Autofokus

Die Aufgabe eines Autofokussystem einer Kamera ist die automatische Scharfstellung beim Fotografieren oder bei Videoaufnahmen. Ziel ist es, im Motiv auf den Bereich im Motiv zu fokussieren, der für den Betrachter wichtig ist.

Um dies zu erreichen, arbeiten die AF-Komponenten in der Kamera und im Objektiv zusammen. Die Kamera misst und analysiert das Motiv und legt fest, auf welchen Bereich scharf dargestellt wird. Die Fokussierung erfolgt durch die Steuerung des AF-Motors im Objektiv, der die Linsengruppen motorisch entsprechend verschiebt.

Das perfekte Zusammenspiel von Fokusmessung, Motiverkennung und AF-Steuerung ist die Voraussetzung für die überlegene AF-Leistung der Canon EOS R Systemkameras. Dabei kommen innovative Technologien zum Einsatz, um die Fokussierung von statischen und dynamischen Motiven sicherzustellen. Dabei können, Personen, Gesichter, Tiere und Fahrzeuge im Motiv erkannt und priorisiert werden.

Das Autofokussystem der Canon EOS R Kameras von Canon heißt Dual Pixel CMOS AF bzw. in den neuesten Kameras wie der EOS R5 Mark II und EOS R1 Dual Pixel Intelligent AF.

**Die zweigeteilten Pixel des Canon CMOS-Sensors zur Detektion der Phasendifferenz**

Dual Pixel CMOS AF und Dual Pixel Intelligent AF

Die Erkennung des Fokuspunkts erfolgt grundsätzlich über eine Phasendetektion. Dazu werden die Informationen des einfallenden Lichts an zwei unterschiedlichen Stellen untersucht. Hauptsächlich wird dabei die Information der Parallaxe, also des unterschiedlichen Winkels, unter dem die Lichtstrahlen an den beiden Stellen ankommen, genutzt, um die Entfernung des Objekts zu ermessen und den Autofokus anzusteuern. Die Neuentwicklung von Canon besteht darin, dass nicht gesonderte Pixel auf dem Sensor für die Messung verantwortlich sind, sondern die Bildpixel selbst: Jeder Bildpixel ist sowohl für die Bildentstehung als auch für die Messung der Phasendifferenz zuständig. Ein großer Vorteil dieser Technologie ist, dass es keine Fehlstellen bei der Bildentstehung gibt, da es keine separaten Pixel für die Phasenmessung gibt, die kein Bild erzeugen könnten. Bei herkömmlichen Bildsensoren können Streifen an den Stellen auftreten, an denen die Pixel für die Phasendifferenzmessung sitzen.

Der Dual Pixel CMOS Autofokus bietet weitere Vorteile. Er ist äußerst lichtempfindlich und hat gleichzeitig einen großen Mess-Spielraum. Bei der EOS R3 liegt dieser Bereich zwischen Lichtwerten von LW -7,5 bis LW +20, was enorm ist. Eine Messung ist bis zu einer Lichtstärke des Objektivs von Blende F22 möglich. Da jeder Bildpixel auch als Messinstrument dient, ist das System besonders präzise, und es gibt keine Messlücken. Eine exakte Erkennung von Objekten, bis hin zu einzelnen Augen von Menschen und Tieren, auch auf große Distanzen, wird durch diese Technologie erst möglich.

**Der AF-Modus "Aktionspriorität" basiert auf dem Zusammenspiel von Messung und Motiverkennung.**

Deep Learning Autofokus

Zusätzlich zur Phasendifferenzmessung für den Autofokus nutzt Canon im EOS R System Deep-Learning-Algorithmen. Der Deep Learning AF lernt anhand von Fotos und komplexen Fotosituationen die notwendigen Algorithmen für die Erkennung und Verfolgung (das sogenannte AF-Tracking) von Objekten, Personen, Tieren, Fahrzeugen usw. Diese Algorithmen fließen in die Firmware der Kamera ein. Bei der Benutzung der Kamera werden diese Algorithmen nicht mehr verändert. Die Anwendung dieser Technologie bis hin zu komplexen Bewegungsanalysen für AF-Tracking, Gesichts-, Kopf- (auch von hinten und bei Tieren) und Augenerkennung sowie Fahrzeugerkennung und -verfolgung und die Priorisierung von Objekten wird durch die leistungsstarke DIGIC X Prozessorgeneration ermöglicht.

**Prozessorplatine der EOS R5 Mark II mit DIGIC Accelerator und DIGIC X Prozessor**

AF-Modus Aktionspriorität und DIGIC Accelerator
Das Autofokussystem der EOS R Kameras wird mit jeder Kamerageneration leistungsfähiger. Grundlage für die intelligente Motivanalyse sind Deep-Learning-Algorithmen. Der neue AF-Modus Aktionspriorität zeigt die Weiterentwicklung der Canon AF-Technologie in der Sportfotografie. Bei den Sportarten Fußball, Basketball und Volleyball erkennen die EOS R1 und EOS R5 Mark II den Spielball und die Bewegungsmuster der Akteure auf dem Spielfeld. Das Zusammenspiel dieser Objekte wird analysiert, um das AF-Tracking und den Wechsel des fokussierten Objekts zu optimieren.

Für die dafür notwendige Rechenleistung sorgt der neue DIGIC Accelerator Prozessor, der zusätzlich zum DIGIC X Bildprozessor zum Einsatz kommt. Die enorme Rechenleistung dieser Kombination ermöglicht es, dass komplexe AF-Situationen erkannt und präzise Vorhersagen für den Autofokus getroffen werden.

AF-Cases
Die Konfiguration eines Autofokussystems kann aufgrund der Vielzahl von Parametern komplex sein. Je nach Motiv sind AF-Geschwindigkeit oder die Reaktion des Autofokus auf auf Bewegungsänderungen oder ins Bild kommende Objekte zu berücksichtigen. Deshalb bietet das Autofokusmenü einiger EOS R Kameras die sogenannten AF-Cases. Diese optimieren das Verhalten des Autofokus in speziellen Aufnahmesituationen in der Sport- und Actionfotografie. Sie berücksichtigen dabei typische Bewegungsmuster und das Verhalten von Objekten zueinander. In die Voreinstellungen für die Cases können diese manuell angepasst werden. In der Einstellung "Auto" wählt die Kamera automatisch den optimal geeigneten en AF-Case.