清晰或模糊 浅谈自动对焦

石鑫华视觉

什么是自动对焦？

　　对焦的概念非常简单直接，就是对焦点要清晰。相机的自动对焦系统是透过调整相机镜头的镜片去对焦。自动对焦有主动／被动之分。

　　所谓被动式对焦，是利用对比度（contrast）感应器对焦，特点是相机会直接接收被摄物的反射光来进行对焦。这种方法的优点是即使目标物较远，也能进行準确的对焦。缺点是当被摄物的光源很弱、反差很低时，自动对焦的速度就会变得很慢，甚至无法测出焦距。由於不需要额外配件，故较便宜，一般消费型DC及备有LiveView功能的单反相机才会配备。因此我们在拍摄时，锋利的边缘或突显的纹理对自动对焦的运作非常有用，我们进行对焦时可尝试瞄準这些位置。

　　而主动式对焦的原理是，使用主动对焦时，相机会射出红外线或可视的红色光束，在接收到反射光后决定对焦的距离。本教学将讨论被动式对焦。

　　对比度自动对焦的工作原理及过程

　　对焦前（左）和对焦后（右）比较图

1.自动对焦处理器（autofocus processor – AFP）轻微改变对焦距离。

　　2.AFP在改变距离后，会比较对焦前和对焦后的数据，以评估及衡量对比度有否增强。

　　3.一旦有增强，APF会调整镜头从而获得新的对焦距离。

　　4.自动对焦处理器会不断重复步骤 2-3，此时你会见到相机的取景器慢慢由朦变清，直至取得令人满意（高对比度）的焦距。

　　整个过程会在少於一秒的时间内完成，但对於不理想环境（例如是太暗或者在水底）、或者是不理想的被摄物品（对比度不足），则有机会对焦失效。

影响自动对焦表现的因素

　　被摄物的状态对相机的自动对焦表现有重大影响。其关影响力甚至比相机型号、镜头种类及对焦设定更为重要。

　　自动对焦极受以下3种因素影响：

　　一般而言，最理想的环境便是光线足、对比度高以及静态的被摄物。这三个因素并不独自影响自动对焦的表现，而是互相影响的。而以下例子将较棘手。

自动对焦感应点（AF点）

　　AF点的多寡、类型及排列方式决定了一部相机的自动对焦功能有多强大。高端的单反相机，可以有多达45个甚至更多的AF点（最近更有厂商推出了多达100个对焦点的相机……），然而不少相机只能拥有少至一个的中央AF点。

　　以下是两款不同的自动对焦感应器：

（左）高端单反相机所配置的AF点（右） 入门级单反相机所配置的AF点

　　从上面两张图可见，AF点有分十字型（红色和绿色）和一字型（蓝色）。以一字型为例，相机会使用这条垂直线，来测试直线范围的对比度。因此，两条一字型线组成的十字型AF点，比一字型AF点更为精準，这也是其中一个高档单镜相机比入门级单镜机贵的原因之一。现时大多数的最新的数码单镜相机种，都已採用这类十字型自动对焦感应器。就单反机而言，AF点的数目及準确性，会随光圈的大小而转变。一般而言，光圈越大，能使用的AF点便会越多，準确性亦会越高。我们以刚才的两款感应器作例子：

自动对焦模式：追焦 VS 单次自动对焦

　　对於拍摄静物，使用单次自动对焦（One-Shot）无疑是最佳选择，但这方法的缺点是当被摄物在镜头成功取得焦距后，突然偏离原本位置时（例如是走来走去的小朋友），相机便不懂更新该被摄物的位置，结果导致走焦。而追焦（人工智能伺服自动对焦，即AI Servo Continusous）就是为弥补这不足而诞生的。追焦系统会针对该动态被摄物的移动速度，对其移动距离及其未来位置进行预测。在获得数据后，相机便会自动在其预测的位置对焦。这样做便可以大大降低在拍摄动态物时的走焦率。

　　在对动态物进行追焦时，以下的几项会影响自动对焦的表现：

　　该被摄物的移动方式（直线／迂迴）

　　被摄物的对比度

　　光线的充足度

　　镜头的类别

　　AF点的多寡

　　还有要注意的就是，追焦系统非常耗电！长期使用请带同后备电池。