF modul. Ten se skládá z párů maličkých senzorů a jim předřazených optických členů.

Fázové zaostřování - umístění AF modulu
Fázový autofokus najdeme zejména u zrcadlovek. AF modul se nachází zpravidla v dolní části přístroje pod zrcadlem. "Hlavní" zrcátko je částečně průhledné. Většinu obrazu odráží do hledáčku, malou část ho však propouští a to se pak pomocí druhého, menšího zrcátka dostává k AF modulu.

Princip fungování

Podrobný popis toho, jak funguje samotný AF modul pro fázové zaostřování, je nad rámec tohoto textu. Zájemce o bližší vysvětlení odkazuji na tyto články (v angličtině):

Pro náš účel je podstatné hlavně to, že senzory fázového AF dokáží nejen určit, zda je správně zaostřeno nebo ne, ale v případě nesprávného zaostření také poskytnou informaci, jakým směrem je třeba zaostření korigovat a o kolik.

Fotoaparát tedy nemusí zkusmo posouvat rovinu zaostření jako v případě kontrastního autofokusu. Tentokrát jde na jistotu. AF modul mu totiž řekne něco jako: "Jsi mimo, posuň rovinu ostrosti o 20 cm blíž k sobě.". Díky tomu je fázový autofokus mimořádně rychlý.

Výhody fázového autofokusu

Hlavními výhodami fázového zaostřování jsou tedy:

  • Vysoká rychlost
  • Schopnost sledovat pohyb

Fázový autofokus vyniká zejm. při fotografování sportu a akce, jeho pohotovost však oceníme i při "běžném" focení.

Dlužno dodat, že abychom mohli naplno využít výhod fázového ostření, potřebujeme kromě fotoaparátu vybaveného fázovým AF modulem také objektiv, který je schopen rovinou zaostření hýbat dostatečně rychle.

Nevýhody fázového autofokusu

Fázové ostření však bohužel nemá jen samé výhody. Mezi jeho nedostatky patří:

  • Potřeba přesné kalibrace AF modulu
  • Vliv správného seřízení objektivů
  • Náchylnost k drobným nepřesnostem

Ano, čtete správně - fázové ostření je ve skutečnosti nepatrně méně přesné nežli ostření kontrastní. Na vině je složitost celého systému a zejména pak skutečnost, že při určení správného zaostření se nepoužívá hlavní snímač přístroje, ale druhotné AF senzory.

I s fázovým autofokusem lze dosáhnout výborné přesnosti zaostření, avšak AF modul a objektivy musí být perfektně seřízené. To v praxi bohužel často není splněno.

Více na téma (ne)přesnosti fázového AF se dočtete např. zde (anglicky).

Hybridní autofokus

V poslední době se v oblasti fungování autofokusu objevují některé nové trendy. Jedním z nich je i tzv. hybridní autofokus, který spočívá v tom, že fázové AF senzory jsou umístěné přímo na hlavním snímači. Tento princip se používá v některých nových "bezzrcadlovkách" (mirrorless fotoaparáty), např. Nikon 1 a teoreticky si bere to nejlepší z obou světů.

S dalším zajímavým přístupem přišla společnost Canon, která u některých fotoaparátů používá fázový AF pro rychlé, hrubé zaostření a to pak jemně doladí pomocí kontrastní detekce.

Poněkud překvapivě dosud žádný výrobce ve svém fotoaparátu neimplementoval funkci, která by umožňila pomocí přesnějšího kontrastního ostření softwarově nakalibrovat fázový AF pro daný objektiv. Zda tomu brání nějaké technické aspekty nebo spíše obchodní zájmy - těžko říct.

Co si z toho všeho odnést pro praxi?

Usilujeme-li o co nejpreciznější zaostření (což bychom měli), pak je nejlepší postupovat takto:

  • Pro statické scény (krajina, zátiší, inscenovaný portrét, atp.) nejpřesněji zaostříme manuálně, za pomoci obrazu na displeji zvětšeného na maximum.
  • Srovnatelné přesnosti dosáhneme s kontrastním autofokusem (tzn. u zrcadlovek přes LiveView)
  • Pohyblivé objekty zaostřujeme a jejich pohyb sledujeme fázovým AF, protože kontrastním to jednoduše nejde.
  • Není-li kriticky přesné zaostření klíčové, zcela vyhovuje fázový AF. Ten je ostatně i celkově pohotovější a proto praktičtější.
  • Máme-li problémy s přesností fázového AF, zkusíme nejprve AF fine tune. Pokud náš přístroj jemné doladění autofokusu neumožňuje, nebo pokud to nepomůže, necháme tělo a objektivy seřídit v servisu.

Užitečný článek? Chcete vždy vědět o nových článcích? Přidejte si nás zde!

Začínáte s fotografováním? Hledáte ucelený kurz, který Vás rychle a názorně naučí to nejdůležitější, co je třeba pro tvorbu technicky, obsahově i esteticky zdařilých fotografií? Přesně tohle nabízí Kurz základů fotografování.

Kam dál?