Как работала фотография до изобретения автофокуса?

Question

Потратив некоторое время на чтение вопросов об автофокусировке, у меня возник вопрос: как работали камеры до того, как была изобретена технология автофокуса?

Предположительно, все использовали ручную фокусировку. Но вот в чем дело: я попытался вручную сфокусировать свою зеркальную камеру. Это нелепо трудно . Учитывая, насколько крошечное изображение в видоискателе, я понятия не имею, как вы получите изображение в безупречной фокусировке.

Или, может, люди этого не сделали? Может быть, еще до того, как 24-мегапиксельные изображения были увеличены, чтобы поместиться на стороне автобуса, фокусировка была не столь критичной? Конечно, если вы напечатаете что-то размером с открытку, ошибки фокусировки будут чертовски менее заметными.

Кроме того, моей самой первой камерой была «игрушечная» камера Fisher-Price. (Очевидно, фильм.) Я почти уверен, что у него вообще не было элементов управления фокусировкой . (И это способ слишком давно, чтобы существовал автофокус.) Как это работает? Объектив просто постоянно фокусируется на бесконечности или что-то?

Answer 1

Фокусировка через объектив камеры имели фокусирующие экраны - обычно это матовое стекло или линза Френеля (относящиеся: Что такое фокусирующий экран? ). Просмотр камер (большие камеры старого типа с сильфоном) проецируют изображение на экран фокусировки. Фотограф непосредственно осматривал изображение на фокусировочном экране (возможно, используя лупу для увеличения областей изображения), часто под затемненным колпаком. Когда пришло время для захвата изображения, фокусировочный экран был заменен держателем пленки, и в этот момент пленка могла быть выставлена.

^{Изображение на экране фокусировки Sinar F 4 × 5. Изображение © Гийом Пьоль, CC-BY-SA-3.0}

Разделительные призматические фокусировочные экраны были наиболее распространенными на зеркальных фотокамерах. Рисунок призмы в центре экрана преднамеренно «изгибал» сфокусированные лучи в противоположных направлениях, увеличивая видимость не сфокусированных областей. Большинство экранов с разделенной призмой также имели кольцо или воротник с микропризмой , окружающие круг с разделенной призмой в центре экрана. Микропризмы особенно помогли для точной настройки фокуса вблизи фокуса. Это 5-минутное видео на YouTube демонстрирует использование и эффект как разделенной призмы, так и кольца микро-призмы.

Ниже приведен пример фокусировки по разделенной призме. Кольцо микропризмы, «пунктирное», окружающее разделенную призму, также видно на несфокусированном изображении:

^{SLR разделенные призмы изображения фокусировки экрана, не сфокусированные (слева) и сфокусированные (справа). Изображения © Дэйв Фишер, CC-BY-SA-3.0 .}

Когда объекты больше не выровнены, объектив идеально сфокусирован на объектах.

Следствием того, что вы находитесь в фокусе, является возможность определить расстояние до объекта. Этот же метод также использовался для определения оптического диапазона (не дальномерных камер ). Сплит-призма дальномеры совпадения использовались в вооруженных силах для определения расстояния до цели, для установки артиллерийских координат и зарядов ракетного топлива:

^{Вид с дальномера совпадений. Общественное достояние, от Wikimedia Commons}

Камеры дальномера использовали отдельный оптический путь для фокусировки, механизм фокусировки с определением дальности . Это показало два наложенных изображения. Когда изображения были полностью наложены, объект был в фокусе. Этот пример из Википедии иллюстрирует концепцию:

^{Окно дальномера, не сфокусированное (слева) и сфокусированное (справа). Image © Александр Козлов, CC-BY-SA-3.0}

Answer 2

Как работала фотография до изобретения автофокуса?

Довольно хорошо для тех, кто хочет научиться делать это с помощью инструментов, которые у нас были в то время. То же самое верно и сейчас. Единственное отличие состоит в том, что теперь мы должны научиться заставлять систему автофокусировки фокусироваться на той части кадра, которую мы хотим сфокусировать.

Предположительно, все использовали ручную фокусировку. Но вот в чем дело: я попытался вручную сфокусировать свою зеркальную камеру. Это нелепо сложно. Учитывая, насколько крошечным является изображение в видоискателе, я понятия не имею, как вы можете получить изображение в безупречной фокусировке.

Из-за повсеместного использования автофокуса в большинстве современных камер вспомогательные средства фокусировки, которые когда-то были включены в то, что фотограф видел через видоискатель, обычно больше не присутствуют. Раздельные призмы и / или микроэкраны с призматическим воротником были обычным явлением в зеркалках до появления AF. У некоторых камер была одна или другая. Многие камеры имели оба. Другие типы камер часто включают в себя вспомогательный фокусирующий прибор типа параллакса.

Видоискатели, как правило, были больше и ярче, даже на потребительских камерах. Теперь только лучшие профессиональные модели имеют большие, яркие видоискатели, которые были более распространены в эпоху до АФ.

Объективы также были спроектированы для обеспечения более точных градаций регулировки фокуса. Кольца фокусировки на объективах нужно было поворачивать намного дальше, чтобы получить такое же изменение положения фокуса, которое теперь происходит из-за очень небольшого движения с текущими объективами.

Или, может, люди этого не сделали? Может быть, еще до того, как 24-мегапиксельные изображения были увеличены, чтобы поместиться на стороне автобуса, фокусировка была не столь критичной? Конечно, если вы напечатаете что-то размером с открытку, ошибки фокусировки будут чертовски менее заметными.

В случайных фотографиях есть доля правды, которой является подавляющее большинство фотографий. Но были (и остаются) также фотографы большого и среднего формата, которые изо всех сил старались создать сфокусированные вручную изображения, подходящие для показа в очень больших размерах.

Некоторые пределы четкой фокусировки были наложены носителем записи. Часть проблемы с рулонной пленкой заключается в том, что она не любит сидеть на месте в камере. Это похоже на проблему, с которой вы столкнетесь, если вы когда-нибудь попытаетесь идеально сфокусировать проектор на гибком портативном экране, хлопающем на ветру. Было несколько продвинутых камер, которые фактически использовали тип вакуума, чтобы натянуть пленку на заднюю панель.

Фокус с цветной пленкой также ограничивался различной глубиной трех цветовых слоев пленки. Если вы идеально сфокусировались на одном цвете, остальные два слоя были слегка не в фокусе.

Цифровые датчики, напротив, настолько идеально ровные, что теперь нам приходится покрывать задние поверхности линзовых элементов, чтобы нежелательные отражения не отражались от слоев комплекта датчиков. Теоретические пределы лучшего фокуса теперь намного меньше. Даже с более новыми и более острыми объективами, доступными сегодня, ограничивающим фактором в системах с самым высоким разрешением быстро становится разрешающая способность объектива, а не разрешающая способность и плоскостность носителя записи.

Кроме того, моей самой первой камерой была «игрушечная» камера Fisher-Price. (Фильм, очевидно.) Я почти уверен, что у него вообще не было элементов управления фокусировкой. (И это слишком давно, чтобы существовал автофокус.) Как это работает? Объектив просто постоянно фокусируется на бесконечности или что-то еще?

Камеры с «фиксированным фокусом» используют относительно узкую диафрагму в сочетании с относительно коротким фокусным расстоянием. Это дает большую глубину резкости . Фокус устанавливается на гиперфокальное расстояние системы , так что все, что находится на половине расстояния до бесконечности, оказывается в фокусе. Камеры с таким типом дизайна еще можно найти. Среди них есть некоторые (но далеко не все) веб-камеры, камеры для сотовых телефонов, камеры слежения и другие камеры наблюдения (хотя они не составляют столько же камер, как несколько лет назад).

Некоторые камеры не могли видеть сквозь объектив до съемки. Беглый видоискатель был прикреплен к боковой части камеры или, если у вас была роскошная модель, к переднему стандарту, который держал объектив. С такими видоискателями не было приспособлено для линз с различным фокусным расстоянием. Фотограф просто должен был знать, насколько широк угол обзора для используемого объектива. Фокус был установлен путем оценки или измерения расстояния до объекта и выравнивания метки на объективе по шкале с этим расстоянием. Диафрагма и скорость затвора также были установлены вручную, без замера, встроенного в камеру. Некоторые из этих камер использовали рулонную пленку с 6-12 снимками на рулон. Другие использовали листовую пленку, которую приходилось менять после каждой экспозиции. Последние версии таких пресс-камер до сих пор использовались местными фотографами в моем родном городе еще в начале 1970-х годов.

Answer 3

Здесь есть разные темы.

1) Игрушечная камера и некоторые новые камеры, например камеры выживания, некоторые телефонные камеры не должны фокусироваться, потому что диапазон фокусировки очень большой. Обычно это связано с двумя элементами вместе. Широкоугольный объектив и маленькая диафрагма. Поэтому нет необходимости фокусироваться на их заданном диапазоне.

Попробуйте сфокусироваться на игрушечной камере с очень близкого расстояния, а вы не сможете.

2) Размер изображения в автобусе не 24 Mpx. Это может быть больше или меньше. Это другая тема, но перед «цифровой» фотографией у вас была коммерческая пленочная фотография, на которой можно было бы использовать широкоформатную пленку, которая снимала изображения довольно высокого разрешения. Для этого были не 35 мм слайды, а 6 × 6 см 4 × 5 ″ и т. Д. https://www.google.com/search?q=film+photography+formats

Включая теперь вы можете "выжать" много информации из 35 мм пленки на скан.

Сканирование большого цветного слайда с помощью барабанного сканера дает намного больше информации, чем 24 Mpx. https://www.google.com/search?q=drum+scanner

3) Камеры имели фокусировочный экран. В коммерческой фотографии вы использовали лупу.

4) И у них была еще одна особенность: кольцо фокусировки увеличено для более крутого поворота. Это означает, что на современных объективах с ручной фокусировкой небольшой поворот объектива сильно смещает фокусное расстояние. На старых объективах вам нужно намного больше перемещать кольцо, что дает вам большую точность в фокусе.

5) Люди испытывали на себе это, находя и ощущая, как фокус перемещается влево и вправо, чувствуя центр фокусирующего «балета».

6) В наши дни вы все еще можете использовать ручную фокусировку на зеркальной камере, например, когда вы снимаете видео. Как я уже говорил в пункте 4, если ваш физический угловой поворот фокусирующего кольца больше, у вас больше контроля. Таким образом, в видео люди используют некоторые установки, которые адаптируются к фокусировочному кольцу. https://www.google.com/search?q=focus+rig+dslr.

Answer 4

Текущие ответы исследуют ручную фокусировку через объектив и камеры с фиксированной фокусировкой и хорошо объясняют их, но они пропускают другой подход - оценка расстояния .

Например, мой старый 1960 Kodak Retinette не является зеркальной фотокамерой, и фокусировка через объектив отсутствует. Однако это также не фиксированный фокус.

Вместо этого вы оцениваете, как далеко находится объект, и используете метки расстояния на кольце фокусировки для соответствия. (На изображении выше его измеряют в метрах, моя камера измеряет его в футах.)

Answer 5

Чтобы дополнить ответы по вспомогательным средствам фокусировки в зеркальных камерах, предназначенных для ручной фокусировки, позвольте мне дать вам ссылку на гиперфокальное расстояние , которое используется в фиксированной фокусировке камер.

Мои родители (позже переданные мне) выглядели так, поэтому это был Instamatic X-15 около 1970 года.

Первый снимок - модель более высокого уровня, которая имеет встроенный экспонометр (так что я полагаю, что экспозиция была не фиксированной, а основанной на освещении) и переключатель для крупным планом или 6 футов и дальше.

Обратите внимание, что апертура физически очень мала. Это f / 11, а отрицание - квадрат 28 мм, поэтому глубина резкости немного лучше, чем у «полного кадра», и не так хороша, как у «датчика обрезки». сегодня, если вы установите его на F / 11.

Учитывая наилучшую резкость, которую вы могли ожидать от системы, и предположение, что вы будете смотреть на отпечатки с квадратом 4 дюйма, находящиеся на расстоянии считывания, все, что за 6 футами, было «в фокусе». Но фокус не такой резкий, как вы ожидаете сегодня от тех же значений, потому что ожидаемое качество печати было не таким хорошим по многим причинам. 1970 пленка цветной печати не Ektar !

Дело в том, что диапазон расстояния, который считается «в фокусе», является суждением, основанным на физическом размере кругов путаницы, которые вы можете терпеть. С крупнозернистой пленкой (и бумагой для печати) вы все равно не сможете преодолеть определенную резкость; разрешение просто недостаточно хорошее.

Answer 6

Самая простая камера, которую вы можете иметь, что-то, что вы можете легко собрать дома - это просто картонная коробка с точечным отверстием. Вы получите сфокусированное изображение прямо на пленке (хотя и в перевернутом виде). Это также работает с человеческими глазами - если вы близоруки и у вас нет очков, вы можете получить идеально сфокусированное изображение, просто сформировав кулак перед вашим глазом, чтобы пропустить крошечный «круг» света через .

Это должно иметь смысл - быть не в фокусе означает, что вы получаете намного больше света, чем вы хотите во всех неправильных местах . Это в основном связано с тем, что в типичном сценарии свет рассеивается и рассеивается повсюду, поэтому одно и то же изображение эффективно проецируется с разных углов, которые объединяются «неправильно». Цифровая зеркальная камера решает эту проблему, используя линзу для «рекомбинации» рассеянных световых лучей, снова делая их параллельными. Однако это работает только для диапазона расстояний. В нашей камере «обувная коробка с точечным отверстием» проблема решается путем устранения всего «другого» света, который не исходит непосредственно от объекта. Это не зависит от расстояния до объекта (хотя существуют ограничения по расстоянию в зависимости от радиуса отверстия, а также есть и другие ограничения), но в целом он получает меньше света, поэтому вам требуется более длительная экспозиция. Кроме того, у вас обычно довольно жесткий лимит на минимальное расстояние - они отлично фокусируются где угодно, например. 3 метра до бесконечности, но вы не сможете фотографировать бабочек :)

Как уже отмечалось, зеркалки намного сложнее, чем эти, - они в значительной степени построены вокруг возможности настройки множества различных настроек в соответствии с вашими предпочтениями и ситуацией (в идеальном мире: P) , Однако, хотя для правильной ручной фокусировки требуется некоторая практика, это, безусловно, не является нелепо сложным . Если у вас обычно возникают проблемы с ручной фокусировкой, попробуйте откалибровать видоискатель (где-то рядом должна быть «шестеренка» с +/-) - ваши глаза могут быть проблемой.

Answer 7

Мы сделали очень много плохих фотографий. Снимая кандалы, я понял, что при плохой экспозиции и плохой фокусировке 60% печатных снимков были нормой. Автоэкспозиция разрезает отбраковки пополам. АФ пришла как раз вовремя, чтобы исправить мое стареющее зрение. Теперь я полагаю, что если я не сделаю что-нибудь глупое, то отклонения для фокусировки / экспозиции будут составлять всего несколько процентов, и большинство из них будут странным освещением - с подсветкой, снежными пейзажами, ночной съемкой ... Или в ситуациях, когда автофокус запутывается каким-то предметом между мной и моим предметом. (Веточка в фокусе, птица - нет.)