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相机的自动对焦系统可以智能地调节镜头，从而在拍摄对象上实现清晰对焦，该系统的好坏甚至意味着你是拍到了清晰的照片，还是错过了出色的拍照机会。尽管其目的看起来很简单——在焦点处获得清晰的内容，但相机的内部对焦工作方式并不简单。本教程通过介绍自动对焦的工作原理来帮助你提升照片质量，让你能够充分利用自动对焦的优点，并避开其缺陷。 注意：自动对焦（AF）利用相机内部的对比度传感器（被动 AF）或通过发出信号来照亮或估算与拍摄对象之间的距离（主动 AF）来完成对焦工作。可以使用对比度检测或相位检测方法来执行被动 AF，但是两者都依靠对比度来实现准确的自动对焦；因此在这个关于自动对焦的教程中，我们将它们视为对焦质量是相似的。除非特别说明，否则本教程将假设使用被动自动对焦。在教程的末尾，我们还将讨论主动自动对焦的对焦辅助灯方法。 概念：自动对焦传感器 相机的自动对焦传感器是在背后实现准确对焦的真正引擎，而且以不同的阵列形式分布在图像的视野中。每个传感器通过在图像的各个点上评估对比度的变化，从而衡量相对的对焦情况，其中对比度最大的地方被假定为清晰度最高。
图字： medium contrast：中等对比度 Sensor Histogram：传感器直方图 注意：许多卡片机使用图像传感器本身作为对比度传感器（采用对比度检测 AF 方法），而且不一定具有多个单独的自动对焦传感器（在相位检测 AF 方法中更常用）。此外，上图演示了对比度检测 AF 方法；相位检测是另一种方法，但它仍然依靠对比度来实现准确的自动对焦。 自动对焦的过程通常如下所示： （1）自动对焦处理器（AFP）稍微改变对焦距离。 （2）AFP 读取 AF 传感器的数据，评估对焦情况是否得到了改善，以及改善了多少。 （3）AFP 利用来自步骤（2）的信息将镜头的对焦距离设为新值。 （4）AFP 可能会多次重复步骤（2）和（3），直到实现满意的对焦。 整个上述流程通常在几分之一秒内完成。对于比较棘手的拍摄对象，相机可能无法实现满意的对焦，并且将不再重复上述步骤，从而导致自动对焦失败。这就是糟糕的“焦点寻找”情况，相机会来回重复对焦，但无法锁定焦点。不过，这并不意味着无法为所选择的拍摄对象进行对焦。自动对焦是否失败以及失败的原因主要取决于下节中介绍的多个因素。 影响自动对焦性能的因素 拍摄对象可能对相机自动对焦功能的工作产生重大影响，甚至通常比相机型号、镜头或对焦设置的影响更大。影响自动对焦的 3 个最重要因素是光线情况、拍摄对象的对比度以及相机或拍摄对象的移动情况。 上图演示了不同焦点的质量； 注意，所有这些因素并不是单独存在的；换言之，如果拍摄对象拥有极高的对比度，那么即使在微弱的光线下也可以对其进行自动对焦。你可以很好地将这个特性应用在自动对焦点的选择上：假定所有其他因素保持不变，选择位于清晰的边缘或明显纹理上的对焦点能够实现更好的自动对焦。 在上边的例子中，我们幸运地看到了自动对焦效果最佳的位置刚好是拍摄对象所在的位置。下一个例子中则出现了问题，因为自动对焦效果最佳的位置在背景上，而不是拍摄对象上，如图所示 在上面的照片中，如果想在拍摄对象后方快速移动的光源上进行对焦，那么在景深较浅的情况下可能出现拍摄对象失焦的风险（在弱光场景下拍摄动作也会出现这种情况）。 或者，在拍摄对象外部的亮光处进行对焦也许是最好的办法，但要提醒一下，这种亮光处的位置和光照强度可能会因移动光源的位置变化而快速改变。 如果相机很难在外部亮光处进行对焦，那么对比度更低的对焦点就是拍摄对象的脚部（但该部位是静止的而且亮度尚可），或者地面上与拍摄对象处于相同距离处的落叶。 然而，让以上选择更困难的原因是：这些决定通常是可以预料的或者必须在几分之一秒内做出这些决定。 自动对焦点的数量和类型 自动对焦的可靠性和灵活性主要由特定相机型号中自动对焦点的数量、位置和类型所决定。高端 SLR 相机有 45 个或更多的自动对焦点，而其他相机最少可能只有一个中央自动对焦点。下面的两个例子展示了自动对焦传感器的对焦点分布： 上面两图例子中使用的相机分别是佳能 1D MkII 和 Canon 20D。 如果光圈分别小于 f/8.0 和 f/5.6，这两台相机的自动对焦功能将不可用。 有两类自动对焦传感器： 十字传感器（二维对比度检测，精确度高） 一字传感器（一维对比度检测，精确度低） 注意：“一字传感器”之所以这么叫，是因为它沿着垂线检测对比度。有意思的是，此类传感器在检测横线的对比度时效果居然是最好的。 如上图所示，可以根据所用镜头的最大光圈来改变 SLR 相机自动对焦点的数量和精确度。在选择镜头时，这是非常重要的考虑事项：即使计划不使用镜头的最大光圈，但更大的光圈能够帮助相机实现更高的对焦精确度。此外，由于中央自动对焦传感器通常是最精确的，因此对于不在画面中间的拍摄对象，通常最好先使用这种传感器来锁定焦点（在重新构图前）。 多个自动对焦点可以共同配合，从而提高对焦的可靠性，也可以单独工作，从而提高特定性，具体取决于所选择的相机设置。一些相机还有拍集体照的“自动景深”功能，能确保一组对焦点都处于可接受的对焦水平内。 AF 模式：持续对焦、人工智能伺服对焦和单次对焦 绝大部分相机都支持的对焦模式是单次对焦，这种对焦模式在拍摄静物时效果最佳。单次对焦模式在拍摄运动物体时容易出错，因为它不能预测物体的移动，而且也很难在取景器中持续观察这些移动的拍摄对象。单次对焦需要先锁定焦点才能拍摄。 许多相机还支持另一种自动对焦模式，这种模式会持续调整运动物体的对焦距离。佳能相机将该功能称为“人工智能伺服对焦（AI Servo）”，而尼康相机将之称为“持续”对焦。其工作原理是，根据先前的对焦距离估算出物体的运动速度，然后预测物体在不久之后将移动到什么位置。接着相机提前在所预测的距离进行对焦，并计算快门延迟（按下快门按钮和开始曝光之间的时差）。这极大地增加了为移动物体正确对焦的几率。 下面的例子演示了各种佳能相机的最大追踪速度： 图字： Max Tracking Speed[km/hr]（Oncoming or Receding）：最大追踪速度[千米/小时]（前进或后退） Distance[m]：距离[米] 各数值是在理想对比度和光照环境下使用佳能 300mm f/2.8 IS L 镜头测试得到的。 上图还可用来粗略估算其他相机的追踪速度。实际最大追踪速度还取决于物体移动的不规则性、物体的对比度和光照情况、镜头的类型，以及用于追踪物体的自动对焦传感器的数量。需要提醒一下，使用焦点追踪功能会显著缩短相机电池的使用时间，因此应当仅在必要时使用。 自动对焦辅助灯 许多相机都配备了自动对焦辅助灯，这是一种主动式自动对焦方法，通过可见光或红外线帮助自动对焦传感器检测拍摄对象。拍摄对象光照不足或者对比度不足，无法进行自动对焦时，该功能非常有用，尽管自动对焦辅助灯也存在自动对焦速度异常慢的缺点。 绝大部分卡片机使用内置的红外光源作为自动对焦辅助,而数码 SLR 相机通常使用内置或外接闪光灯来照亮拍摄对象。使用闪光灯作为自动对焦辅助灯时，如果拍摄对象在两次闪光之间明显移动了，也可能导致对焦锁定出现问题。因此，建议仅在拍摄静止的对象使用对焦辅助灯。 实战：运动照片 对于运动照片，使用人工智能伺服和持续对焦模式通常能够得到最佳的自动对焦效果。确保镜头不必搜索大范围的对焦距离也能极大地提升对焦效率。 要想实现更小的对焦距离搜索范围，最常见的做法是让相机在预测运动物体将要经过的距离附近预先对焦。在右图的自行车手照片中，可以让相机在靠近路边的位置上预先对焦，因为我们预测自行车手会从该距离附近经过。 一些 SLR 镜头还有一个最小对焦距离开关；将它设置成最大距离也能提高对焦效果（假设拍摄对象肯定不会向更近的地方移动了）。 但需要提醒的是，在持续自动对焦模式下，即使没有实现焦点锁定也可以进行拍摄。 实战：人像和其他静物照片 最好使用单次自动对焦模式来拍摄静止物体，这样能确保在曝光开始之前已实现焦点锁定。单次对焦对于常规的对焦点对比度和强光照要求仍然不变，尽管还需要确保物体基本处于静止状态。 对于人像，眼睛是最好的焦点，因为这是公认的标准，二是因为它有出色的对比度。尽管中央自动对焦传感器通常最为灵敏，但是对于不在画面中间的拍摄对象，使用不在中间位置的对焦点能够实现最准确的对焦。如果在这种情况下使用中央自动对焦点来实现焦点锁定（对不在画面中间的拍摄对象进行重新构图之前），那么对焦距离通常会在实际的拍摄对象距离之后，而且对于更近的拍摄对象，发生这种错误的几率会更高。准确的对焦对于拍摄人像非常重要，因为此类照片中的景深通常都很浅。 由于最常见的自动对焦传感器类型是一字传感器，因此还需要考虑对焦点处的物体主要是在纵向还是横向上拥有出色的对比度，而且这样做是值得的。在弱光环境下也可以将相机转动 90 度角来实现焦点锁定，否则有可能根本无法锁定焦点。 在左图的例子中，台阶主要由横向线条构成。如果要对前景台阶的后面附近位置进行对焦（使用超焦距最大限度增加景深），那么在自动对焦期间先将相机设置为风景模式就能避免自动对焦失败。之后如果需要，可以在曝光期间将相机再设置为人像模式。 |
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