O sistema de autofoco de uma câmera ajusta inteligentemente a lente para obter foco no assunto, e pode significar a diferença entre foto nítida e oportunidade perdida. Apesar de objetivo aparentemente simples — nitidez no ponto de foco — o funcionamento interno de como uma câmera foca infelizmente não é tão direto. Este tutorial visa melhorar suas fotos introduzindo como o autofoco funciona — permitindo aproveitar seus pontos fortes e evitar suas limitações.
Nota: Autofoco (AF) funciona usando sensores de contraste dentro da câmera (AF passivo) ou emitindo sinal para iluminar ou estimar distância ao assunto (AF ativo). AF passivo pode ser realizado usando métodos de detecção de contraste ou detecção de fase, mas ambos dependem de contraste para alcançar autofoco preciso; serão tratados como qualitativamente similares para este tutorial. Salvo indicação contrária, assumiremos autofoco passivo. Também discutiremos método de feixe auxiliar AF de autofoco ativo no final.
Os sensores de autofoco da câmera são o verdadeiro motor por trás do foco preciso, e estão dispostos em vários arrays pelo campo de visão da imagem. Cada sensor mede foco relativo avaliando mudanças de contraste em seu respectivo ponto na imagem — onde contraste máximo assume corresponder a nitidez máxima.
| Alterar Quantidade de Foco: | ||
| Desfocado | Parcial | Nítido |
 400% |   Histograma do Sensor |
Visite tutorial sobre histogramas de imagem para contexto sobre contraste de imagem.
Nota: muitas câmeras compactas usam o próprio sensor de imagem como sensor de contraste (método chamado AF por detecção de contraste), e não necessariamente têm múltiplos sensores de autofoco discretos (mais comuns no método de detecção de fase). Além disso, o diagrama acima ilustra método de detecção de contraste de AF; detecção de fase é outro método, mas ainda depende de contraste para autofoco preciso.
O processo de autofoco geralmente funciona assim:
(1) Um processador de autofoco (AFP) faz pequena mudança na distância de foco.
(2) AFP lê sensor AF para avaliar se e quanto o foco melhorou.
(3) Usando informação de (2), AFP define lente para nova distância de foco.
(4) AFP pode iterativamente repetir passos 2-3 até foco satisfatório ser alcançado.
Este processo todo geralmente completa-se em fração de segundo. Para assuntos difíceis, a câmera pode falhar em alcançar foco satisfatório e desistirá de repetir a sequência acima, resultando em autofoco falho. Este é o temido cenário de "caça de foco" onde a câmera foca para frente e para trás repetidamente sem travar foco. Isso não significa, porém, que foco não seja possível para o assunto escolhido. Se e por que o autofoco pode falhar é primariamente determinado por fatores na próxima seção.
O assunto fotográfico pode ter impacto enorme em quão bem sua câmera autofoca — e frequentemente ainda mais que qualquer variação entre modelos de câmera, lentes ou configurações de foco. Os três fatores mais importantes influenciando autofoco são nível de luz, contraste do assunto e movimento da câmera ou assunto.
Exemplo ilustrando qualidade de diferentes pontos de foco mostrado à esquerda; passe mouse sobre imagem para ver vantagens e desvantagens de cada localização de foco.
Note que cada um destes fatores não são independentes; em outras palavras, pode-se alcançar autofoco mesmo para assunto pouca luz se mesmo assunto também tem contraste extremo, ou vice-versa. Isso tem implicação importante para sua escolha de ponto de autofoco: selecionar ponto de foco correspondente a borda nítida ou textura pronunciada pode alcançar melhor autofoco, assumindo todos outros fatores iguais.
No exemplo à esquerda tivemos sorte que local onde autofoco funciona melhor também corresponde à localização do assunto. Próximo exemplo é mais problemático porque autofoco funciona melhor no fundo, não no assunto. Passe mouse sobre imagem abaixo para destacar áreas de bom e mau desempenho.
Na foto à direita, se focasse nas fontes de luz rápidas atrás do assunto, arriscaria assunto fora de foco quando profundidade de campo é rasa (como seria caso de foto de ação em baixa luz como esta).
Alternativamente, focar no realce exterior do assunto seria talvez melhor abordagem, com ressalva que este realce mudaria de lado e intensidade rapidamente dependendo da localização das fontes de luz móveis.
Se câmera tivesse dificuldade focando no realce exterior, ponto de foco de menor contraste (mas estacionário e razoavelmente bem iluminado) seria o pé do assunto, ou folhas no chão à mesma distância do assunto.
O que torna as escolhas acima difíceis, porém, é que estas decisões frequentemente têm que ser antecipadas ou feitas em fração de segundo. Técnicas adicionais específicas para autofocar em assuntos parados e em movimento serão discutidas em suas respectivas seções no final deste tutorial.
A robustez e flexibilidade do autofoco é primariamente resultado do número, posição e tipo de pontos de autofoco disponibilizados por dado modelo de câmera. DSLRs high-end podem ter 45 ou mais pontos de autofoco, enquanto outras câmeras podem ter apenas um ponto AF central. Dois layouts de exemplo de sensores de autofoco mostrados abaixo:
| Max f/#: | f/2.8 | f/4.0 | f/5.6 | f/8.0 |
 |  | |||
| DSLR High-End | ||||
| Max f/#: | f/2.8 | f/4.0 | f/5.6 |
|  | ||
| DSLR Entry to Midrange | |||
Câmeras usadas nos exemplos esquerdo e direito são Canon 1D MkII e Canon 20D, respectivamente.
Para estas câmeras autofoco não é possível para aberturas menores que f/8.0 e f/5.6.
Dois tipos de sensores de autofoco mostrados:
+ sensores tipo cruz (detecção de contraste bidimensional, maior precisão)
l sensores de linha vertical (detecção de contraste unidimensional, menor precisão)
Nota: O "sensor de linha vertical" só é chamado assim porque detecta contraste ao longo de linha vertical.
Ironicamente, este tipo de sensor é portanto melhor para detectar linhas horizontais.
Para câmeras SLR, o número e precisão de pontos de autofoco também podem mudar dependendo da abertura máxima da lente usada, como ilustrado acima. Esta é consideração importante ao escolher lente: mesmo que não planeje usar lente em sua abertura máxima, esta abertura pode ainda ajudar a câmera atingir melhor precisão de foco. Além disso, como sensor AF central é quase sempre o mais preciso, para assuntos descentralizados é frequentemente melhor primeiro usar este sensor para travar foco (antes de recompor o enquadramento).
Múltiplos pontos AF podem trabalhar juntos para maior confiabilidade, ou isoladamente para maior especificidade, dependendo da configuração escolhida. Algumas câmeras também têm recurso "profundidade de campo automática" para fotos de grupo que garante que um grupo de pontos de foco estejam todos dentro de nível aceitável de foco.
O modo de foco mais amplamente suportado é foco one-shot, melhor para assuntos parados. Modo one-shot é suscetível a erros de foco para assuntos em movimento rápido pois não antecipa movimento do assunto, além de potencialmente dificultar visualização destes assuntos no visor. Foco one-shot requer trava de foco antes que foto possa ser tirada.
Muitas câmeras também suportam modo de autofoco que ajusta continuamente distância de foco para assuntos em movimento. Câmeras Canon referem-se a isso como "AI Servo", enquanto Nikon chama de "contínuo". Funciona prevendo onde assunto estará ligeiramente no futuro, baseado em estimativas de velocidade do assunto de distâncias de foco anteriores. A câmera então foca nesta distância prevista antecipadamente para compensar o lag do obturador (atraso entre pressionar botão e início da exposição). Isso aumenta dramaticamente probabilidade de foco correto para assuntos em movimento.
Velocidades máximas de rastreamento de exemplo mostradas para várias câmeras Canon abaixo:
Valores para contraste e iluminação ideais, usando lente Canon 300mm f/2.8 IS L.
O gráfico acima também deve fornecer regra prática para outras câmeras. Velocidades máximas reais de rastreamento também dependem de quão errático o assunto se move, contraste e iluminação do assunto, tipo de lente e número de sensores AF usados para rastrear. Atenção também que usar rastreamento de foco pode reduzir dramaticamente vida útil da bateria, então use apenas quando necessário.
Muitas câmeras vêm equipadas com feixe auxiliar AF, método de autofoco ativo que usa feixe visível ou infravermelho para ajudar sensores AF detectarem assunto. Isso pode ser muito útil onde assunto não está adequadamente iluminado ou tem contraste insuficiente para autofoco, embora o feixe auxiliar AF também venha com desvantagem de autofoco muito mais lento.
A maioria das câmeras compactas usa fonte de luz infravermelha embutida para assistência AF, enquanto DSLRs frequentemente usam flash embutido ou externo para iluminar assunto. Ao usar flash para assistência AF, o feixe pode ter dificuldade atingir trava de foco se assunto mover apreciavelmente entre disparos do flash. Uso do feixe auxiliar AF é portanto recomendado apenas para assuntos parados.
Autofoco quase sempre funcionará melhor com fotos de ação ao usar modos AI servo ou contínuo. Desempenho de foco pode ser melhorado dramaticamente garantindo que a lente não precise buscar sobre grande faixa de distâncias de foco.
Talvez a forma mais universalmente suportada de alcançar isso é pré-focar sua câmera a distância próxima onde antecipa que assunto em movimento passará. No exemplo do ciclista à direita, poderia pré-focar próximo ao lado da estrada já que esperaria ciclista passar por perto daquela distância.
Algumas lentes SLR também têm interruptor de distância mínima de foco; definir isso para maior distância possível (assumindo que assunto nunca estará mais perto) também pode melhorar desempenho.
Atenção, porém, que em modo de autofoco contínuo fotos ainda podem ser tiradas mesmo se trava de foco ainda não foi alcançada.
Fotos paradas são melhores tiradas usando modo de autofoco one-shot, que garante que trava de foco foi alcançada antes da exposição começar. Requisitos usuais de ponto de foco de contraste e iluminação forte ainda se aplicam, embora precise garantir muito pouco movimento do assunto.
Para retratos, o olho é o melhor ponto de foco — tanto porque é padrão quanto porque tem bom contraste. Embora sensor AF central seja geralmente mais sensível, foco mais preciso é alcançado usando pontos de foco descentralizados para assuntos descentralizados. Se usasse ponto AF central para travar foco (antes de recompor para assunto descentralizado), distância de foco sempre ficaria atrás da distância real do assunto — e este erro aumenta para assuntos mais próximos. Foco preciso é especialmente importante para retratos porque tipicamente têm profundidade de campo rasa.
Como tipo mais comum de sensor AF é sensor de linha vertical, também pode valer considerar se seu ponto de foco contém principalmente contraste vertical ou horizontal. Em condições de pouca luz, pode conseguir trava de foco não possível de outra forma rotacionando câmera 90° durante autofoco.
No exemplo à esquerda, escadas são compostas principalmente de linhas horizontais. Se focasse próximo ao fundo das escadas do primeiro plano (para maximizar profundidade de campo aparente usando distância hiperfocal), poderia evitar autofoco falho orientando câmera em modo paisagem durante autofoco. Depois poderia rotacionar câmera de volta para orientação retrato durante exposição, se desejado.
Nota que ênfase neste tutorial foi em *como* focar — não necessariamente *onde* focar. Para leitura adicional sobre este tópico visite tutoriais sobre profundidade de campo e distância hiperfocal.
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