AF和MF单反相机的自动对焦原理

AF和MF单反相机的自动对焦原理

　　外媒最近做了一个“你怎样对焦?”的调查，共有50,105人参加，结果为：16%的人只使用自动对焦，47%的人大部分时候使用自动对焦，9%的人只使用手动对焦，13%的人大部分时候使用手动对焦，剩下的15%使用自动和手动的比例各一半。我对这个数据很感兴趣，直接的说是对使用人的拍摄手法颇为上心，故本文做对焦方式与拍摄题材、摄影习惯及其他脑袋不好的“哲学问题”之关系做简要分析。

　　相机对焦辅助灯

　　16%的人只使用自动对焦和9%的人只使用手动对焦在我看来是一样难以理解的，前者甚至更为诡异。需知，自动对焦不是在任何时候都能发挥作用。在弱光情况下，相机上的对焦辅助灯也只能照亮有限距离的前中景，如对焦远处的暗物，现代相机的自动对焦系统均处于失效状态。

　　当选择的对焦物体比对焦点还小，或隔着栅栏铁框对焦远景，相机错误判断主体的发生频率并不低。对焦无明显细节的天空，纯色平面物体，相机的自动对焦失效，对焦镜片前后移动无法定位。以上几种情况，在使用单次对焦的模式下，相机的快门无法启动，故我分析，只使用自动对焦的人，在拍摄时将相机设置于完全自动模式。在该模式下，相机一般默认快门优先(非其他曝光模式的对焦优先)，稍用力触动快门，拍摄即完成，至于能不能保证画面清晰，那只能碰运气了。这时使用手动对焦无可厚非。

　　只使用手动对焦总让人想起蔡司副总裁的答记者问。“我们的标语‘境由心生’给出了最好的答案。我们希望通过我们的产品给回摄影师对他的图像的控制。你可以更有创意更具有探索精神地拍摄。你的图像变得很独特，从而你这个摄影师也非常独特。所以，这并不是一个技术问题，而是一个哲学问题。”

　　这种哲学问题总让我想起曾经的大寨捷报——在一次负重比赛中，陈永贵副总理和一头驴背上相同重量的粪筐，结果后者摔倒了，前者获胜。既然说了是捷报，其中的哲学问题也就不难理解了。相邻省份山东杀掉了驴，吃了近半个月的肉，并训练吃苦耐劳的高贵品质(这挺分裂的)，接下来的日子就得学着陈永贵大叔挑粪上山。工作效率、劳累程度我就不去谈了，免得你觉得我觉悟低下。反正这是一次伟大的胜利，没有外界辅助、技术辅助，人还是什么都能干的。

　　对于正常人，自动对焦相机MF到底还存在着什么样的优势?我对精确一说持保留意见。那就不得不提相机的跑焦现象。跑焦是指在构图对焦时相机已提示合焦准确，但拍摄得到的照片仍然有虚焦现象。其中的原因诸多：反光镜弹起造成的震动导致相机位置偏移、机身自动对焦模块老化出错、镜头触点接触不良通讯故障、镜头对焦马达刹车系统故障。

　　第一点原因无论自动对焦还是手动对焦都无法避免，特别是在使用长焦距、大光圈、近距离摄影时，由于所获得景深极浅，相机稍微的偏移都会发生照片模糊。这样的情况下，你只能使用脚架固定死照相机与镜头，而且还要确保三脚架能提供可信任的稳定性和吸震性。后三者就是自动对焦的专属了。

　　以最常见的相机对焦方式——单镜头反光相机的相位检测对焦为标分析。单反机身的反光镜由两块反光玻璃构成——主镜和辅镜。主镜中心部位是透明，对应着辅镜。主镜与辅镜一起将镜头成像光线投射至毛玻璃，辅镜会反射一部分光线到达镜室底部——相位检测自动对焦模块。模块中有两个小透镜、各自撷取在对焦点区域两边影像的小部份，再投射到分成两组的CCD数组上。概念上这两个小透镜的位置在感光芯片后方，它们把撷取到的影像在CCD数组上聚焦(见下图)。如果镜头对焦准确，这两个重新聚焦的像会在各自CCD数组中央(图中黑线)，两者之间(预先知道)的距离是对焦准确时的相位(phase)。但若镜头成像位置在感光芯片前方(图中蓝线)，CCD上像之间的距离比较近，也就是相位比较短;反之，但若镜头成像位置在感光芯片后方(图中红线)，CCD上两个像之间的距离比较远，也就是相位比较长。所以，从比较准焦相位和非准焦相位之间的差异，就可以算出镜头对焦时的移动方向和距离，再向镜头下达移动的指令、一次把镜头放到定位，从而对焦成功。

　　相位检测单元的损伤意味着单反自动对焦系统的瘫痪;触点通讯不良则会导致信号错误;最后一点，相位检测指挥着对焦马达，在马达的驱动下对焦镜片前后移动实现清晰对焦，指令发出后若马达惯性强烈刹车系统不力，就会造成镜片停留位置偏移。

　　相位检测技术是一项非常先进优异的技术，但也不是万能的，这点在开篇的几种自动对焦无法启动我已谈及，下一期我将详细的谈谈自动对焦的发展史。除此外，由于相机不断的追求高速对焦，镜头设计开始将对焦行程缩短，如此便造成了对焦精度难以确保。市面常见的蔡司手动镜头，其对焦线程接近一整圈，而日系的自动对焦镜头尚不足其一半。这意味着，使用AF镜头进行手动对焦，想完全的精确纯属自己安慰自己。只使用手动对焦或自动对焦的朋友，正常一点。

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