光学作为一门精密学科，自诞生之日起就有着非常严苛的标准。不同波长的光线均以纳米量级作为区分精度，这使得光学元件如果想达到APO级别，其制造公差必须与之严格匹配（大清光学这样的玩意，魔王都懒得称之为光学元件）。在成像系统中，镜头和相机的制造和装配精度共同决定最终的成像质量。即便顶级设备组合，仍可能因机械公差、振动干扰或固件更新导致对焦偏移——也就是我们常说的'跑焦'。 跑焦，是从单反时代过来的朋友，或在微单时代仍然坚守PENTAX的朋友，永远绕不过去的一个话题，各种“灭门星”也都和跑焦脱不开关系。跑焦实际上就是相机的自动对焦系统确定的对焦点和实际的焦点出现偏移的情况。这种偏移在大光圈拍摄时尤为显著——由于大光圈景深可能仅有毫米级，成像清晰区间极小，任何细微的焦点偏移都会造成明显的成像模糊。
当然，传统认知认为跑焦这种事儿一般只会出现在单独运行相位对焦的相机上，或者误以为，只有单反相机会出现跑焦的情况，微单是不会跑焦的。魔王并不能说这是错的，但是一定是不全面的。确实，采用混合对焦（相位+反差）的无反相机通过实时传感器反馈机制，能有效修正传统相位对焦的系统误差。但是跑焦的原因并非全都是相位对焦的锅，在实际拍摄中，大概率有更多其他原因造成跑焦，接下来魔王带各位看官逐一了解跑焦的原因，以及怎么测试跑焦。 导致跑焦的原因有很多种，有对焦方式本身的缺陷，也有对焦机构的误差，也不少是因为对焦操作存在问题，甚至是对焦的环境也是跑焦的原因。魔王给各位看官逐一分析各种造成跑焦问题的原因。 单反，使用相位对焦模式，跑焦是大概率时间，这是相位对焦的商业策略导致（倾向于速度，精度差不多就得了，且仅单次判定（afs） 相位差对焦（PDAF，Phase Detection Auto Focus），顾名思义，是在对焦传感器上设置两个光敏元件分别接收光线，通过比较两束光线的相位差信息进行测距，来计算对焦距离，从而判断当前镜头所在位置距离对焦清晰位置，从移动镜头对焦的对焦方式。 相位差对焦影响跑焦的因素主要有两个：对焦机构、光线。 在典型的单反相机的光路设计中，入射光线经过镜头到达反光板，在此处光路分为两条。大约7成的光线被主反光板向上反射进入五棱镜和光学取景器，另外大约3成光线，透过主反光板到达副反光板，副反光板向下反射经过一组微透镜折射进入位于反光板下的对焦传感器。正常情况下，光线从镜头到成像CMOS的距离和光线从镜头到对焦CMOS的距离相等，这样只要对焦CMOS成像最清晰，那么成像CMOS的影像也是最清晰的状态。（宾得K-1、宾得K-3、佳能5D3、佳能1DX3对焦传感器） 在进入对焦传感器的这套光路中，主反光板位置、副反光板位置、微透镜组位置和对焦传感器位置至少四组纯机械机构，其中主反光板和副反光板还会频繁运动和复位。由于标准公差、生产工艺、装配技术、设计旷量、使用损耗等诸多因素，不可能保证每台相机的全生命周期的从镜头到成像CMOS和从镜头到对焦CMOS的距离是绝对相等的。这诸多机械机构，但凡一组机构出现误差，则最后光线进入对焦传感器的误差必定被放大，若四组均有误差，则最终误差成几何倍数放大。这就是跑焦的原因之一。 当然，对焦机构的机械误差仅仅存在于传统单反相机。因为光线不足导致的对焦系统“胡来”则存在于所有单反相机和单独使用相位对焦的无反相机上。 相位差对焦的一个重要弱点——夜盲症。前面我们了解了相位差对焦是依靠光线的相位差信息来对焦。如果光线不足，本来只分到3成光线的对焦光路更加显得捉襟见肘，没有足够的光线进入对焦CMOS，相位差对焦直接瞎了。为什么单反相机最大光圈小于F8.0甚至最大光圈小于F5.6就已经无法提供自动对焦功能；为什么支持混合对焦的无反相机光圈小于F8.0的时候就切换成纯反差对焦；破案了！ 一个理想的光学系统是没有任何像差的。丰满的理想和骨感的现实之间存在着各种像差，尤其光圈越大，残余像差也就越发难以控制。其中球面像差是由于镜头边缘的部分光线发生的折射弯曲程度比中心大，导致边缘光线偏离汇聚点，光圈越大，球面像差越明显。现代相机的镜头都是最大光圈对焦，此时的球差也最严重，对焦系统在这种条件下确定了最清晰的对焦位置。在摁下快门的瞬间，光圈收缩到预设数值，此时球差减小，最清晰的位置也会随之发生变化。这就是球差带来的焦点偏移。 一般来说，对于不做球差矫正或者轻微矫正球差的镜头来说，最大光圈拍摄反倒不会跑焦，而中等光圈的近摄，焦点往往会向后漂移。进一步缩小光圈，由于景深的增加，这种焦点偏移又不那么明显了。 为了解决这种球差导致的焦点偏移问题，设计师会用各种手段调整球面像差（注意，并非是彻底消除，适当的保留球面像差，对于焦外和立体感都是有帮助的），比如改变前后球面的曲率半径的比值，利用正负透镜组组成消球差透镜组，用非球面镜片消除特定球差，用浮动对焦设计（floating）减轻球差带来的近摄焦点偏移。（宾得FA31 F1.8 Limited小公主球面像差图，现代相机对焦均为全开光圈对焦，我们经常看到镜头的球差曲线往往是全开光圈球差修正好过中等光圈，便是为了保证全开光圈对焦准确） 这是一个很多人都会忽略的因素，而且不仅仅是因为光线环境弱会导致跑焦，人造光源（比如日光灯、白炽灯、LED灯或闪光灯等）也一样会造成跑焦。相位对焦检测模块对于不同类型/色温的光线也会产生检测偏差，比如说出厂调校到日光下不跑，结果你偏偏要在钨丝灯的室内拍摄，那就一定会跑。人造光源的强度并不稳定，频闪不可避免，色温也可能会发生变化。对焦系统可能会将颜色的变化误判为图像的清晰程度变化或物体正在运动，导致跑焦。人造光源的频闪，使光线强弱不停的发生快速变化，这会导致对焦主体和环境的对比度发生频繁变化，造成对比度对焦（反差对焦）的误判；也会因为光线强弱不定，导致相位差对焦误判对焦主体在反复移动，甚至因为光线不足无法对焦。 人们总是习惯于把自己的成功归功于自己的能力，把自己的失败归结于环境。事实上，相当一部分的跑焦，是由于对焦操作不当或对焦技术不熟练造成的，但很少有人会承认这点。什么？对焦还需要反复练习？这是大部分胖友都忽视的问题。对焦经验不足、缺乏对焦技巧，有很大的可能性在拍摄时——尤其是“对焦”到“释放快门”这个过程中，两脚兽并非是稳定状态：身体会晃动而不自知，手臂会抖动而无法察觉，被摄物体的移动也会改变摄距，在没有成熟的对焦技术、没有正确的对焦操作的情况下，都会出现对焦失准的情况。而且，这种情况恰恰是跑焦的主要因素。 在这里，魔王题外话的教大家一种对焦方式，可以有效避免对焦技术不足导致的跑焦：分离对焦与快门摁键——我们可以让快门键仅承担拍摄功能，将自动对焦功能放在机身背面的“AF”按键上（有些品牌相机为“AF-ON ”），避免因为释放快门而影响对焦造成冲突。我们可以通过按下“AF”摁键实现自动对焦功能，合焦完毕后Lock/Hold住，接下来就可以进行构图，无需再半按快门，再摁下快门便是拍摄，整个操作就会变得很轻松！ 因此，正确掌握对焦技术，并且经过长期的对焦练习，确实能避免很大程度的跑焦。如何选择对焦模式，如何在对焦后释放快门，如何锁定对焦，正确了解弦余差，如何保持身体的稳定性，都是一门技术。 所有相机的相位对焦点都没有小的，一旦在前景复杂或者背景复杂的时候，相机那个不太聪明的对焦大脑根本无法理解取景器背后的那颗大脑的艺术追求，看见什么对什么，根本不管你是前景还是背景，能对上什么对什么，完全随机。 关于如何解决相机和镜头的跑焦问题，很多人都有自己的“经验”和“技巧”。测试对焦和跑焦，网上流行了很多方法，其中有两种方法影响的最为深远：第一种方法：下载并打印一张A4大小的对焦测试图，然后做做手工裁剪下来、一顿折纸折做成一个斜坡型状的测试图模型，将镜头对准模型的“0”刻度线，焦点对准“0”刻度线进行拍摄，确定相机镜头是否跑焦；第二种方法更加草根，那张报纸披在桌面，或者找一排一样的东西整齐排列，选择一个字或者一个焦点进行拍摄，然后判断焦点位置确定相机镜头是否跑焦。 （网上非常流行的“跑焦测试卡”） em……这对吗？ 魔王只能说，你的调焦方式太随意，三维水平仪也没有，恒色温恒亮度光源也没有，能调好见鬼。 先说网上广为流传的“跑焦测试卡”，这张测试卡魔王费尽心思，差点把考古挖坟，始终没能找到这张所谓“跑焦测试卡”的官方出处。这来路不明的东西，是根本无法准确测试出相机镜头真实的跑焦情况——这种单平面的测试工具，无法保证靶心是垂直平面和水平平面的焦点。 初中冷知识：两点可以确定一条直线，那么对焦靶心和传感器中心可以组成无数条方向不同的直线，这取决于相机的位置和角度，所以相机位置并不具备唯一性。连相机和对焦靶心都无法确保处在一个平行平面，这种测试纯粹是白费力气。难道你靠肉眼观测或者靠那个非常粗犷的水平仪中的气泡？ 
所以这来路不明的东西，就算测出来焦点的偏移，这些刻度真的能够准确反映跑焦距离，进而辅助调节焦点位置么？而且，这个“跑焦测试卡”仅仅一张卡，也从未见过配套的测试方法说明或文件，确实显得非常山寨，根本不建议各位朋友使用。 （这几个错误示范居然来自网络跑焦测试的教学内容，离了大谱，要么是靶面和传感器都不平行，要么是靶面根本不垂直于水平面，要么是根本很草率的一放，这种能测准，魔王都会上树了） （另一张跑焦测试教学贴的错误示范，可能是没读懂相机和刻度面45°的意思，居然把相机也倾斜45°角，这样传感器不是和刻度面平行了？） 关于魔王刚才说的第二种常见的测试方法，姑且称之为“报纸测试法”，那就更加不靠谱了，同样是单平面的测试方法，甚至连对精密光学仪器的半点尊重都没有。 倒是有另一种看似更加专业的测试载体——干涉图测试法。干涉图测试法是利用液晶屏和相机LCD显示屏的像素之间产生的摩尔干涉条纹来测试跑焦。这种测试方法的测试精确度相当高，可以将液晶屏和相机传感器调整平行，测试结果能够仅靠眼力就轻松判断跑焦状态，同时也能轻松将上下左右干涉图样调整对称。 但是这种测试方法只能测试出是否跑焦，但是无法确定到底是往前跑还是往后跑，而且无法确定跑焦的程度。所以，这种方法也可以PASS。 所以，魔王一直说，不会测试跑焦，宁可不测；不会调跑焦，宁可不调。以不完善的理论知识和不成熟动手能力，大概率会弄乱整个对焦系统，原本可能只是小跑焦，结果变成大跑焦，随机跑，跑到怀疑人生。 首先，选择正确的测试工具。工欲善其事，必先利其器，选择正确的测试工具，是决定我们跑焦测试是否准确的基础。何为正确的测试工具？魔王在前面说过，网络流行的“跑焦测试卡”是单一平面的，无法确保靶面和传感器平面水平，也无法确保把心和传感器中心的直线与靶面垂直。那么有没有同时能够保证水平于靶面和垂直于靶面双向的测试工具呢？魔王可以给各位胖友推荐两个半（因为无反时代，此类工具的需求近乎消亡，所以只能在二手平台考古）： 一个是LensAlign的对焦测试卡，无论一代、二代还是Pro，都是魔王首推的（ebay有很多），这是一款非常专业的对焦测试卡，可以很高精度的校正平行靶面（干涉图或西门子星图），也可以很精准确保垂直靶面位置。 第二个，稍显逊色的是色彩管理公司Datacolor推出的spyderlenscal（海鲜市场能看到），此款水平靶面方向没有LensAlign强悍，仅用黑白交叉靶面图确定水平位置。但在实际使用中，也是能够比较容易做到标准。 （datacolor推出的spyderlenscal，第二张图仅做演示，实际摄距有误，后面会说） 剩下半个，是魔王建议用“西门子星图”或“干涉图”与网络流行的“跑焦测试卡”组合成类似LensAlign这样的测试工具，相比前两种成本更低，各位胖也更容易实现——一台打印机，两张A4纸货，一把剪刀立省几百块。为什么是半个？这种方法核心难点在——如何保证“跑焦测试卡”靶心平面与地面的绝对垂直，或是与传感器平面的绝对水平。靶心平面都是歪的，能测准是见了鬼。 （魔王在MTF解读的文章中提到的“西门子星图”，也可以用来做对焦靶面测试） 其实正确的工具，意义就在于，让你的相机传感器保证和测试卡或标靶靶心平面平行，同时靶心和传感器中心的连接线与标靶靶心平面绝对垂直。 其次，确定摄距。现实中，无数朋友在测试跑焦的过程中，魔王几乎没有遇到过有人知道跑焦测试或是分辨率测试所需要的摄距，甚至是他们全都不知道还有摄距要求。现实各位朋友实操，以及全网流行的“科普”，绝大部分都用“近摄”在测试。“近摄”测试跑焦是一件错误而又很可怕的事情——镜头全开光圈的球面像差所导致的焦点偏移，尤其在近摄会被放大——对近摄焦点偏移情况下的跑焦测试做出的AF微调，到了非近摄摄距还能有效也是谢谢了。甚至只会越调越离谱！ 到底什么距离才是“科学有效”的，其实各相机、镜头厂家都有实践，标准化组织也有明确标准——ISO12233和CIPA标准同时指出——靶面正好填满取景框，即40-50倍镜头焦距的距离，作为测试摄距（测试卡“0”刻度和西门子星图距离相机传感器的距离），这也是厂家镜头出厂测试的距离。举个栗子：焦距为50mm的镜头，测试摄距应为2米-2.5米，而变焦镜头70-200mm的测试距离应根据不同焦距调整，在3.5米-10米之间。 （所以，根据ISO12233和CIPA标准，上图的尼康AF70-200mm镜头的摄距一定是有问题的） 第三，确定光源。正如前述，光线环境弱会导致跑焦，人造光源（比如日光灯、白炽灯、LED灯或闪光灯等）也一样会造成跑焦。不稳定的人造光源和千差万别的色温变化，让对焦系统无所适从，专业背锅。而真正“标准的光源”是什么？工业标准下矫正焦点，是使用5500K的强光源照射标靶或者激光校准仪。为什么是5500K？很多明眼的看官一下就明白——5500K是夏日晴天正午的日光色温，相机的“日光模式”也是5500K。所以，跑焦测试最理想的光源是户外阳光充足的自然光环境。当然，如果无法在户外测试，室内让测试靶面有充足的阳光沐浴，或是有照度充足的5500K色温灯光（D50光源，照度1000lux）下也是没问题的。当然，稍稍有些偏差，对于爱好者的测试而言，也并无不可。 第四，确定相机位置。其实有了合格的测试卡或测试标靶，掌握了正确的摄距，相机的位置就已经被固定下来。但是此处，魔王有个更加严谨的建议：在各种标准化测试要求中，都是要求无论是标靶还是相机，都用三脚架作为稳定支撑工具。但是魔王并不太推荐使用三脚架来测试对焦，为什么呢？ 一方面，使用三脚架本身很难确保相机机身的绝对水平和传感器的绝对垂直。三脚架确定水平位置的工具是一个气泡水平仪，气泡水平仪体积小气泡大，只能看个大概，根本没有精度可言。可能有些朋友会说机身也有电子水平仪，电子水平仪怎么校准？这又是另一个话题了。 另一方面，三脚架的质量和稳定性参差不齐（便携、轻型脚架本身稳定性就堪忧，劣质脚架或云台也像幽灵一样悄悄变换位置，球台点头几乎无可避免），魔王并不知道各位看官手中的三脚架品质情况，这也是可能最终影响测试结果的因素。 所以，魔王建议有条件的看官，将相机放置在更加稳定的桌面或稳固平台以保证更有效的测试环境。 第五，确定对焦方式。单次对焦AFS，单点中心点对焦，低ISO保证画面层次和降低噪点方便查看。另外，测试时请拿掉UV/CPL/黑柔/白柔等等一干滤镜，会影响对焦，会影响对焦，会影响对焦。 第六，确定光圈和快门释放方式。到底测试跑焦用大光圈还是小光圈，这个问题大部分胖友其实都是知道的，最大光圈的景深最浅，能够最容易判断焦点位置。小光圈景深比较大，就算焦点偏移，也很可能被景深覆盖无法察觉。最大光圈测试毋庸置疑。 为了最大限度的降低机身震动，最好设置反光板预升模式，在快门释放的过程中避免反光板抬升和落下造成的持续震动而影响对焦准确性。 再极致一点，力求严谨，各位看官可以同时设置自拍模式（倒计时拍摄）或者无线遥控拍摄，这样可以避免我们摁快门时手指带来的机震。别小看反光板运动和摁快门的动作带来的机震，看似不起眼的机震正是在对焦和快门释放动作过程中，会比较明显影响对焦精度。 另外，无论是机身还是镜头，所有防抖统统关掉。都已经固定相机机位了（三脚架或稳固平面），无论是对焦还是画质，开启防抖只会起到反作用。当然，有些品牌相机比如宾得，在设置反光板预升或倒计时拍摄时，机身会自动关闭防抖，有些品牌则需手动关闭镜头防抖或者机身防抖。 最后，快门速度。越快越好，不过，解决了前面的问题，快门速度似乎显得并不那么重要了。毕竟光源问题能保证，光圈在最大，只要你曝光正确，快门速度想必也慢不下来。 解决跑焦问题，是一个系统化的过程，更是一件非常精密的工作。做不到精确的跑焦测试，就更无法精准的做对焦微调，很多朋友非常自信或者自降标准、得过且过的态度非但不能正确的完成对焦微调，甚至不乏越调越跑、越调越离谱的情况。 魔王给各位胖友的建议：做不到，宁可不做；不如交给专业的人处理，比如官方售后。魔王也遇到不少认为官方手潮，过于自信的摄友，在此只能忠告，专业的人和专业的设备永远胜过草台班子。
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