相机对焦 一字型、十字型、全像素双核、混合对焦都是什么东东？聊聊照相机的对焦（上）

随着数码技术的不断发展，照相机的功能、智能化程度也在日益提高。各大相机厂商在宣传自己的产品时，都会把相机的对焦系统作为一个卖点进行宣传，如尼康D5相机的153个对焦点、索尼的4D对焦，新型混合对焦、佳能全像素双核自动对焦CMOS AF，等等。对于用户来说，大部分情况下都是按下快门，相机自动完成测光、对焦，最后感光成像，对焦系统真有那么重要吗？

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　　对于山水风景等静物拍摄，对焦其实非常简单，但是对于运动的对象，如不怎么听话的小动物、宠物，体育比赛，舞台人物，荒野中奔跑的动物，飞翔的鸟类等等，一方面这些对象处于不停的运动，甚至是高速运动之中，与相机镜头的距离时刻在变化，另一方面精彩的画面稍纵即逝，容不得摄影者慢慢构图，对焦，这些情况就很考验相机的对焦能力了。随着应用的广泛和技术的不断进步，相机的对焦系统也经历了3个发展阶段。

　　一、手动对焦

　　最初的照相机对焦是靠人工完成的，拍摄者通过目测预估拍摄距离，转动相机对焦环，然后将镜头中央对准被摄体有明显竖线条的地方（本人的经验，拍人时对准衣服的竖边），也就是现在常说的“先对焦后构图”，在相机取景器中央会显示一个圆形区域，区域内被一条斜线分成上、下2部分放大显示对焦区，观察并细心调整对焦环，直到线条的上下2部分完全重合，表示已正确合焦。如图一是在一台80年代出厂的理光单反相机取景器中拍摄的手动对焦画面，图左边画面中线条上下对齐，表示已合焦，右边画面中线条上下错位。表示未合焦。

　　图一：在相机取景器中拍摄的手动对焦画面

　　二、主动式自动对焦

　　通过在相机上发射红外线或超声波，利用发射和接收到光波的时间长度来测算相机与被摄对象之间的距离，类似于三角测距对焦法（与警察叔叔给你的超速罚单原理类似喔，只是形式上略有差别，一个是红外线，一个雷达波），在早期胶片相机时代被广泛应用。图二是尼康公司1990年上市的ＴＷ变焦３５～７０相机，采用的就是红外线主动式自动聚焦，调焦范围由０.６５米至无限远,分２２段。有３点式测距、中央点式测距和无限远等３种聚焦方式。

　　图二：尼康公司1990年上市的带红外对焦相机

　　主动式对焦相机，优点：由于采取主动发射光波的方式，所以在针对低反差景物和低照度条件下有着明显的优势；缺点：容易受到外界环境的干扰；对焦精度受到距离的影响，被摄体越远，返回到相机接收器的反射光线越少，对焦也愈加困难。总体来说，对焦精度相对较低。

　　三、被动式自动对焦

　　被动式自动对焦直接接收和分析来自景物自身的光线，这使得对焦系统能够更加的小型化，同时能耗更低。该对焦方式有两种：对比度检测法和相位检测法。

　　1.对比度检测法，是通过检测图像的轮廓边缘来实现自动对焦的，当对焦准确时图像的轮廓边缘清晰，也就是说边缘交界处景物与背景之间的亮度差别较大，对比度较高。反之，如果图像处于失焦状态，对比度就较低。该办法多用于卡片机，早期的单电数字相机等，现在Sony的α7采用了改进的对比度检测法和相位检测法混合对焦。

　　图三：索尼的单电相机采用了对比度检测和相位检测增强型混合对焦

　　对比度检测法的缺点是对焦速度慢，因为它需要不断调整焦距，在焦点前后测试对比才能找到合焦位置，而不像相位检测法那样可以一步到位。

　　2.相位检测法，是通过检测图像的偏移量来实现自动对焦的，具有更高的对焦精度和更快的对焦速度。目前的单反相机，大多数微单等都是采用该方法。

　　图四：佳能相机的全像素双核对焦，在图像传感器的每个像素点上安装了2个光电二极管

　　同为相位检测法，单反相机和微单，单反本身在取景器取景拍摄和即时拍摄情况下，实现的方法也有差别，下一篇文章再作介绍。