Reikan FoCal (Sammelthread)

[Lilien]

Dieses soll ein Sammelthread zur Diskussion und Erfahrungsaustausch rund um die AF Test- und Kalibrier-Software FoCal von Reikan sein.

FoCal ermöglicht für einige Nikon Kameras (u.a. Nikon D(s,x), D4, D800(E), D300, D700 und D7000) die halbautomatische Kalibrierung des AF-Feinabgleichs und bietet zudem weitere Testmöglichkeiten (u.a. MultiPoint Fokus Test, AF-Konsistenz (Wiederholgenauigkeits)-Test, Sensor-Schmutz-Analyse).

(Diese erste Nachricht wird von mir weiterhin ergänzt und aktualisiert werden - Vorschläge sind natürlich willkommen.)

MfG
Jürgen

Bekannte aktuelle Bugs (FoCal v1.6):
- In der grafischen PDF Auswertung des MultiPoint Fokus Tests werden die ermittelten Abweichungen nur einstellig angezeigt (jeweils nur die erste Ziffer), d.h. größere Werte als +/- 9 werden nicht korrekt angezeigt.


Links:
Reikan FoCal Homepage
FoCal FAQ (Englisch)

Threads hier im Forum, die thematisch nahe liegen:
LumoLabs: Nikon D800/E äussere AF Sensor Genauigkeit
LumoLabs: Nikon D800/E äussere AF Sensor Genauigkeit

Falk hat zudem auf seiner Website eine zielführende Methode zur Anwendung der Software beschrieben:
Testing the AF sensor array

Klicken zum Weiterlesen...

 

[PEKA62]

Was mich brennend interessieren würde (wenn's nicht zu sehr OT hier ist):
Wieviel (mm? cm? %?) verschiebt sich denn die objektseitige Schärfenebene beim Verstellen der Feinjustierung um -sagen wir mal 5- Einheiten vor oder zurück?
Wann ist ein Bild 'scharf', wo beginnt 'unscharf' ?

Gedanklicher Hintergrund:
'Unschärfe' entsteht ja nicht nur durch Fehlfokussierung, sondern auch durch dutzende weitere Fehler (höherer Ordnung) in einem optischen System.
->Koma, Astigmatismus schiefer Bündel, Farblängs- und Querfehler, Dreiblattfehler etc.etc.etc.
Ich würde mal sagen, 'maximal scharf' ist wenn der KKV (Kreis kleinster Verwirrung oder auch 'circle of confusion' CoC) kleiner oder gleich 1 Sensorpixel ist. Schärfer geht nicht.
Da die D800 7360 pixel auf 36mm Breite verteilt, ergibt sich eine Pixelgröße von 36mm/7360px= ca. 0,005 mm.
Mit einem Schärfentieferechner kann man errechnen, dass bei einer geforderten Größe des KKV von 0,005mm ein 24/2,8 Objektiv bei einem Objektabstand von 1,20 m (50xBrennweite) alles scharf ist von 1,17m bis 1,24m, die Schärfentiefe also 7 cm (!) beträgt. In diesen 7 cm ist alles scharf, schärfer geht nicht! (wg KKV). Nehmen wir diesen Idealzustand für AFMA=0 an. Wie weit verschiebt sich diese Ebene bei AFMA +/- 10? Vielleicht nur unerheblich? Und wie ist das wenn wir für das Kriterium 'scharf' einen (etwas) größeren KKV als 0,005mm zulassen?

 

[Lilien]

Was mich brennend interessieren würde (wenn's nicht zu sehr OT hier ist):
Wieviel (mm? cm? %?) verschiebt sich denn die objektseitige Schärfenebene beim Verstellen der Feinjustierung um -sagen wir mal 5- Einheiten vor oder zurück?

Falk hatte hierzu etwas in seinem Blog geschrieben:
"I found (although with probably a significant systematic error) that an AFMA unit change corresponds to a shift of the focus plane which equals a change of the circle of confusion of 1/8 (Canon) or 1/24 (Nikon) of a full circle of confusion (20µm or 30µm). With an f/2.8 lens, 1/24 translates to a shift of focus of 3.5µm."
Diesen Wert sollte man auf die objektseitige Schärfenebene umrechnen können.

Wann ist ein Bild 'scharf', wo beginnt 'unscharf' ?

Damit sprichst Du das besondere Steckenpferd eines unser Forenmitglieder an, daher sollten sich einige Antworten/Gedanken hierzu finden lassen, als Ausgangspunkt der Suche bietet sich der Begriff Schärfentiefe an.

MfG
Jürgen

 

[falconeye]

Falk hatte hierzu etwas in seinem Blog geschrieben:
"With an f/2.8 lens, 1/24 translates to a shift of focus of 3.5µm."
Diesen Wert sollte man auf die objektseitige Schärfenebene umrechnen können.

Danke für das Zitat.

Nikon hat mir inzwischen zumindest die Größenordnung meiner Abschätzung bestätigt und dass die Skala tatsächlich von der max. Objektivblende abhängt.

Ferner habe ich, durch Vergleich mit anderen Kameras und allg. Beobachtung der AF Genauigkeit gefolgert, dass Abweichungen (in den ermittelten AFMA Werten) bis 10 (zum zentralen AF Punkt, mit einem f/2.8 Objektiv) normal sind (wie mehrfach gepostet).

Das entspricht einer Variation von 30-40 micron, die man erwarten muss (dieser Wert ist i.w. Blendenunabhängig). Canon wie Nikon.

In die Motivebene rechnet man das mit dem Faktor 1/M^2 um (aus dem Gedächtnis, ich hoffe, da fehlt jetzt kein Faktor ).

Beispiel: 50mm, 2m Abstand:

1/M = 2000mm / 50mm = 40

Fokusshift = 40^2 * 35micron = 56 mm.

Bis zu knapp 7cm Fokusshift in diesem Beispiel sind also zu erwarten. Bei der D800 geht es um Fälle, bei denen dieser Wert überschritten wird.


Anm.
Die FoCal AFMA Werte sind nie auf +/-1 genau. Dafür sind die 3Micron einfach ein zu kleiner Wert, in den die mechanische Streuung eingeht. Aber wenigstens bekommt man per FoCal eine Rückmeldung, dass es nicht soooo genau drauf ankommt.

 

[toorude]

So, bei einem verlängerten WE in London konnte ich meine D800E zum ersten Mal ausgiebiger nutzen, war nach meiner Rückkehr aber entsetzt über verhältnismäßig viel Focusausschuss. Und nein, hier handelte es sich nicht um Verwackler, sondern einfach um schlecht fokussierte Bilder, meist mit dem 2.8/14-24 geschossen.
So habe ich mir letztlich die neue 1.7.0.250 Version von FoCal zugelegt und bin folgendermaßen vorgegangen: Zunächst einmal eine Feinkalibrierung bei 3 Objektiven durchgeführt jeweils mit folgendem Ergebnis zur AFMA-Optimierung des mittleren Sensors:

2.8/14-24: -18 (bei 24mm)
Micro 2.8/60: -14
Micro 2.8/105: -20 (eigentlich kommt >-20 heraus, aber -23 lässt sich nun einmal nicht einstellen....)

Irgendwie beschlich mich allmählich das Gefühl, dass es vielleicht keine so gute Idee war, auf Nikon umzusteigen.

Im Anschluss daran habe ich mit dem 2.8/14-24 bei 24mm den Multifocus-Test durchgeführt (nur bei an Kamera eingestelltem AFMA-Wert -18, AFMA-Box im Programm nicht angetickt, aber focus consistancy 2), das Ergebnis sieht so aus...

focus point detail:


overall focus quality:


Mir ist übrigens nicht ganz klar, was die unterschiedlichen Bilder im Vergleich zueinander ausssagen. Sind die Werte überhaupt aussagekräftig, da nur bei einem AFMA-Wert getestet? Ausserdem ist das Licht ja nicht gerade üppig derzeit (Tests bei offener Blende mit 1/30sec bei 100ISO) Und nun? Düsseldorf? Vielleicht nicht so sehr wegen des Focusqualitätabfalles am linken Rand (oder ist 0..6 nicht mehr tolerabel?), sondern wegen der großen AFMA-Abweichung v.a. des 105ers? Kann man da beim Service überhaupt was machen oder ist das Objektiv einfach eine Gurke??

 

[toorude]

Bei der Verwendung der neuen 1.7 Version fiel mir bei der AFMA-Justierung auch auf, dass die Software falsche Entfernungen (so um die 30-40cm Abweichung) angibt - bei allen drei Objektiven, die ich feinjustiert habe.

Ich habe keine Ahnung, ob oder wie sich das auf die Korrektheit der Justage auswirkt.... hat denn niemand solche Erfahrungen gemacht außer mir??

 

[falconeye]

Bei der Verwendung der neuen 1.7 Version fiel mir bei der AFMA-Justierung auch auf, dass die Software falsche Entfernungen (so um die 30-40cm Abweichung) angibt - bei allen drei Objektiven, die ich feinjustiert habe.

Ich habe keine Ahnung, ob oder wie sich das auf die Korrektheit der Justage auswirkt.... hat denn niemand solche Erfahrungen gemacht außer mir??

Du meinst die Entfernung, die FoCal selbst ausrechnet, wenn man das offizielle Testtarget verwendet?

Nun, wenn es hier Abweichungen gibt, hast Du Dir beim Drucken des Targets eine Skalierung eingefangen (oder die Objektive haben nicht exakt die gemeldete Brennweite, was aber bei 3 Objektiven unwahrscheinlich ist). Oder FoCal hat einen Bug (übersieht z.B., dass sich die effektive Brennweite mit dem Abstand verändert und immer von der nominalen Brennweite unterscheidet, Stichwort 1/f=1/g+1/b Thin Lens Formula).

Mich hat das alles nie interessiert, ist für den Test oder seine Genauigkeit aber irrelevant.

Zu deinen Testergebnissen:

Ein Vergleich nur der Quality of Focus (Q) ist nicht möglich. Aber immerhin sieht man, dass es bei dir rechts/mitte besser als links fokussiert.

 

[toorude]

Du meinst die Entfernung, die FoCal selbst ausrechnet, wenn man das offizielle Testtarget verwendet?

Nun, wenn es hier Abweichungen gibt, hast Du Dir beim Drucken des Targets eine Skalierung eingefangen (oder die Objektive haben nicht exakt die gemeldete Brennweite, was aber bei 3 Objektiven unwahrscheinlich ist).

JA KLAR! Jetzt fällt es mir wie Schuppen von den Haaren - ich habe beim Ausdruck vergrößert, daher die Abweichung! Jetzt bin ich beruhigt - aber ich verstehe nicht ganz, was du damit meinst, dass das Testergebnis nicht interpretierbar sei?

Zu deinen Testergebnissen:

Ein Vergleich nur der Quality of Focus (Q) ist nicht möglich. Aber immerhin sieht man, dass es bei dir rechts/mitte besser als links fokussiert.

Ich weiss nicht genau, was du damit meinst - heisst das, das der ganze Test auch mit focus point detail chart nicht interpretierbar ist? Ich dachte, hiermit könne man eindeutig feststellen, ob der Focusfehler links auftritt - und so sieht es doch aus?!

 

[Lilien]

Ich dachte, hiermit könne man eindeutig feststellen, ob der Focusfehler links auftritt - und so sieht es doch aus?!

Es geht darum, dass der von Dir gewählte Test ("Quality of Focus") keine absoluten Werte liefert, die mit anderen Messungen (außerhalb Deiner Messreihe) vergleichbar wären.
Daher ist hierzu keine Einschätzung/Aussage möglich, aber die relative Abweichung der Werte (links schlechter) ist natürlich erkennbar und vorhanden.

MfG
Jürgen

 

[toorude]

Es geht darum, dass der von Dir gewählte Test ("Quality of Focus") keine absoluten Werte liefert, die mit anderen Messungen (außerhalb Deiner Messreihe) vergleichbar wären.
Daher ist hierzu keine Einschätzung/Aussage möglich, aber die relative Abweichung der Werte (links schlechter) ist natürlich erkennbar und vorhanden.

MfG
Jürgen

Ich dachte immer, dieser Multifocustest ermögliche die sichere Einschätzung, ob die Kamera den Focusfehler hat oder nicht.... jetzt bin ich also so schlau (oder doof?) wie vorher. Wozu dann das Ganze überhaupt

 

[Lilien]

Ich dachte immer, dieser Multifocustest ermögliche die sichere Einschätzung, ob die Kamera den Focusfehler hat oder nicht.

Das ist ja auch möglich, aber die von Dir gewählte Variante erlaubt keine gute Einschätzung, wie ausgeprägt das Problem (Fokusabweichung) vorliegt.

Schau mal auf Falks Seite, er hat da eine zielführende Methodik beschrieben:
http://falklumo.blogspot.de/2012/09/testing-sensor-array.html
So bekommst Du dann eine Anzeige der jeweiligen Abweichung in AFMA Einheiten (Schrittweite der AF-Feinkorrektur), die eher vergleichbar ist.

MfG
Jürgen

 

[toorude]

OK, also alle AFMA-Werte von -20 bis +20 an allen Focuspunkten durchmessen..... ich dachte, ich käme darum herum, aber watt mutt dat mutt wohl

Danke jedenfalls für die Aufklärung!

 

[Lilien]

OK, also alle AFMA-Werte von -20 bis +20 an allen Focuspunkten durchmessen..... ich dachte, ich käme darum herum, aber watt mutt dat mutt wohl

Wie gesagt, schau Dir Falks Beschreibung in Ruhe an, die ausführlichere Variante findest Du hier: http://www.falklumo.com/lumolabs/articles/D800Focus/SensorArray.html

Ich würde mich erst einmal auf einige wichtige Felder (also Mitte, rechts/links und vielleicht noch die Ecken) beschränken, sonst dauert es ewig und der Verschluss benötigt eine Überholung.

Welche Art Beleuchtung verwendest Du?

MfG
Jürgen

 

[uwestalf]

Ich hol den Tread mal wieder raus, weil ich über Jürgen's jüngste AF-Berichte seiner D800 gestossen bin.

Inzwischen ist FocalPro ja bei der Version 1.9.5 angelangt.

Kann jemand etwas über die Entwicklung der Software berichten?

Wie zuverlässig kann man seine D800/E inzwischen damit überprüfen und korrigieren?

Was bringt die neu eingeführte RGB-Kontrolle?

 

[uwestalf]

Hat denn keiner mehr einen Kommentar zu der Software parat?

 

[Lilien]

Hallo Uwe,

Kann jemand etwas über die Entwicklung der Software berichten?

entschuldige bitte, dass ich nicht sofort auf Deine Frage angesprungen bin, bei mir ist das alles im Moment "Work in Progress" und ich möchte nicht zu voreilig urteilen.

Gerade die neue RGB-Analyse wirft einige Fragen auf. So kann ich die Aussagen der Software, über den Schärfegrad der Testbilder nicht immer nachvollziehen und das ist natürlich problematisch, da ich die von meinem Auge empfundene Schärfe optimieren möchte und nicht nur einen Algorithmus zufriedenstellen. Das scheint besonders bei Objektiven problematisch, die deutliche Farblängsfehler zeigen.

FoCal liefert nun z.B. als Ergebnis (s.o.), dass die optimale AF-Feinkorrektur für Blau -1, für Grün +10 und für Rot +11 wäre, was dann im Ergebnis auf eine Empfehlung von +7 hinausläuft (die Berechnungsgrundlage suche ich noch). (Der ermittelte Korrekturwert ist nur so niedrig, weil zusätzlich +20 im Objektiv korrigiert wurde.)

Ich habe FoCal seinerzeit gekauft, um eine schriftliche Bestandsaufnahme des D800 Autofokus erstellen zu können, wenn es nur um die reine Feinkorrektur des AF geht, dann erscheinen mir andere Methoden schneller und teilweise sogar zielführender.
Ich sehe auf einem schrägen Lineal (LensAlign o.ä.) mit einer Aufnahme, ob ein Front- oder Backfokus vorliegt, das ist mit FoCal sehr viel zeitraubender.

Ich schreibe und zeige über die nächsten Tage noch mehr zum Thema.

MfG
Jürgen

 

[falconeye]

Hat denn keiner mehr einen Kommentar zu der Software parat?

Ich bin sehr zufrieden mit FoCal. Allerdings habe ich nicht auf die neueren Versionen upgegradet (never change a running system ...). Ältere Versionen sind weiterhin über den Lizenzmanager verfügbar.

Ich glaube z.Zt. nicht, dass die RGB-Kontrolle einen Sinn ergibt. Hätte Rich sich die Mühe gemacht, aus den Einzelkurven einen AFMA-Wert getrennt für Kunst- und Tageslicht abzuleiten (benötigt Kalibrierungstests...), vielleicht. Ohne die Trennung in Farbkanäle ist die Analyse ggfs. robuster. Aber gerechterweise sage ich auch dazu, dass ich es gar nicht ausprobiert habe.

Sinnvoll ist die Trennung in "horizontal and vertical analyses", mit der man z.B. Shutterblur oder sein Stativ untersuchen könnte.

Ich persönlich halte FoCal weiterhin für alternativlos, da es im Gegensatz zu allen anderen Methoden keine falsche Präzision vorgaukelt. Die Ergebnisse schwanken, weil die Kamera das tut und die Schwankungen zu erleben, ist hilfreich. Auch nimmt die Methode nicht an, dass Kontrast-AF als Referenz exakt genug ist (ist es nicht).

 

[horowitz]

...
FoCal liefert nun z.B. als Ergebnis (s.o.), dass die optimale AF-Feinkorrektur für Blau -1, für Grün +10 und für Rot +11 wäre, was dann im Ergebnis auf eine Empfehlung von +7 hinausläuft (die Berechnungsgrundlage suche ich noch). ...

Berechnet wird der Wert aus 40% Grün und jeweils 30% von Blau und Rot

also 0,4 * 10 + 0,3 * 11 + 0,3 * (-1) --> +7

Die früheren Versionen haben nur den Grünanteil bewertet, was also zum AFMA-Ergebnis +10 geführt hätte

Die (Berechnung-)Grundlagen findest Du hier:
http://www.reikan.co.uk/focalweb/index.php/2014/02/reikan-focal-rgb-analysis/