Camera College相机学院

刘西柚

技术一点也不枯燥

自动对焦

自动对焦的特性和原理

现代相机拥有一套复杂的自动对焦系统，不过操作方式基本如下：第一步，选择适合拍摄主体的对焦模式；第二步，选择对焦的区域/点。大多数单反/无反相机都拥有三种自动对焦模式：单次对焦（适合静止主体）；连续“伺服”自动对焦（适合移动物体）；以及介于两者之间的自动对焦模式，这种模式下，相机会根据拍摄物体的状态自动选择单次/连续对焦。

单次对焦模式适合静止或是没有大幅度运动的主体。在大多数相机厂商的默认设置中，单次对焦模式下拍摄时如果没有合焦，摁下快门之后相机将不会拍照。在合焦之后，相机会保持当前的对焦距离，最终的相片会非常清晰（除非在拍摄时拍摄物体或是摄影师移动）。

从名字就可以看出来，连续对焦模式下，相机会不断地对拍摄主体进行追踪对焦。对于运动较快的主体来说，这是最适合的对焦模式。在这种对焦模式下，相机的对焦位置不固定，同时在非合焦状态下相机也可以进行拍摄。

相机的对焦模式能够影响相机的对焦方式，而对焦点的数量则决定了相机的对焦范围以及对焦的精度。对焦点的数量越多，对焦点能覆盖的范围就越大，拍摄画面边缘物体的成功率也会更高。因为移动物体的位置通常都不在画面中心，足够密集的对焦点排列能够保证在拍摄运动以及野生动物题材时提高对焦成功率，摄影师也不需要经常改变相机的位置来保证拍摄成功率。

你可以手动选择只使用单个对焦点进行拍摄，或者直接让相机来选择对焦点的位置。在连续对焦模式下，相机会根据画面中不同位置的合焦程度来选择对焦点。通常来说，对焦点位于画面中离相机最近的部分，或者对比度最高的部分。在纯色背景下，比如拍摄晴空中的飞鸟，让相机选择自动对焦点的位置是比较高效的做法。但如果此时飞鸟进入了一个比较复杂的环境，那么自动对焦系统很可能会对焦到其他的位置去。

手动选择对焦点能够保证最终的对焦点能落到拍摄对象身上，不过你也需要保证对焦点跟随拍摄对象一同移动。

对焦点的数量和精度还取决于使用的镜头，具体一点来说，是取决于镜头的最大光圈值。

在你的相机说明书上，你或许会看到光圈值与自动对焦点关系的说明，比如“f/5.6十字型对焦点”或是“f/2.8双十字型对焦点”。这是表示激活该精度的自动对焦点所需的最小光圈值。不过这并不意味着你在拍摄时需要保持这一光圈值，而是镜头的最大光圈需要达到这一参数：一支f/2.8的镜头能够在以f/11拍摄时激活需要f/2.8的自动对焦点。

有一些相机的中心对焦点能够在光圈为f/8时工作，这在使用增距镜时帮助很大，因为增距镜会减小镜头的光圈。

在使用单反的实时取景模式时，用户使用的是不同的对焦方式。在实时取景模式下，反光镜组升起，而无反相机则无需这一步，相机的传感器直接受光，传感器上的自动对焦点被激活。相比使用独立的对焦模组，这种对焦方式的精度更高。

实时取景时，用户可以选择诸如人脸追踪，或是微笑侦测这样的功能。有一些单反相机还拥有“快速拍摄模式”，此时反光板会降下，激活对焦模组，然后在对焦成功之后升起反光镜组，使用传感器拍摄。这种方式不仅麻烦，实际使用中也并不如名字所说的那么快速。

在使用实时取景的时候，保持相机的稳定并不那么容易，同时拍摄对象的移动也会对画面造成更大的影响。不过无反相机就不会出现这样的情况，电子取景器的存在能够保证相机的稳定，同时达到较高的拍摄速度。

单反VS無反

单反相机在光学取景模式下使用的是独立的对焦模组，而在实时取景模式下，无反和单反使用的是集成在相机传感器上的对焦点。

单反相机

1.主反光镜

光线在通过镜头照射入相机之后，会由反光镜反射到取景器中去。

2.副反光镜

一小部分光线会穿过主反光镜，由副反光镜反射到下方的对焦模组上。

3.自动对焦模组

对焦模组传感器的位置与对焦屏中对焦点的位置——对应。

4.光学取景器

使用自动对焦模组时只能采用光学取景模式，从取景器看当前拍摄的场景。

无反相机

1.无反光板因为没有反光镜组的存在，所以光线会直接照射在相机的传感器上。

2.所见即所得无反相机屏幕上所显示的图像是传感器所收到的实时图像，对焦点同时也会被映射在画面上。

3.电子取景器

电子取景器功能实质上等同于—块小的液晶屏幕。

4.续航

因为屏幕的耗电量远大于光学取景器，所以无反的续航能力也不如单反。

多种方式激活自动对焦系统

半摁快门

最常见的自动对焦激活方式就是半摁快门。如果在单次对焦模式下保持快门半摁状态，相机会一直保持当前的对焦距离。

AF-ON按键

现代相机拥有很多自定义按键，通过使用独立按键来激活对焦系统能够大大提升在单次对焦与连续对焦之间切换时的拍摄效率。

触摸屏

点击触控机背屏幕上想要拍摄的区域来对焦。触摸屏的引入大大提升了拍摄效率，尤其对于视频拍摄来说，电影风格的对焦变得更方便了。

遥控拍摄

使用有线/无线快门拍摄可以在最大程度上减小相机的抖动。如果相机支持Wi-Fi连接功能，那么用户也可以使用智能手机来进行遥控拍摄。

自动对焦模式

常见的两种自动对焦模式：单次对焦和连续对焦。

在合焦之前相机都无法拍摄照片。在确定对焦距离之后，用户需要重新对焦才能对其他物体进行对焦，否则相机将保持当前的对焦距离。

常规拍摄

对于日常题材的拍摄来说，单次对焦模式能够保证较高的拍摄成功率。

人像摄影

自动对焦系统并不能识别拍摄内容，所以对焦的位置不一定符合拍摄者的意图。所以在人像摄影中，建议使用单点对焦，对准模特的眼睛进行拍摄。

风光摄影

在风光摄影中，大部分的主体都是静止的，此时单次对焦模式能够保证合焦之后对焦距离不会再发生变化。

相机会对主体不断地进行对焦，对焦动作也不会停止。即便是在脱焦的状态下，相机也可以进行拍摄。

运动

在拍摄运动主体时，连续对焦模式能够保证较高的拍摄成功率。

变焦

变焦可能会导致对焦距离发生改变，进而影响照片的清晰度，因此建议选择连续对焦模式有效避免这种情况的发生。

不平稳的拍摄平台

在行驶的邮轮或是移动中的汽车上拍摄时，连续对焦模式能够大大提高拍摄的成功率。

自动对焦点

不同相机拥有数量不等的自动对焦点，简单来说，相机越贵，对焦点越多。

入门级单反通常拥有7-9个自动对焦点，而像索尼A7 Mark Ⅲ这样的高端无反相机则拥有693个对焦点。拥有较多自动对焦点的相机，对焦点覆盖范围也更大，拍摄成功率也越高。因为对焦点之间的间隔更小，较多的自动对焦点数量也能够达到更顺滑的追焦效果。

自动对焦点排列

单反的自动对焦点通常分布在画面的最中心位置。大多数自动对焦系统都拥有一字型自动对焦点以及更高阶的十字型自动对焦点来提高对焦的成功率。

自动对焦点如何工作

相机的对焦模组会侦测画面中与对焦点成相交关系的线，比如例图中与竖向对焦点相交的地平线。自动对焦系统会让镜头反复在最近距离和无限远之间进行对焦，以找到画面中对比度最高的部分。

自动对焦点的类型

入门级相机通常只有一个十字型对焦点，而高端相机则有多个焦点。

对焦点选择

手动选择对焦点的位置，或者交由相机来做决定。

在所有对焦点都被激活时，相机会根据画面中的对比度情况自行选择对焦点。通常，相机会从最近的部分开始对焦，而这或许并不是拍摄者原本的意图。如果想要达到更高的对焦精度，用户可以选择单点对焦模式。对于静止的对象来说，这种模式非常有效，但是在拍摄运动物体时，保证对焦点一直跟随是很难的。

有一些相机拥有群组对焦模式，能够让单个对焦点周围的对焦点同时参与工作，达到更高的对焦覆盖率。不同型号的相机略有不同，在例子中我们使用的是佳能的EOS5D Mark Ⅲ。

中心對焦点

中心对焦点对焦灵敏度最高，适合光线条件差时单独使用。

非中心对焦点

灵活使用摇杆来切换对焦点的位置。

点对焦

拍摄微距题材时，常规对焦点比例会较大，此时选择小的对焦点可以提高对焦精度。

自动对焦点扩展

在这种模式下，一旦单个对焦点被激活，周围一圈的对焦点也会参与工作。

群组/区域对焦

用户能够自行选择想要对焦的区域，相机则会自行选择这个区域中的对焦点。

自动选择

相机会自行选择进行对焦的对焦点，但是用户也可以选择单个对焦点开始进行对焦。

AF-ON键

鱼和熊掌也可兼得

在连续对焦模式下，相机会不停地进行进行对焦：在设定了AF-ON（或其他按键）的对焦模式之后，相机的对焦动作就从快门键上独立出来了。此时拍摄照片并不会启动自动对焦系统，用户也可以在拍摄对象静止的时候以同一对焦距离进行拍摄，在对象运动时激活连续对焦系统进行拍摄。

自动对焦的注意事项

这些小贴士可以帮助你更好地掌握自动对焦

尝试预对焦

预先对焦到拍摄物体将会出现的位置能够填补相机从开始对焦到对焦成功的空档时间，获得更高的拍摄成功率。

错失对焦点

只有保证对焦点落在拍摄物体上，对焦才有可能成功。当拍摄运动物体时这一点需要格外注意。

限制对焦距离

有一些镜头拥有对焦限位器，你可以根据拍摄的场景来选择不同的拍摄距离，缩短相机对焦的时间。

没有选择相应的拍摄模式

如果是拍摄运动物体，那么使用连续拍摄模式就非常必要。对焦模式与拍摄模式对应能够大大提高拍摄效率。

自动对焦的工作原理

对焦模式分类：相位对焦、对比度对焦、混合式对焦。

相位侦测自动对焦会使用拍摄对象所在的位置信息作为依据进行对焦。单反相机通常使用的自动对焦模组来源于相位对焦原理。总的来说，这是一种速度较快的对焦方式，但是出错的几率也相对较高，对镜头和机身的默契程度也有一定的要求。不过有些相机也提供对焦微调功能，能够针对不同的镜头进行调整。对比度对焦则不会出现类似的对焦失误，这种对焦模式会使用传感器收到的图像作为依据，向画面中对比度最高的区域进行对焦。相位对焦使用的都是位置固定的对焦点，而对比度对焦的覆盖范围则更大。

相位侦测对焦

进入自动对焦模组的光线会被一组微透镜折射成两组图像，对焦模组会进行对比，之后进行对焦。对焦模组会根据两组图像的差异决定是向远处1还是近处2对焦，以及相应的距离3，来保证两组图像重合4。相位对焦系统比对比度对焦更快速，但是两者速度在暗光环境中都会减慢。

对比度侦测对焦

对比度侦测对焦会直接使用传感器收到的图像来进行判断。相比之下，因为没有反光镜组、微透镜以及对焦模组的干扰，对比度对焦比相位对焦更加精准。这种对焦模式工作的准则就是画面中最清晰的部分拥有最高的对比度1，而为了确定画面中的对比度情况，相机会对远处2和近处3进行反复对焦。所以对比度对焦的速度更慢。

混合式对焦

为了解决对比度对焦的速度问题，相机厂商为实时取景模式研发了一套混合式取景系统。虽然每家厂商的产品略有不同，但是基本的准则都是在相机传感器上植入相位侦测对焦点。在这种系统中，相机会使用相位对焦点找到大致为对焦位置1，然后用对比度侦测方式来进行微调2。