Come funziona l’autofocus

Come funziona il sistema di autofocus delle fotocamere? Esistono vari metodi per trovare il punto di messa a fuoco perfetto?

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Autofocus, come funziona
Autofocus, come funziona

È uno delle caratteristiche più importanti non solo delle reflex ma di qualsiasi dispositivo che registra delle immagini, il sistema di autofocus ne determina la qualità e il prezzo di una macchina fotografica. Quando stiamo per acquistare una reflex valutiamo sempre i punti AF disponibili, il motore di messa a fuoco e di come avviene la modalità di autofocus ma ci siamo mai fermati per chiederci di come funziona questo sistema automatico?

Detto in parole povere, il sistema di autofocus permette di inquadrare un soggetto e metterlo a fuoco in pochissimi frazioni di secondi sfiorando solamente il pulsante di scatto. Lo diamo ormai per scontato, ma questo sistema è utilizzato per qualsiasi dispositivo, dall’action cam allo smartphone, praticamente ovunque sia presente un sensore di una fotocamera. I passi che sono stati fatti in avanti sono enormi, basta pensare nel passato come veniva utilizzato e i passi in avanti da gigante che sono stati realizzati.

In questo articolo cercherò di approfondire il concetto di messa a fuoco automatica in modo professionale, senza soffermarmi troppo sull’aspetto tecnico ma in maniera di farti comprendere il funzionamento dell’autofocus disponibile su qualsiasi macchina fotografica in commercio.

Autofocus, come funziona

Come funziona l'autofocus della fotocamera

La prima domanda che ci poniamo è sempre la stessa: “ma come funziona la messa a fuoco automatica?”

Esistono due sistemi di messa a fuoco automatica: sistemi di autofocus attivi e sistemi di autofocus passivi. Vediamoli in modo approfondito:

  • Autofocus attivo: Questo tipo di sistema di basa sull’emissione della luce attiva attraverso diverse tipologie di onde e sul calcolo della distanza sulla riflessione dell’onda da parte del soggetto. Queste informazioni poi sono elaborare da un’unità elettronica attivando così i componenti del motore dell’obiettivo.
  • Autofocus passivo: Questo sistema è quello più utilizzato nelle macchine fotografiche e a sua volta si può distinguere in due tipi, per rilevamento di contrasto o rilevamento di fase. La sostanziale differenza con l’autofocus attivo è la determinazione della messa a fuoco che non viene più calcolata con l’invio di onde luminose ma catturando la luce emessa dal soggetto. Per questo motivo i sistemi di messa a fuoco attivi danno un miglior risultato in contesti di buona luminosità. Al contrario si possono sollevare dei problemi in condizioni di scarsa luce ma si può risolvere il problema con un sistema di supporto di autofocus costituito di solito da una luce esterna come un flash.

Vediamo quindi ora nel dettaglio come funzionano questi sistemi di rilevamento nell’autofocus passivo.

Sistema a rilevamento del contrasto

Questo è un meccanismo che consente di trovare la messa a fuoco corretta misurando in frazioni di secondi il contrasto tra le diverse versioni della stessa scena ottenute dal movimento meccanico della lente. Praticamente ad ogni movimento corrisponde un piano di fuoco diverso logicamente e per determinare quello corretto vengono messe in “comparazione“, utilizzando così quella che ha il maggior contrasto misurabile. Questa foto in teoria è quella che avrà la messa a fuoco migliore.

Certo questo non è un meccanismo rapido e sopratutto non risulta molto performante in casi di scarsa luminosità. Per trovare la giusta messa a fuoco con il rilevamento di contrasto inoltre si effettua un notevole carico di lavoro sul processore integrato della macchina fotografica. Questo sistema è utilizzato dagli smartphone, dalle fotocamere compatte, dalle macchine fotografiche mirrorless e nelle reflex quando si utilizza la modalità Live View.

Sistema a rilevamento di fase

Questo sistema di rilevamento è decisamente più rapido e preciso ed è utilizzato dalle migliori reflex in commercio. Il suo funzionamento è molto semplice, vengono utilizzati dei micro sensori con ognuno un punto di messa a fuoco di solito disposti a coppia. Ogni sensore della fotocamera è strettamente affiancato dall’altro durante la messa a fuoco e ognuno riceve una versione diversa della stessa immagine. La luce entra nell’obiettivo e attraversa la lente colpendo un insieme di microlenti, queste a loro volta generano due versioni della stessa immagine generando due versioni della stessa immagine con messa a fuoco diversa. In seguito colpiranno il sensore AF e gli daranno indicazione di quanto la foto è cambiata prima e dopo la messa a fuoco. In questo modo il software della fotocamera capirà come e quanto spostare la lente rispetto al sensore in modo da far collimare le due versioni in un’unica versione perfettamente a fuoco.

Maggiore è il numero di punti di messa a fuoco, maggiore sarà la capacità di realizzare una messa a fuoco rapida e precisa.

Tra i svantaggi però dobbiamo sollevare la questione della scarsa copertura, il sistema di rilevamento a fase è in grado di colpire la porzione centrale del fotogramma in modo preciso ma si trova in difficoltà con i lati estremi dell’inquadratura.

Proprio per quest’ultimo motivo la disposizione geometrica (a croce, quadrata, tonda etc) dei punti, il loro numero e la loro percentuale di copertura sono dei fattori che distinguono le varie tipologie di reflex. Un esempio pratico? Una fotocamera entry level avrà una minor copertura e una minor quantità di punti di messa a fuoco rispetto ad una reflex full frame professionale.

Autofocus modalità

Come funziona l'autofocus

Uscendo fuori dal lato tecnico della messa a fuoco automatica cerchiamo di capire quali sono le modalità AF incluse nelle fotocamere in commercio. Esistono 3 diverse modalità per la gestione dell’autofocus che si differenziano per gli algoritmi interni che utilizzano per gestire la messa a fuoco: singola, continua e automatica

Modalità singola

È la prima modalità che voglio analizzare, questa consente al fotografo di scegliere liberamente il punto di AF e di eseguire quindi la messa a fuoco in modo autonomo. La macchina fotografica metterà a fuoco solamente la zona in corrispondenza del punto scelto tralasciando tutto il resto. Logicamente sarà compito nostre scegliere il miglior punto in corrispondenza del soggetto in modo da mettere a fuoco il punto principale e non gli elementi secondari.

Questa modalità si utilizza con soggetti immobili o comunque quando non avviene un’azione repentina, la messa a fuoco in modalità singola risulta bloccata e precisa finché il soggetto non si sposta.

Com’è indicata questa modalità tra i vari produttori?

Autofocus Nikon: con la dicitura AF-S
Autofocus Canon: con la dicitura One-Shot

Modalità continua

Ma se la modalità singola è ideale per i soggetti immobili, quando abbiamo una situazione in movimento che tipo di autofocus dobbiamo utilizzare?

Come potrai ben immaginare avrai bisogno di un autofocus che ti segua il soggetto durante tutto il movimento correggendo la messa a fuoco ogni qualvolta si sposta il punto di fuoco nella composizione. Questa situazione è chiamata modalità continua. Quindi basterà inquadrare un atleta che corre, premere a metà corsa il pulsante di scatto impostando il punto di fuoco sul soggetto e l’algoritmo interno della nostra reflex calcolerà il modo migliore per la messa a fuoco durante tutta l’azione.

Come riconoscere questa modalità nei vari produttori?

Autofocus Nikon Continuo: Con l’acronimo AF-C
Autofocus Canon Continuo: Con l’acronimo AI Servo

Modalità automatica

Tra le due modalità abbiamo quella più utilizzata dai fotografi principianti, quella automatica. Questa è progettata per passare dalla modalità singola a quella continua in modo autonomamente, ovvero la macchina fotografica sceglie in base alla scena inquadrata.

La identifichiamo con l’acronimo:

Autofocus Nikon Automatico: AF-A
Autofocus Canon Automatico: Ai Focus

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