Como a fotografia funcionou antes da invenção do foco automático?

Depois de passar algum tempo lendo perguntas sobre o foco automático, surgiu uma pergunta minha: como as câmeras funcionavam antes da invenção da tecnologia de foco automático?

Presumivelmente, todo mundo usou o foco manual. Mas eis o seguinte: tentei focar manualmente minha DSLR. É absurdamente difícil . Dado o quão minúscula é a imagem no visor, não tenho idéia de como você conseguiria uma imagem com foco imaculado.

Ou talvez as pessoas não? Talvez antes de as imagens de 24 megapixels serem ampliadas para caber na lateral de um ônibus, o foco não era tão crítico? Certamente, se você imprimir algo do tamanho de um cartão postal, os erros de foco serão muito menos perceptíveis.

Além disso, minha primeira câmera foi uma câmera "brinquedo" da Fisher-Price. (Filme, obviamente.) Eu tenho certeza que ele não tinha qualquer controle com foco em tudo . (E esta é maneira muito tempo atrás para auto-foco para ter existido.) Como é que isso funciona? A lente está apenas permanentemente focada no infinito ou algo assim?

As câmeras de foco através da lente tinham telas de foco - geralmente lentes de vidro fosco ou fresnel (relacionadas: O que é uma tela de foco? ). As câmeras de exibição (as grandes câmeras antigas com fole) projetavam a imagem na tela de foco. O fotógrafo inspecionou diretamente a imagem na tela de foco (talvez usando uma lupa para ampliar áreas da imagem), geralmente sob uma cobertura de blecaute. Quando chegou a hora de capturar a imagem, a tela de foco foi substituída pelo suporte do filme, momento em que o filme podia ser exposto.

^{Imagem na tela de foco do Sinar F 4 × 5. Imagem © Guillaume Piolle, CC-BY-SA-3.0}

As telas de foco com prisma dividido eram as mais comuns nas SLRs. O padrão de prisma no centro da tela "intencionalmente" distorce os raios fora de foco em direções opostas, ampliando a visibilidade das áreas fora de foco. A maioria das telas de prisma dividido também tinha um anel ou colar de micro prisma (também chamado de micro raster ) ao redor do círculo de prisma dividido no centro da tela. Os micro-prismas ajudaram especialmente no ajuste do foco fino próximo ao foco. Este vídeo do YouTube de 5 minutos demonstra o uso e o efeito do prisma dividido e do anel do micro prisma.

Abaixo está um exemplo da focagem de prisma dividido. O anel de "prisma" do micro-prisma ao redor do prisma dividido também é visível na imagem fora de foco:

^{Prisma dividido SLR com foco nas imagens da tela, sem foco (esquerda) e focado (direita). Imagens © Dave Fischer, CC-BY-SA-3.0 .}

Costumava haver uma comunidade pequena, mas ativa, de pessoas que adaptavam sua DSLR com telas de foco de prisma dividido. No entanto, a maioria das empresas que criaram prismas divididos para DSLRs parou de produzi-los. Veja também: Existem telas de foco para DSLRs modernas?

Aqui está uma animação de uma Nikon Df adaptada com uma tela de foco de prisma dividido em ação (observe, não parece haver um anel de micro-prisma nesse prisma dividido):

^{Retrofit da Nikon Df com prisma dividido, em ação. Imagem © Reilly Liever , usada sob uso justo para fins educacionais.}

Quando os objetos não estão mais desalinhados, a lente fica perfeitamente focada nos objetos.

O corolário de estar em foco é poder determinar a distância do assunto. Essa mesma técnica também foi usada para encontrar o alcance óptico (não as câmeras rangefinder ). Os telêmetros de coincidência de prisma dividido foram usados ​​nas forças armadas para determinar a distância ao alvo, a fim de definir coordenadas de artilharia e cargas de propulsores:

^{Vista a partir de um rangefinder de coincidência. Domínio público, do Wikimedia Commons}

As câmeras rangefinder usavam um caminho óptico separado para focar, o mecanismo de foco para detecção de alcance . Isso mostrou duas imagens sobrepostas. Quando as imagens eram perfeitamente sobrepostas, o assunto estava em foco. Este exemplo da Wikipedia ilustra o conceito:

^{Janela da câmera do rangefinder, sem foco (esquerda) e focada (direita). Imagem © Alexander Koslov, CC-BY-SA-3.0}

Como a fotografia funcionou antes da invenção do foco automático?

Muito bem para aqueles dispostos a aprender como fazê-lo com as ferramentas que tínhamos na época. O mesmo é verdade agora. A única diferença é que agora precisamos aprender a dizer a um sistema AF para focar na parte do quadro que queremos que ele focalize.

Presumivelmente, todo mundo usou o foco manual. Mas eis o seguinte: tentei focar manualmente minha DSLR. É absurdamente difícil. Dado o quão minúscula é a imagem no visor, não tenho idéia de como você conseguiria uma imagem com foco imaculado.

Devido à onipresença do AF na maioria das câmeras modernas, os auxiliares de foco que foram incluídos no que um fotógrafo viu através do visor geralmente não estão mais presentes. Prismas divididos e / ou micro telas de colagem de prisma eram comuns em SLRs antes do surgimento da FA. Algumas câmeras tinham uma ou outra. Muitas câmeras tinham os dois. Outros tipos de câmeras costumavam incorporar um tipo de auxílio de foco tipo rangefinder paralaxe.

Os visores eram geralmente maiores e mais brilhantes, mesmo em câmeras de consumo. Agora, apenas os principais modelos profissionais tendem a ter visores grandes e brilhantes que eram mais comuns na era pré-AF.

As lentes também foram projetadas para permitir gradações mais refinadas de ajuste de foco. Os anéis de foco nas lentes tiveram que ser girados muito mais para obter a mesma alteração na posição de foco que agora resulta de um movimento muito pequeno com as lentes atuais.

Ou talvez as pessoas não? Talvez antes de as imagens de 24 megapixels serem ampliadas para caber na lateral de um ônibus, o foco não era tão crítico? Certamente, se você imprimir algo do tamanho de um cartão postal, os erros de foco serão muito menos perceptíveis.

Existe alguma verdade nisso para fotografias casuais, que é o que é a grande maioria das fotografias. Mas havia (e ainda existem) fotógrafos de grande e médio formato que se esforçaram ao máximo para produzir imagens com foco manual, adequadas para exibição em tamanhos muito grandes.

Alguns dos limites de foco mais nítido foram impostos pelo meio de gravação. Parte do problema do filme em rolo é que ele não gosta de ficar sentado na câmera. É semelhante ao problema que você terá se tentar focar perfeitamente um projetor em uma tela portátil flexível que se agita com a brisa. Havia algumas câmeras avançadas que realmente usavam um tipo de vácuo para puxar o filme contra a placa traseira.

O foco com o filme colorido também foi limitado pela profundidade variável das três camadas de cores no filme. Se você estivesse perfeitamente focado para uma cor, as outras duas camadas ficariam um pouco fora de foco.

Os sensores digitais, por outro lado, estão tão perfeitamente planos que agora precisamos revestir as superfícies traseiras dos elementos da lente para impedir que reflexos indesejados ricocheteiem nas camadas da pilha de sensores. Os limites teóricos do melhor foco agora são muito menores. Mesmo com as lentes mais novas e mais nítidas disponíveis atualmente, o fator limitante nos sistemas de resolução mais alta está rapidamente se tornando o poder de resolução da lente, em vez do poder de resolução e planicidade do meio de gravação.

Além disso, minha primeira câmera foi uma câmera "brinquedo" da Fisher-Price. (Filme, obviamente.) Tenho certeza de que não tinha nenhum controle de foco. (E isso foi há muito tempo para que o foco automático existisse.) Como isso funciona? A lente está apenas permanentemente focada no infinito ou algo assim?

As câmeras de "foco fixo" empregam aberturas relativamente estreitas combinadas com distâncias focais relativamente curtas. Isso fornece uma grande profundidade de campo . O foco é definido na distância hiperfocal do sistema, de modo que qualquer coisa, da metade dessa distância ao infinito, pareça estar em foco. Ainda é possível encontrar câmeras com esse tipo de design. Entre eles estão algumas (mas longe de todas) webcams, câmeras de celular, câmeras de trilha e outras câmeras de vigilância (embora elas não cheguem perto de tantas câmeras de celulares como há alguns anos).

Algumas câmeras não tinham como ver através da lente antes de tirar a foto. Um visor superficial foi acoplado ao lado da câmera ou, se você tivesse um modelo de luxo, ao padrão frontal que continha a lente. Não foi feita nenhuma acomodação com esses visores para lentes de distância focal variável. O fotógrafo só precisava saber o quão amplo era o ângulo de visão da lente usada. O foco era definido estimando ou medindo a distância do objeto e alinhando uma marca na lente a uma escala com essa distância. A abertura e a velocidade do obturador também foram definidas manualmente, sem a medição embutida na câmera. Algumas dessas câmeras usavam filme em rolo com 6 a 12 fotos por rolo. Outros usavam folhas de filme que tinham que ser trocadas após cada exposição.

Existem diferentes tópicos aqui.

1) Uma câmera de brinquedo e algumas câmeras novas, por exemplo, câmeras de sobrevivência, algumas câmeras de telefone não precisam focar porque seu alcance de foco é muito extenso. Normalmente, isso ocorre devido a dois elementos combinados. Uma lente grande angular e uma pequena abertura. Portanto, não há necessidade de se concentrar no alcance projetado.

Tente ter um foco muito próximo em uma câmera de brinquedo e você não pode.

2) O tamanho de uma imagem em um barramento não é de 24 Mpx. Pode ser mais ou menos. Esse é um tópico diferente, mas antes da fotografia "digital" você tinha uma fotografia comercial de filmes que podia usar filmes de grande formato que capturavam imagens de alta resolução. Para isso, não havia slides de 35 mm, mas 6 × 6 cm, 4 × 5 ″ etc. https://www.google.com/search?q=film+photography+formats

Agora, você pode "espremer" muitas informações de um filme de 35 mm em digitalização.

A digitalização de um grande slide colorido com um scanner de tambor possui muito mais informações do que 24 Mpx. https://www.google.com/search?q=drum+scanner

3) As câmeras tinham uma tela de foco. Na fotografia comercial, você usava um copo magnyfing.

4) E eles tinham outra característica, o anel de focagem estendido para uma volta muuuuuito mais angular. Isso significa que nas lentes modernas com foco manual, uma pequena volta na lente move muito a distância de foco. Nas lentes antigas, você precisa mover muito mais o anel, dando-lhe mais prescição no foco.

5) As pessoas experimentaram isso, encontrando e sentindo o foco se movendo para a esquerda e direita, sentindo o centro do "balé" focalizado.

6) Você ainda pode usar o foco manual hoje em dia em uma câmera DSLR, por exemplo, quando gravar um vídeo. Como comentei no ponto 4, se a sua curva angular física do anel de foco for maior, você terá mais controle. Então, no vídeo, as pessoas usam algumas plataformas que se adaptam ao anel de foco. https://www.google.com/search?q=focus+rig+dslr .

As respostas atuais exploram as câmeras de foco manual e de foco fixo através da lente e fazem um bom trabalho para explicá-las, mas elas perdem outra abordagem - a estimativa de distância .

Por exemplo, minha antiga Kodak Retinette de 1960 não é uma SLR e não há foco nas lentes. No entanto, também não é um foco fixo.

Em vez disso, você estima a que distância o assunto está e usa as marcas de distância no anel de foco para combinar. (A imagem acima mede em metros, minha câmera real mede em pés.)

Para complementar as respostas sobre os auxílios de foco em câmeras SLR destinadas a serem focadas manualmente, deixe-me fornecer um link para a distância hiperfocal usada nas câmeras de foco fixo .

Os meus pais (mais tarde entregues a mim) eram assim, então era um Instamatic X-15 por volta de 1970.

A primeira foto é um modelo de gama alta que possui um medidor de luz embutido (então acho que a exposição não foi fixa, mas baseada na luz) e um interruptor para close-up ou 6 pés e foco maior.

Observe que a aperatura é fisicamente muito pequena. É f / 11 e o negativo é de 28 mm quadrados, portanto a profundidade de campo é um pouco melhor do que a obtida em um "quadro completo" e não é tão boa quanto em um sensor de corte hoje, se você a definir para f / 11.

Dada a melhor nitidez que você poderia esperar do sistema e a suposição de que você observaria impressões de 10 cm quadrados mantidas à distância de leitura, tudo o que passava os 6 pés estava "em foco". Mas o foco não é tão nítido quanto o que você espera hoje dos mesmos valores, porque a qualidade esperada da impressão não foi tão boa por vários motivos. O filme impresso a cores de 1970 não é Ektar !

O ponto é que o intervalo de distância considerado "em foco" é um julgamento baseado no tamanho físico dos círculos de confusão que você pode tolerar. Com filme de granulação grossa (e papel de impressão), você não consegue superar uma certa nitidez; a resolução simplesmente não é boa o suficiente.

A câmera mais simples que você pode ter, algo que pode facilmente construir em casa, é apenas uma caixa de papelão com um orifício. Você obterá uma imagem focada diretamente no filme (embora invertida). Isso também funciona com os olhos humanos - se você míope e não usa óculos, pode obter uma imagem perfeitamente focada, formando o punho na frente do olho para deixar passar um pequeno "círculo" de luz .

Isso deve fazer todo o sentido - ficar fora de foco significa apenas que você recebe muito mais luz do que deseja , em todos os lugares errados . Isso se deve basicamente ao fato de que, em um cenário típico, a luz é espalhada e difusa por todo o lugar, de modo que a mesma imagem é projetada de maneira eficaz a partir de muitos ângulos diferentes que se juntam "errados". Uma DSLR resolve isso usando a lente para "recombinar" os raios de luz dispersos - tornando-os paralelos novamente. No entanto, isso funciona apenas para várias distâncias. Em nossa câmera de caixa de sapatos com um orifício, o problema é resolvido eliminando toda a "outra" luz que nãovem diretamente do objeto. Isso não depende da distância do objeto (apesar de existirem limites com a distância versus o raio do orifício, e também outros), mas ele recebe menos luz no geral, portanto, é necessário uma exposição mais longa. Além disso, você geralmente tem um limite bastante rígido na distância mínima - eles têm um ótimo foco em, por exemplo, 3 metros até o infinito, mas você não poderá fotografar borboletas :)

Como observado, as DSLRs são muito mais complexas do que isso - elas são muito construídas para poder ajustar muitas configurações diferentes para se adequar a qualquer fantasia que você tenha e a qualquer situação em que você esteja (em um mundo ideal: P). No entanto, embora seja necessária alguma prática para obter o foco manual correto, certamente não é absurdamente difícil . Se você está tendo problemas rotineiros com o foco manual, tente calibrar o visor (deve haver um "equipamento" em algum lugar próximo com +/-) - seus olhos podem ser o problema.

Fizemos muitas fotos ruins. Ao fotografar candids, percebi que, entre a exposição ruim e o foco ruim, 60% das fotos imprimíveis eram iguais para o curso. A exposição automática reduz os rejeitos pela metade. A AF chegou bem a tempo de corrigir minha visão decrescente de envelhecimento. Agora, acho que, a menos que eu faça algo estúpido, as rejeições de foco / exposição serão de apenas alguns por cento, e a maioria delas será de iluminação estranha - retroiluminada, paisagens de neve, pix noturno ... Ou situações em que o foco automático fique confuso por algum objeto entre mim e meu sujeito. (O galho está em foco, o pássaro não.)