相機(jī)的自動對焦系統(tǒng)可以智能地調(diào)節(jié)鏡頭,，從而在拍攝對象上實(shí)現(xiàn)清晰對焦,，該系統(tǒng)的好壞甚至意味著你是拍到了清晰的照片，還是錯過了出色的拍照機(jī)會,。盡管其目的看起來很簡單——在焦點(diǎn)處獲得清晰的內(nèi)容,，但相機(jī)的內(nèi)部對焦工作方式并不簡單。本教程通過介紹自動對焦的工作原理來幫助你提升照片質(zhì)量,，讓你能夠充分利用自動對焦的優(yōu)點(diǎn),，并避開其缺陷。

注意：自動對焦（AF）利用相機(jī)內(nèi)部的對比度傳感器（被動 AF）或通過發(fā)出信號來照亮或估算與拍攝對象之間的距離（主動 AF）來完成對焦工作,?？梢允褂?strong>對比度檢測或相位檢測方法來執(zhí)行被動 AF，但是兩者都依靠對比度來實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的自動對焦,；因此在這個關(guān)于自動對焦的教程中,，我們將它們視為對焦質(zhì)量是相似的。除非特別說明,，否則本教程將假設(shè)使用被動自動對焦,。在教程的末尾，我們還將討論主動自動對焦的對焦輔助燈方法,。

概念：自動對焦傳感器

相機(jī)的自動對焦傳感器是在背后實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確對焦的真正引擎,，而且以不同的陣列形式分布在圖像的視野中。每個傳感器通過在圖像的各個點(diǎn)上評估對比度的變化,，從而衡量相對的對焦情況,，其中對比度最大的地方被假定為清晰度最高。

圖字：

medium contrast：中等對比度

Sensor Histogram：傳感器直方圖

注意：許多卡片機(jī)使用圖像傳感器本身作為對比度傳感器（采用對比度檢測 AF 方法）,，而且不一定具有多個單獨(dú)的自動對焦傳感器（在相位檢測 AF 方法中更常用）,。此外,，上圖演示了對比度檢測 AF 方法,；相位檢測是另一種方法，但它仍然依靠對比度來實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的自動對焦,。

自動對焦的過程通常如下所示：

（1）自動對焦處理器（AFP）稍微改變對焦距離,。

（2）AFP 讀取 AF 傳感器的數(shù)據(jù)，評估對焦情況是否得到了改善,，以及改善了多少,。

（3）AFP 利用來自步驟（2）的信息將鏡頭的對焦距離設(shè)為新值。

（4）AFP 可能會多次重復(fù)步驟（2）和（3）,，直到實(shí)現(xiàn)滿意的對焦,。

整個上述流程通常在幾分之一秒內(nèi)完成。對于比較棘手的拍攝對象，相機(jī)可能無法實(shí)現(xiàn)滿意的對焦,，并且將不再重復(fù)上述步驟,，從而導(dǎo)致自動對焦失敗。這就是糟糕的“焦點(diǎn)尋找”情況,，相機(jī)會來回重復(fù)對焦,，但無法鎖定焦點(diǎn)。不過,，這并不意味著無法為所選擇的拍攝對象進(jìn)行對焦,。自動對焦是否失敗以及失敗的原因主要取決于下節(jié)中介紹的多個因素。

影響自動對焦性能的因素

拍攝對象可能對相機(jī)自動對焦功能的工作產(chǎn)生重大影響,，甚至通常比相機(jī)型號,、鏡頭或?qū)乖O(shè)置的影響更大。影響自動對焦的 3 個最重要因素是光線情況,、拍攝對象的對比度以及相機(jī)或拍攝對象的移動情況,。

上圖演示了不同焦點(diǎn)的質(zhì)量；

注意,，所有這些因素并不是單獨(dú)存在的,；換言之，如果拍攝對象擁有極高的對比度,，那么即使在微弱的光線下也可以對其進(jìn)行自動對焦,。你可以很好地將這個特性應(yīng)用在自動對焦點(diǎn)的選擇上：假定所有其他因素保持不變，選擇位于清晰的邊緣或明顯紋理上的對焦點(diǎn)能夠?qū)崿F(xiàn)更好的自動對焦,。

在上邊的例子中,，我們幸運(yùn)地看到了自動對焦效果最佳的位置剛好是拍攝對象所在的位置。下一個例子中則出現(xiàn)了問題,，因?yàn)樽詣訉剐Ч罴训奈恢迷诒尘吧?，而不是拍攝對象上，如圖所示

在上面的照片中,，如果想在拍攝對象后方快速移動的光源上進(jìn)行對焦,，那么在景深較淺的情況下可能出現(xiàn)拍攝對象失焦的風(fēng)險（在弱光場景下拍攝動作也會出現(xiàn)這種情況）。

或者,，在拍攝對象外部的亮光處進(jìn)行對焦也許是最好的辦法,，但要提醒一下，這種亮光處的位置和光照強(qiáng)度可能會因移動光源的位置變化而快速改變,。

如果相機(jī)很難在外部亮光處進(jìn)行對焦,，那么對比度更低的對焦點(diǎn)就是拍攝對象的腳部（但該部位是靜止的而且亮度尚可），或者地面上與拍攝對象處于相同距離處的落葉,。

然而,，讓以上選擇更困難的原因是：這些決定通常是可以預(yù)料的或者必須在幾分之一秒內(nèi)做出這些決定。

自動對焦點(diǎn)的數(shù)量和類型

自動對焦的可靠性和靈活性主要由特定相機(jī)型號中自動對焦點(diǎn)的數(shù)量、位置和類型所決定,。高端 SLR 相機(jī)有 45 個或更多的自動對焦點(diǎn),，而其他相機(jī)最少可能只有一個中央自動對焦點(diǎn)。下面的兩個例子展示了自動對焦傳感器的對焦點(diǎn)分布：

上面兩圖例子中使用的相機(jī)分別是佳能 1D MkII 和 Canon 20D,。

如果光圈分別小于 f/8.0 和 f/5.6,，這兩臺相機(jī)的自動對焦功能將不可用。

有兩類自動對焦傳感器：

十字傳感器（二維對比度檢測,，精確度高）

一字傳感器（一維對比度檢測,，精確度低）

注意：“一字傳感器”之所以這么叫，是因?yàn)樗刂咕€檢測對比度,。有意思的是,，此類傳感器在檢測橫線的對比度時效果居然是最好的。

如上圖所示,，可以根據(jù)所用鏡頭的最大光圈來改變 SLR 相機(jī)自動對焦點(diǎn)的數(shù)量和精確度,。在選擇鏡頭時，這是非常重要的考慮事項(xiàng)：即使計(jì)劃不使用鏡頭的最大光圈,，但更大的光圈能夠幫助相機(jī)實(shí)現(xiàn)更高的對焦精確度,。此外，由于中央自動對焦傳感器通常是最精確的,，因此對于不在畫面中間的拍攝對象,，通常最好先使用這種傳感器來鎖定焦點(diǎn)（在重新構(gòu)圖前）。

多個自動對焦點(diǎn)可以共同配合,，從而提高對焦的可靠性,，也可以單獨(dú)工作，從而提高特定性,，具體取決于所選擇的相機(jī)設(shè)置,。一些相機(jī)還有拍集體照的“自動景深”功能，能確保一組對焦點(diǎn)都處于可接受的對焦水平內(nèi),。

AF 模式：持續(xù)對焦,、人工智能伺服對焦和單次對焦

絕大部分相機(jī)都支持的對焦模式是單次對焦，這種對焦模式在拍攝靜物時效果最佳,。單次對焦模式在拍攝運(yùn)動物體時容易出錯,，因?yàn)樗荒茴A(yù)測物體的移動,，而且也很難在取景器中持續(xù)觀察這些移動的拍攝對象,。單次對焦需要先鎖定焦點(diǎn)才能拍攝。

許多相機(jī)還支持另一種自動對焦模式,，這種模式會持續(xù)調(diào)整運(yùn)動物體的對焦距離,。佳能相機(jī)將該功能稱為“人工智能伺服對焦（AI Servo）”，而尼康相機(jī)將之稱為“持續(xù)”對焦。其工作原理是,，根據(jù)先前的對焦距離估算出物體的運(yùn)動速度,，然后預(yù)測物體在不久之后將移動到什么位置。接著相機(jī)提前在所預(yù)測的距離進(jìn)行對焦,，并計(jì)算快門延遲（按下快門按鈕和開始曝光之間的時差）,。這極大地增加了為移動物體正確對焦的幾率。

下面的例子演示了各種佳能相機(jī)的最大追蹤速度：

圖字：

Max Tracking Speed[km/hr]（Oncoming or Receding）：最大追蹤速度[千米/小時]（前進(jìn)或后退）

Distance[m]：距離[米]

各數(shù)值是在理想對比度和光照環(huán)境下使用佳能 300mm f/2.8 IS L 鏡頭測試得到的,。

上圖還可用來粗略估算其他相機(jī)的追蹤速度,。實(shí)際最大追蹤速度還取決于物體移動的不規(guī)則性、物體的對比度和光照情況,、鏡頭的類型,，以及用于追蹤物體的自動對焦傳感器的數(shù)量。需要提醒一下,，使用焦點(diǎn)追蹤功能會顯著縮短相機(jī)電池的使用時間,，因此應(yīng)當(dāng)僅在必要時使用。

自動對焦輔助燈

許多相機(jī)都配備了自動對焦輔助燈,，這是一種主動式自動對焦方法,，通過可見光或紅外線幫助自動對焦傳感器檢測拍攝對象。拍攝對象光照不足或者對比度不足,，無法進(jìn)行自動對焦時,，該功能非常有用，盡管自動對焦輔助燈也存在自動對焦速度異常慢的缺點(diǎn),。

絕大部分卡片機(jī)使用內(nèi)置的紅外光源作為自動對焦輔助,而數(shù)碼 SLR 相機(jī)通常使用內(nèi)置或外接閃光燈來照亮拍攝對象,。使用閃光燈作為自動對焦輔助燈時，如果拍攝對象在兩次閃光之間明顯移動了,，也可能導(dǎo)致對焦鎖定出現(xiàn)問題,。因此，建議僅在拍攝靜止的對象使用對焦輔助燈,。

實(shí)戰(zhàn)：運(yùn)動照片

對于運(yùn)動照片,，使用人工智能伺服和持續(xù)對焦模式通常能夠得到最佳的自動對焦效果。確保鏡頭不必搜索大范圍的對焦距離也能極大地提升對焦效率,。

要想實(shí)現(xiàn)更小的對焦距離搜索范圍,，最常見的做法是讓相機(jī)在預(yù)測運(yùn)動物體將要經(jīng)過的距離附近預(yù)先對焦。在右圖的自行車手照片中,，可以讓相機(jī)在靠近路邊的位置上預(yù)先對焦,，因?yàn)槲覀冾A(yù)測自行車手會從該距離附近經(jīng)過。

一些 SLR 鏡頭還有一個最小對焦距離開關(guān),；將它設(shè)置成最大距離也能提高對焦效果（假設(shè)拍攝對象肯定不會向更近的地方移動了）,。

但需要提醒的是,，在持續(xù)自動對焦模式下，即使沒有實(shí)現(xiàn)焦點(diǎn)鎖定也可以進(jìn)行拍攝,。

實(shí)戰(zhàn)：人像和其他靜物照片

最好使用單次自動對焦模式來拍攝靜止物體,，這樣能確保在曝光開始之前已實(shí)現(xiàn)焦點(diǎn)鎖定。單次對焦對于常規(guī)的對焦點(diǎn)對比度和強(qiáng)光照要求仍然不變,，盡管還需要確保物體基本處于靜止?fàn)顟B(tài),。

對于人像，眼睛是最好的焦點(diǎn),，因?yàn)檫@是公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn),，二是因?yàn)樗谐錾膶Ρ榷取１M管中央自動對焦傳感器通常最為靈敏,，但是對于不在畫面中間的拍攝對象,，使用不在中間位置的對焦點(diǎn)能夠?qū)崿F(xiàn)最準(zhǔn)確的對焦。如果在這種情況下使用中央自動對焦點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)焦點(diǎn)鎖定（對不在畫面中間的拍攝對象進(jìn)行重新構(gòu)圖之前）,，那么對焦距離通常會在實(shí)際的拍攝對象距離之后,，而且對于更近的拍攝對象，發(fā)生這種錯誤的幾率會更高,。準(zhǔn)確的對焦對于拍攝人像非常重要,，因?yàn)榇祟愓掌械木吧钔ǔ６己軠\。

由于最常見的自動對焦傳感器類型是一字傳感器,，因此還需要考慮對焦點(diǎn)處的物體主要是在縱向還是橫向上擁有出色的對比度,，而且這樣做是值得的。在弱光環(huán)境下也可以將相機(jī)轉(zhuǎn)動 90 度角來實(shí)現(xiàn)焦點(diǎn)鎖定,，否則有可能根本無法鎖定焦點(diǎn),。

在左圖的例子中，臺階主要由橫向線條構(gòu)成,。如果要對前景臺階的后面附近位置進(jìn)行對焦（使用超焦距最大限度增加景深）,，那么在自動對焦期間先將相機(jī)設(shè)置為風(fēng)景模式就能避免自動對焦失敗。之后如果需要,，可以在曝光期間將相機(jī)再設(shè)置為人像模式,。