Phasendetektion-AF (PDAF) ist ein Autofokus-Verfahren, das den Phasenunterschied zwischen zwei Lichtstrahlen misst, die das Objektiv aus entgegengesetzten Richtungen passieren, und daraus direkt Richtung und Betrag der erforderlichen Fokusverstellung berechnet – ohne iteratives Suchen.
Rubrik: Fotografie & Digital Imaging · Unterrubrik: Kameratechnik · Niveau: Fortgeschritten Synonyme / Auch bekannt als: PDAF, Phase Detection Autofocus, On-Sensor PDAF, Dualpixel-AF (Canons Implementierung)
Was ist Phasendetektion-AF?
Phasendetektion-AF mißt den Abstand und die Richtung, um die der Fokus verschoben werden muss, durch den Vergleich zweier leicht versetzter Bilder desselben Motivs. Dieses Verfahren ist wesentlich schneller als die Kontrastdetektion, weil es keine Suchbewegung des Fokus (Hunting) benötigt – der Algorithmus berechnet die korrekte Fokusposition in einem einzigen Schritt.
Erklärung
Das Grundprinzip der Phasendetektion stammt aus der DSLR-Ära: Dedizierte Phasendetektionssensoren saßen hinter einem Strahlenteiler-Spiegel und analysierten zwei Bilder desselben Motivs. Bei modernen spiegellosen Systemkameras ist die Phasendetektion direkt auf dem Bildsensor integriert (On-Sensor PDAF oder OSPDAF).
Funktionsprinzip: Bestimmte Pixel auf dem Sensor sind mit einer Halbabdeckung versehen – sie empfangen Licht nur aus einer Richtung (links oder rechts durch das Objektiv). Jeweils zwei solcher „Phasen-Pixel" (linkes Pixel, rechtes Pixel) bilden ein Paar. Wenn das Motiv exakt scharf ist, zeigen beide Pixel das gleiche Bild. Wenn das Motiv unscharf ist, entsteht ein Phasenversatz (Defokus-Richtung) und ein messbarer Betrag (Defokus-Ausmaß). Aus diesen Messwerten berechnet der Prozessor direkt, wohin die Fokuslinse bewegt werden muss und um wie viel.
Dualpixel-AF (Canon): Canon entwickelte mit Dual Pixel AF eine besonders dichte PDAF-Implementierung, bei der jedes Pixel auf dem Sensor aus zwei unabhängig auslesbaren Halbpixeln besteht. Das gibt 100 % der Sensoroberfläche als AF-Mess-Fläche. Im Einsatz (z. B. Canon EOS R5 C, R3, R8) zeigt Dual Pixel AF sehr schnelle und präzise Ergebnisse, besonders in Video-Aufnahmen.
Quad-Bayer PDAF: Fujifilm X-T5 und Sony A7R V nutzen Quad-Bayer-PDAF-Implementierungen, bei denen Pixel-Gruppen für AF genutzt werden und gleichzeitig Hochauflösungsbilder erzeugt werden.
Schwächen: PDAF funktioniert am besten bei ausreichend Kontrast und Licht. Bei sehr gleichmäßigen, kontrastarmen Flächen (grauer Himmel, einfarbige Wände) kann PDAF scheitern und fällt dann auf Kontrastdetektion zurück. Sehr kleine Blenden (f/16 und enger) können bei manchen Systemen die PDAF-Präzision verringern.
Beispiele
- Canon EOS R3 Dual Pixel AF II: Erfasst fliegende Vögel mit Augen-AF bei bis zu 30 fps und 100 % Bildübertragungsrate – PDAF über gesamten Sensorbereich ermöglicht Tracking ohne Verzögerung.
- Sony A9 III (2024): Globaler Shutter mit 759 PDAF-Punkten, die 100 % der Sensoroberfläche abdecken. AF-Latenz unter 33 Millisekunden.
- Nikon Z9 PDAF: 493 PDAF-Punkte auf dem Sensor, Subject Detection mit prädiktivem AF für Sportaufnahmen bei 20 fps. Kein optischer Sucher-Blackout dank Puffer.
- Spiegelreflex DSLR-Vergleich: Bei DSLRs (z. B. Nikon D5, Canon 1DX III) sitzt der PDAF-Sensor separat hinter dem Hilfsspiegel. Im Live-View wechselt die Kamera zu CDAF, weil der Spiegel hochgeklappt ist – daher ist Live-View-AF bei DSLRs langsamer.
- Dämmerungsfotografie: Sony A7 IV PDAF arbeitet bis EV -4 (mit F2.0-Objektiv), also in extrem schwachem Mondlicht, während ältere CDAF-Systeme bei EV -1 bereits schwächeln.
In der Praxis
Aktiviere bei Systemkameras den vollflächigen AF-Bereich, um alle PDAF-Punkte zu nutzen. Für Sport und Wildlife: AF-C + Wide-Zone + Subject Detection. Für Video: Prüfe, ob deine Kamera im Video-Modus ebenfalls PDAF nutzt (wichtig: manche Kameras wechseln bei 4K-Crop zum CDAF). Fujifilm: „Phase-Detect AF" in Spezifikationen als Pflichtangabe prüfen. Bei Verwendung von Adaptern (DSLR-Objektive an spiegellosen Kameras): PDAF-Funktion hängt von Adapter-Qualität und Objektivunterstützung ab.
Vergleich & Abgrenzung
Phasendetektion ist für Geschwindigkeit und bewegte Motive optimiert. Kontrastdetektion ist präziser, aber langsamer. Moderne Hybrid-AF-Systeme nutzen PDAF für die schnelle Erstpositionierung und CDAF für die Präzisionsnachstellung im letzten Schritt. PDAF ist auch die Technologie hinter Kamera-internem Entfernungsmesser-Daten, die für Eye-AF und Tracking-Algorithmen genutzt werden.
Häufige Fragen (FAQ)
Warum funktioniert PDAF mit einigen Adaptern nicht? PDAF benötigt Kommunikation zwischen Kamera und Objektiv über elektronische Kontakte, um Linsen-Korrekturkurven (AF-Feinabstimmung) zu übertragen. Passive Adapter ohne Elektronik-Durchleitung ermöglichen kein PDAF. Hochwertige Adapter (z. B. Metabones, Sigma MC-21) leiten PDAF-Daten durch, günstige Adapter nicht.
Was ist der Unterschied zwischen On-Sensor PDAF und dediziertem PDAF-Sensor? Der dedizierte PDAF-Sensor (DSLR) misst schnell und präzise, ist aber nur im Sucher-Modus aktiv. On-Sensor PDAF (spiegellose Kamera) ist immer aktiv, auch im Live-View und Video-Betrieb, und deckt die gesamte Sensoroberfläche ab. Nachteil: Phasenpixel nehmen weniger Bildinformation auf als normale Pixel, was bei manchen Kameras zu leicht reduzierten Bilddaten führt (wird algorithmisch kompensiert).
Verwandte Einträge
Weiterführend
- Canon (2023): Dual Pixel CMOS AF – Technical Whitepaper. Canon Inc.
- Sony (2022): Fast Hybrid AF – Engineering Overview. Sony Semiconductor Solutions.
- Nasim Mansurov (2022): Phase Detection vs. Contrast Detection AF. Photography Life (Online).
- Lenstip (2023): AF-Geschwindigkeitsmessungen Systemkameras:
