Come funzionava la fotografia prima dell'invenzione della messa a fuoco automatica?

Avendo appena trascorso un po 'di tempo a leggere domande sulla messa a fuoco automatica, mi è venuta una mia domanda: come hanno funzionato le fotocamere anche prima dell'invenzione della tecnologia di messa a fuoco automatica?

Presumibilmente tutti hanno usato la messa a fuoco manuale. Ma ecco il punto: ho provato a focalizzare manualmente la mia DSLR. È assurdamente difficile . Dato quanto sia minuscola l'immagine nel mirino, non ho idea di come avresti mai ottenuto un'immagine a fuoco immacolato.

O forse la gente no? Forse prima che le immagini da 24 megapixel fossero ingrandite per adattarsi al lato di un autobus, la messa a fuoco non era così critica? Certamente se stampi qualcosa delle dimensioni di una cartolina, gli errori di messa a fuoco saranno molto meno evidenti.

Inoltre, la mia prima fotocamera è stata una fotocamera "giocattolo" Fisher-Price. (Film, ovviamente.) Sono abbastanza sicuro che non avesse alcun controllo di messa a fuoco . (E questo è modo troppo tempo fa per l'autofocus esistito.) Come funziona? L'obiettivo è focalizzato permanentemente all'infinito o qualcosa del genere?

Le telecamere di messa a fuoco attraverso l'obiettivo avevano schermi di messa a fuoco - di solito vetro smerigliato o lente di Fresnel (correlati: che cos'è uno schermo di messa a fuoco? ). Le telecamere View (le grandi fotocamere di grandi dimensioni con soffietto) proiettavano l'immagine sullo schermo di messa a fuoco. Il fotografo ha ispezionato direttamente l'immagine sullo schermo di messa a fuoco (magari utilizzando una lente di ingrandimento per ingrandire le aree dell'immagine), spesso sotto un cappuccio oscurante. Quando è arrivato il momento di catturare l'immagine, lo schermo di messa a fuoco è stato sostituito dal supporto del film, in quel momento il film poteva essere esposto.

^{Immagine sullo schermo di messa a fuoco di Sinar F 4 × 5. Immagine © Guillaume Piolle, CC-BY-SA-3.0}

Gli schermi di messa a fuoco con prisma diviso erano i più comuni sulle reflex. Il modello del prisma al centro dello schermo "piega" intenzionalmente i raggi sfocati in direzioni opposte, ingrandendo la visibilità delle aree sfocate. La maggior parte degli schermi a prisma diviso aveva anche un anello o un collare a microprisma (chiamato anche micro-raster ) che circondava il cerchio a prisma diviso al centro dello schermo. I microprismi hanno contribuito in particolare alla regolazione fine della messa a fuoco quasi a fuoco. Questo video YouTube di 5 minuti mostra l'uso e l'effetto sia del prisma diviso che dell'anello del microprisma.

Di seguito è riportato un esempio della messa a fuoco con prisma diviso. L'anello di microprisma "punteggiato" che circonda il prisma diviso è anche visibile nell'immagine sfocata:

^{Prisma a SLR diviso che mette a fuoco le immagini dello schermo, non focalizzato (a sinistra) e focalizzato (a destra). Immagini © Dave Fischer, CC-BY-SA-3.0 .}

C'era una piccola ma attiva comunità di persone che aggiornava la propria DSLR con schermi di messa a fuoco con prisma diviso. Tuttavia, la maggior parte delle aziende che hanno fabbricato prismi divisi per le reflex digitali ha smesso di produrli. Vedi anche: esistono schermi di messa a fuoco per le moderne DSLR?

Ecco un'animazione di una Nikon Df retrofittata con uno schermo di messa a fuoco con prisma diviso in azione (nota, in questo prisma diviso non sembra esserci un anello con microprisma):

^{Retrofit Nikon Df con prisma diviso, in azione. Immagine © Reilly Liever , usato a buon uso a fini educativi.}

Quando gli oggetti non sono più disallineati, l'obiettivo è perfettamente focalizzato sugli oggetti.

Il corollario dell'essere a fuoco è riuscire a determinare la distanza dal soggetto. Questa stessa tecnica è stata utilizzata anche per il rilevamento della portata ottica (non per le fotocamere a telemetro ). I telemetri di coincidenza a prisma diviso sono stati usati nei militari per determinare la distanza dal bersaglio, al fine di impostare le coordinate di artiglieria e le cariche di propellente:

^{Vista da un telemetro per coincidenza. Dominio pubblico, da Wikimedia Commons}

Le telecamere a telemetro utilizzavano un percorso ottico separato per la messa a fuoco, il meccanismo di messa a fuoco per la ricerca della portata . Ciò ha mostrato due immagini sovrapposte. Quando le immagini erano perfettamente sovrapposte, il soggetto era a fuoco. Questo esempio di Wikipedia illustra il concetto:

^{Finestra della fotocamera del telemetro, non focalizzata (a sinistra) e focalizzata (a destra). Immagine © Alexander Koslov, CC-BY-SA-3.0}

Come funzionava la fotografia prima dell'invenzione della messa a fuoco automatica?

Abbastanza bene per coloro che vogliono imparare a farlo con gli strumenti che avevamo in quel momento. Lo stesso è vero ora. L'unica differenza è che ora dobbiamo imparare a dire a un sistema AF di mettere a fuoco la parte dell'inquadratura che vogliamo che metta a fuoco.

Presumibilmente tutti hanno usato la messa a fuoco manuale. Ma ecco il punto: ho provato a focalizzare manualmente la mia DSLR. È assurdamente difficile. Dato quanto sia minuscola l'immagine nel mirino, non ho idea di come avresti mai ottenuto un'immagine a fuoco immacolato.

A causa dell'ubiquità della messa a fuoco automatica nella maggior parte delle fotocamere moderne, gli ausili per la messa a fuoco che una volta erano inclusi in ciò che un fotografo vedeva attraverso il mirino di solito non sono più presenti. Prismi divisi e / o micro schermi a collare di prisma erano comuni nelle reflex prima che arrivasse l'AF. Alcune fotocamere avevano l'una o l'altra. Molte fotocamere avevano entrambe. Altri tipi di telecamere spesso incorporavano un tipo di telemetro a parallasse di ausilio per la messa a fuoco.

I mirini erano generalmente più grandi e anche più luminosi, anche su fotocamere di consumo. Ora solo i migliori modelli pro tendono ad avere mirini grandi e luminosi che erano più comuni nell'era pre-AF.

Le lenti sono state inoltre progettate per consentire gradazioni più fini di regolazione della messa a fuoco. Gli anelli di messa a fuoco sugli obiettivi dovevano essere ulteriormente ruotati per ottenere lo stesso cambiamento nella posizione di messa a fuoco che ora deriva da un movimento molto piccolo con gli obiettivi attuali.

O forse la gente no? Forse prima che le immagini da 24 megapixel fossero ingrandite per adattarsi al lato di un autobus, la messa a fuoco non era così critica? Certamente se stampi qualcosa delle dimensioni di una cartolina, gli errori di messa a fuoco saranno molto meno evidenti.

C'è del vero in ciò per le fotografie casuali, che è quello che è la stragrande maggioranza delle fotografie. Ma c'erano (e lo sono ancora) anche fotografi di grande e medio formato che hanno fatto di tutto per produrre immagini focalizzate manualmente adatte per la visualizzazione a dimensioni molto grandi.

Alcuni dei limiti della messa a fuoco più nitida sono stati imposti dal supporto di registrazione. Parte del problema con la pellicola a rullo è che non gli piace stare seduto piano nella fotocamera. È simile al problema che avrai se provi a focalizzare perfettamente un proiettore su uno schermo portatile flessibile che si agita nella brezza. C'erano alcune fotocamere avanzate che effettivamente utilizzavano un tipo di vuoto per tirare il film più piatto contro la piastra posteriore.

La messa a fuoco con la pellicola a colori era anche limitata dalla profondità variabile dei tre strati di colore nella pellicola. Se tu fossi perfettamente a fuoco per un colore, gli altri due strati sarebbero stati leggermente sfocati.

I sensori digitali, al contrario, sono così perfettamente piatti che ora dobbiamo rivestire le superfici posteriori degli elementi dell'obiettivo per evitare che i riflessi indesiderati rimbalzino sugli strati della pila di sensori. I limiti teorici della migliore attenzione sono ora molto più piccoli. Anche con obiettivi più nuovi e molto più nitidi oggi disponibili, il fattore limitante nei sistemi a risoluzione più elevata sta rapidamente diventando il potere di risoluzione dell'obiettivo piuttosto che il potere di risoluzione e la planarità del supporto di registrazione.

Inoltre, la mia prima fotocamera è stata una fotocamera "giocattolo" Fisher-Price. (Film, ovviamente.) Sono abbastanza sicuro che non avesse alcun controllo di messa a fuoco. (E questo è troppo tempo fa per l'autofocus.) Come funziona? L'obiettivo è focalizzato permanentemente all'infinito o qualcosa del genere?

Le fotocamere "a fuoco fisso" impiegano aperture relativamente strette combinate con lunghezze focali relativamente brevi. Questo dà una grande profondità di campo . La messa a fuoco è impostata sulla distanza iperfocale del sistema in modo che qualsiasi cosa dalla metà di quella distanza all'infinito appaia messa a fuoco. Le fotocamere con questo tipo di design sono ancora reperibili. Tra questi ci sono alcune (ma tutt'altro che tutte) webcam, telecamere per telefoni cellulari, telecamere digitali e altre telecamere di sorveglianza (anche se non compongono quasi tutte le telecamere per telefoni cellulari come alcuni anni fa).

Alcune fotocamere non avevano modo di vedere attraverso l'obiettivo prima di scattare la foto. Un mirino rapido era attaccato al lato della fotocamera o, se avevi un modello deluxe, allo standard anteriore che reggeva l'obiettivo. Non è stato realizzato alcun alloggio con tali mirini per obiettivi di lunghezza focale variabile. Il fotografo doveva solo sapere quanto era ampio l'angolo di vista dell'obiettivo utilizzato. La messa a fuoco è stata impostata stimando o misurando la distanza del soggetto e allineando un segno sull'obiettivo su una scala con quella distanza. Anche il diaframma e la velocità dell'otturatore sono stati impostati manualmente senza misurazione integrata nella fotocamera. Alcune di queste fotocamere utilizzavano pellicole con una velocità compresa tra 6 e 12 scatti per rotolo. Altri usavano pellicole in fogli che dovevano essere cambiate dopo ogni esposizione.

Ci sono diversi argomenti qui.

1) Una fotocamera giocattolo e alcune nuove fotocamere, ad esempio le fotocamere di sopravvivenza, alcune fotocamere del telefono non devono mettere a fuoco perché la sua gamma di messa a fuoco è molto estesa. Normalmente ciò è dovuto alla combinazione di due elementi. Un obiettivo grandangolare e una piccola apertura. Quindi non è necessario concentrarsi sulla gamma progettata.

Cerca di mettere a fuoco una distanza molto ravvicinata su una fotocamera giocattolo e non puoi.

2) La dimensione di un'immagine su un bus non è di 24 Mpx. Può essere più o meno. Questo è un argomento diverso, ma prima della fotografia "digitale" avevi una fotografia di film commerciale che poteva usare un film di grande formato che catturava immagini ad alta risoluzione. Per questo non c'erano diapositive da 35 mm, ma 6 × 6 cm 4 × 5 ″ ecc. Https://www.google.com/search?q=film+photography+formats

Inclusi ora puoi "spremere" molte informazioni da un film da 35 mm alla scansione.

La scansione di una grande diapositiva a colori con uno scanner a tamburo contiene molte più informazioni di 24 Mpx. https://www.google.com/search?q=drum+scanner

3) Le telecamere avevano uno schermo di messa a fuoco. Nella fotografia commerciale hai usato un magnyfing glass.

4) E avevano un'altra caratteristica, l'anello di messa a fuoco esteso per un giro più angolare loooooot. Ciò significa che su obiettivi moderni con messa a fuoco manuale, un piccolo giro sull'obiettivo sposta molto la distanza di messa a fuoco. Sui vecchi obiettivi è necessario spostare molto di più la ghiera dandoti più prescrizione sulla messa a fuoco.

5) Le persone hanno avuto esperienza nel farlo, trovando e sentendo la messa a fuoco muoversi a destra e sinistra e sentendo il centro del "balletto" focalizzante.

6) Oggi è ancora possibile utilizzare la messa a fuoco manuale su una fotocamera DSLR, ad esempio quando si riprendono video. Come ho commentato al punto 4, se la tua rotazione angolare fisica della ghiera di messa a fuoco è maggiore, hai un maggiore controllo. Quindi nei video le persone usano alcuni rig che si adattano all'anello di messa a fuoco. https://www.google.com/search?q=focus+rig+dslr .

Le risposte attuali esplorano la messa a fuoco manuale attraverso l'obiettivo e le fotocamere a fuoco fisso e fanno un buon lavoro nel spiegarle, ma mancano un altro approccio: la stima della distanza .

Ad esempio, la mia vecchia Kodak Retinette del 1960 non è una reflex e non c'è messa a fuoco attraverso l'obiettivo. Tuttavia, non è nemmeno un focus fisso.

Invece, si stima quanto è distante il soggetto e si usano le indicazioni della distanza sull'anello di messa a fuoco per abbinare. (L'immagine sopra è stata misurata in metri, la mia fotocamera reale la misura in piedi.)

Per supplire alle risposte sugli ausili per la messa a fuoco nelle fotocamere reflex destinate alla messa a fuoco manuale, lasciate che vi dia un collegamento alla distanza iperfocale che viene utilizzata nelle fotocamere a fuoco fisso .

I miei genitori (in seguito tramandati a me) sembravano così, quindi era un Instamatic X-15 intorno al 1970.

La prima immagine è un modello di fascia alta che ha un esposimetro incorporato (quindi immagino che l'esposizione non fosse fissa ma basata sulla luce) e un interruttore per il primo piano o 6 piedi e una messa a fuoco più lontana.

Si noti che l'apertura è fisicamente molto piccola. È f / 11 e il negativo è di 28 mm quadrati, quindi la profondità di campo è leggermente migliore di quella che si ottiene da un "full frame" e non è buona come quella di un "sensore di ritaglio" oggi se lo si imposta su f / 11.

Data la migliore nitidezza che ci si potrebbe aspettare dal sistema e il presupposto che si stessero guardando stampe quadrate di 4 pollici tenute a distanza di lettura, tutto oltre i 6 piedi era "a fuoco". Ma il focus non è nitido come quello che ti aspetti oggi dagli stessi valori, perché la qualità prevista della stampa non era buona per numerosi motivi. Il film con stampa a colori del 1970 non è Ektar !

Il punto è che l'intervallo di distanza considerato "a fuoco" è un giudizio basato sulla dimensione fisica dei cerchi di confusione che puoi tollerare. Con la pellicola a grana grossa (e la carta stampata) non è comunque possibile superare una certa nitidezza; la risoluzione semplicemente non è abbastanza buona.

La fotocamera più semplice che puoi avere, qualcosa che puoi facilmente costruire a casa, è solo una scatola di cartone con un foro stenopeico. Otterrai un'immagine focalizzata direttamente sul film (anche se invertito). Questo funziona anche con gli occhi umani: se sei miope e non hai gli occhiali, puoi ottenere un'immagine perfettamente messa a fuoco semplicemente formando il pugno davanti all'occhio per far passare solo un piccolo "cerchio" di luce .

Questo dovrebbe avere perfettamente senso - essere fuori fuoco significa solo che ottieni molta più luce di quanto desideri , in tutti i posti sbagliati . Ciò è sostanzialmente dovuto al fatto che in uno scenario tipico, la luce viene diffusa e diffusa in tutto il luogo, quindi la stessa immagine viene effettivamente proiettata da molte angolazioni diverse che si uniscono "sbagliate". Una DSLR risolve questo problema usando la lente per "ricombinare" i raggi luminosi dispersi, rendendoli di nuovo paralleli. Tuttavia, questo funziona solo per un intervallo di distanze. Nella nostra fotocamera con scatola da scarpe con foro stenopeico, il problema viene risolto eliminando tutta la "altra" luce che nonprovengono direttamente dall'oggetto. Ciò non dipende dalla distanza dall'oggetto (anche se ci sono limiti con la distanza rispetto al raggio del foro stenopeico, e ci sono anche altri limiti), ma riceve meno luce nel complesso, quindi è necessaria un'esposizione più lunga. Inoltre, di solito hai un limite piuttosto difficile sulla distanza minima : hanno una grande messa a fuoco ovunque, ad esempio da 3 metri all'infinito, ma non sarai in grado di fotografare le farfalle :)

Come notato, le reflex digitali sono molto più complesse di questo: sono fortemente costruite attorno alla possibilità di modificare molte impostazioni diverse per adattarsi a qualsiasi fantasia abbiate e qualunque situazione vi troviate (in un mondo ideale: P). Tuttavia, mentre ci vuole un po 'di pratica per ottenere la messa a fuoco manuale corretta, non è certamente assurdamente difficile . Se hai regolarmente problemi con la messa a fuoco manuale, prova a calibrare il mirino (dovrebbe esserci una "marcia" da qualche parte nelle vicinanze con un +/-) - i tuoi occhi potrebbero essere il problema.

Abbiamo fatto moltissime foto brutte. Scattando le candide, ho pensato che tra una cattiva esposizione e una cattiva messa a fuoco che gli scatti stampabili al 60% fossero alla pari per il corso. L'esposizione automatica ha dimezzato gli scarti. L'AF è arrivata appena in tempo per riparare la mia visione dell'invecchiamento decrescente. Ora, immagino che a meno che non faccia qualcosa di stupido, i rifiuti per messa a fuoco / esposizione saranno solo di qualche percento, e la maggior parte di questi saranno strane luci - retroilluminazione, paesaggi innevati, foto notturne ... O situazioni in cui l'autofocus viene confuso da un oggetto tra me e il mio soggetto. (Il ramoscello è a fuoco, l'uccello no.)