對焦 1 - 對焦原理

有一天,朋友拿著他的相機告訴我他的相機的對焦不是太準確,細問之下並不是他不懂先半按快門,只是他太過相信相機的指示,相機的對焦確實有點誤導用家。

有的時刻千載難逢,要是因為未能了解相機的對焦特性而對焦錯誤,是多麼惱人的一件事,避免將來錯失千鈞一髮的機會,現在就要認清自動對焦是什麼回事。

《自動對焦感應器》

自動對焦主要有二種技術,一種是比較影像的對比度,稱為被動式自動對焦;另一種是透過發出紅外線來測量物件和相機的距離,名為主動式自動對焦。現今的大多數相機如 Canon 5D Mark II, Canon 50D, Canon 1D Mark III, Nikon D3x, Nikon D90 等都是彩用被動式對焦。

被動式對焦中,最大功勞要歸於自動對焦感應器,對焦感應器主要讀取對焦點範圍的影像對比度。

時常聽別人說什麼 9 點對焦,46 點對焦,說的就是那幾棵獨立的對焦感應器,愈高檔的機種,愈多對焦感應器,高檔次的 Canon 1 系就有 46 個對焦感應器,而 Canon 50D 就只有 9 個而已。那麼再低檔次的非單反數碼相機呢?答案是可能一只也沒有!有否發現較新的 DC 的對焦點可以任要移動,難道有無限粒對焦感應器?DC 的對焦點之所以能任意移動皆因那類相機使用了 CMOS 同時作為對焦感應器,那麼就沒必要佩備獨立的對焦感應器。

自動對焦系統中,還有一棵東西叫自動對焦處理器,它負責比對影像的對比度來對鏡頭的焦距作出更改,它假設最大對比度的部分應該獲得最大的清析度。

自動對焦的步驟主要如下:
1) 自動對焦處理器記錄現在對焦點範圍的影像對比度
2) 對焦處理器對對焦距離作出少量變動
3) 對焦處理器從對焦感應器接收數據去判斷對比度改變了多少
4) 跟據從步驟 2) 的對比度的改變,對焦處理器調校鏡頭的對焦距離
5) 只要重覆步驟 3) 及 4) 就能找出對焦點範圍最大對比度的位置

自動對焦是依靠影像對比度這個概念相當作要,因它可以解釋許多對焦失敗的原因。

一般來說,整個對焦過程在幾百至幾十分之一秒內完成,有超聲波馬達的鏡頭當然輕易的就達到百分之一秒等對焦速度,當然也有失手的時候,如果被對焦的部分沒有明顯的對比度,步驟 3) 至 4) 就會被不斷重覆,相信稍有經驗的用家都有鏡頭不繼前後移動對焦的經歷。

難於被對焦的物件有純色無紋的牆,無雲的天空等對比不足的東西,當然還有別的因素影響對焦速度及準確度,那將會在 Part II 講解!

為了求證自動對焦的理論,即是對焦點範圍對比度愈高,焦點範圍愈清析。先模擬相機對焦點抽取影像樣本,抽取範圍是塗紅了的地方,為什麼抽取範圍比對焦格大?因為自動對焦感應器一般都比對焦格大,在 Part III 會有更詳細說明。

自動對焦處理器記錄現在對焦點範圍的影像對比度

對焦處理器對對焦距離作出少量變動,並發現對比度有所增加。
可以看到較大的對比度得出較清析的影像。

註:Histogram 的闊度愈大,影像的對比度愈大。

跟據剛才對比度的改變,對焦處理器調校鏡頭的對焦距離。
現在,Histogram 更闊了,從而得知對比度加大了,而影像又更清析,由此證明對比度與清析度有著直接的關係。





其他文章

【618上海街】旺角百年唐樓活化過來的懷舊雜貨集中地

旺角又有一文青熱點,就是由市建局活化的唐樓,位於上海街 600 至 626 號,一共有 14 幢,而重建後的商場則名為「618上海街」。 這個保育計劃已於 2008 年展開,而這個活化項目,比許多工廈的重建來得更有意義。這段上海街擁有 10 幢 20 年代的騎樓式唐樓,這些戰前的唐樓全都是二級歷史建築;另外 4 幢則於戰後 60 年代建成。 可惜,最後只能保留那 10 幢戰前的唐樓,及支撐整列騎樓的 13 條麻石柱,就是那些畫滿廣告的方形支柱。

【後製教學】Texture vs Clarity,到底它們有何不同?什麼是影像頻率?

編輯人像照片,從來都沒有一鍵美化這回事。由於工序繁複,攝影師們一直訴求於 Adobe,可否讓他們修編相片時輕鬆一點。這個夢寐而求的功能終於降臨了,它的名字叫作「Texture」(紋理),在 Lightroom 和 Photoshop 的 Camera Raw 中都可找到它。

從國際太空站拍攝香港夜景

可有想過從國際太空站拍攝地球上的夜間城市如香港和東京等會是何樣?原來除了藝術美外,照片本身是會說故事的。有的像顆星星

當Kinect與Photoshop結合時

用過Photoshop的人都知道操作它需要滑鼠和鍵盤。在手觸式顯示屏大行其道的今天,原來Kinect的程式設計員已經悄悄地把Kinect