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相機(jī)鏡頭無(wú)論結(jié)構(gòu)多么復(fù)雜，實(shí)際上都可以被視為一片凸透鏡，從基本的光學(xué)原理我們可以看到，凸透鏡軸心以外無(wú)論什么方向來(lái)的光線，在通過(guò)凸透鏡后，都會(huì)被折射，而交匯于一點(diǎn)，這些光線的交會(huì)點(diǎn)被稱為焦點(diǎn)，通常將能夠清晰成像位置上所有點(diǎn)組成的平面叫做焦平面，對(duì)于那些處在焦平面的物體，相機(jī)都能清晰的拍攝下來(lái)，而離焦平面前后越遠(yuǎn)的景物，圖象就越模糊。
一、手動(dòng)及自動(dòng)對(duì)焦原理

對(duì)于離鏡頭遠(yuǎn)近不同的物體，通過(guò)鏡頭后要在固定的位置清晰成像就需要進(jìn)行對(duì)焦(調(diào)焦)。直觀來(lái)說(shuō)當(dāng)鏡頭調(diào)好焦距后，被攝體就會(huì)特別清晰。傳統(tǒng)相機(jī)絕大部分鏡頭的對(duì)焦方式都是改變菲林面與鏡片之間的距離，在取景時(shí)若人為用手來(lái)調(diào)整此距離就被稱為手動(dòng)對(duì)焦方式。數(shù)碼相機(jī)鏡頭在光學(xué)原理上與傳統(tǒng)相機(jī)沒(méi)有任何不同，只不過(guò)在焦平面處將菲林換成了CCD而已。

在相機(jī)發(fā)明后的大部分時(shí)間中，都采用手動(dòng)對(duì)焦的方式，直到本世紀(jì)六十年代后期，微電子技術(shù)大發(fā)展并在相機(jī)上加以應(yīng)用后，才出現(xiàn)自動(dòng)對(duì)焦的概念。相機(jī)自動(dòng)對(duì)焦是一個(gè)復(fù)雜的光電一體化的過(guò)程，簡(jiǎn)單說(shuō)其基本原理是將物體反射的光讓相機(jī)上的光電傳感器接受，通過(guò)內(nèi)部智能芯片處理，帶動(dòng)電動(dòng)對(duì)焦裝置進(jìn)行對(duì)焦。

目前大多數(shù)數(shù)碼相機(jī)的自動(dòng)對(duì)焦，都采用被動(dòng)式:即直接接收分析來(lái)自景物自身的反光，利用相位差原理進(jìn)行自動(dòng)對(duì)焦的方式。這種自動(dòng)對(duì)焦方式的優(yōu)點(diǎn)是自身不要發(fā)射系統(tǒng)，因而耗能少，有利于小型化。對(duì)具有一定亮度和反差的被攝體能理想的自動(dòng)對(duì)焦，在逆光下也能良好的對(duì)焦，且能透過(guò)玻璃等透明障礙物對(duì)焦。?

個(gè)別高檔數(shù)碼相機(jī)也同時(shí)結(jié)合了主動(dòng)式自動(dòng)對(duì)焦方式，即相機(jī)上有紅外線或超聲波甚至激光發(fā)生器，發(fā)出紅外光或超聲波到被攝體，相機(jī)上的接受器接受反射回來(lái)的紅外光或超聲波進(jìn)行對(duì)焦，其光學(xué)原理類似三角測(cè)距對(duì)焦法。主動(dòng)式對(duì)焦由于是相機(jī)主動(dòng)發(fā)出光或波，所以可以在低反差、弱光線下對(duì)焦，而且對(duì)細(xì)線條的被攝體和動(dòng)體都能自動(dòng)對(duì)焦。恰好彌補(bǔ)了被動(dòng)式自動(dòng)對(duì)焦的不足。

另外還要提到的一點(diǎn)是，現(xiàn)在大多數(shù)自動(dòng)對(duì)焦鏡頭都為內(nèi)聚焦鏡頭(internal focusing)。普通鏡頭對(duì)焦時(shí)是將鏡頭旋離膠片，使鏡頭筒延長(zhǎng)。內(nèi)聚焦鏡頭對(duì)焦時(shí)，是裝于鏡頭筒內(nèi)的部件移動(dòng)聚焦，鏡頭筒沒(méi)有延伸變化。

二、數(shù)碼相機(jī)自動(dòng)對(duì)焦技術(shù)

我們購(gòu)買使用數(shù)碼相機(jī)時(shí)，不僅應(yīng)關(guān)注其CCD像素多少、曝光方式、附加功能等，也應(yīng)該關(guān)注其采用了哪些自動(dòng)對(duì)焦技術(shù)。

數(shù)碼相機(jī)中最常見(jiàn)和簡(jiǎn)單的自動(dòng)對(duì)焦方式是中央單點(diǎn)對(duì)焦。即將畫面中心部分作為對(duì)焦區(qū)域，一般在數(shù)碼相機(jī)的取景器(或液晶顯示屏)中央有紅色的標(biāo)志“[ ]”。這個(gè)區(qū)域稱為AF區(qū)域。中央單點(diǎn)對(duì)焦能適應(yīng)大多數(shù)拍攝情況，但要求要把對(duì)焦目標(biāo)放進(jìn)AF區(qū)域內(nèi)，也存在很大的局限，因?yàn)槲覀冊(cè)跇?gòu)圖時(shí)需要聚焦的主體不一定總在畫面的中心區(qū)域。因此現(xiàn)在很多較高級(jí)的數(shù)碼相機(jī)都支持多點(diǎn)自動(dòng)對(duì)焦。比如佳能PowerShot S45就支持多達(dá)9點(diǎn)的人工智能自動(dòng)對(duì)焦(AiAF)。

對(duì)于多點(diǎn)自動(dòng)對(duì)焦也不能一概而論，我們還要分清其對(duì)焦點(diǎn)是否能手動(dòng)選擇。在多點(diǎn)自動(dòng)對(duì)焦的基礎(chǔ)上，現(xiàn)在還有產(chǎn)品采用了更為高級(jí)的FlexiZone AF/AE技術(shù) ，即可以在全畫面任意位置手動(dòng)選擇對(duì)焦點(diǎn)，這無(wú)疑大大擴(kuò)展了畫面的對(duì)焦區(qū)域和構(gòu)圖的靈活性，使用FlexiZone AF/AE技術(shù)，即使取景器畫面中的焦點(diǎn)的位置及曝光重點(diǎn)偏離中心甚至在邊緣，相機(jī)也可以完全控制。這一自動(dòng)對(duì)焦技術(shù)，完全超越了傳統(tǒng)相機(jī)的固定式多點(diǎn)自動(dòng)對(duì)焦。
現(xiàn)在數(shù)碼相機(jī)越來(lái)越重視自動(dòng)對(duì)焦功能，尤其是幾家傳統(tǒng)相機(jī)的生產(chǎn)商，將傳統(tǒng)單反相機(jī)中的高級(jí)自動(dòng)對(duì)焦技術(shù)也應(yīng)用在數(shù)碼相機(jī)中。比如尼康很早前就將其5點(diǎn)智能對(duì)焦技術(shù)用于其數(shù)碼相機(jī)中。而美能達(dá)DiMAGE F100是世界上第一部支持區(qū)域自動(dòng)對(duì)焦、景物跟蹤自動(dòng)對(duì)焦以及自動(dòng)數(shù)碼預(yù)置程序?qū)构δ艿臄?shù)碼相機(jī)。區(qū)域自動(dòng)對(duì)焦和景物跟蹤自動(dòng)對(duì)焦功能使相機(jī)能夠通過(guò)三維空間為拍攝提供相當(dāng)精確的對(duì)焦操作。如果要拍攝移動(dòng)景物，則可以激活景物跟蹤對(duì)焦系統(tǒng)，激活的自動(dòng)對(duì)焦傳感器可以顯示對(duì)焦框并隨著景物的運(yùn)動(dòng)而移動(dòng)。這部相機(jī)還支持自動(dòng)數(shù)碼預(yù)置程序?qū)构δ?，可自?dòng)在五種預(yù)置程序中選擇最合適的對(duì)焦模式，使曝光操作和圖象處理效果達(dá)到最優(yōu)。
此外有些數(shù)碼相機(jī)(如佳能的PowerShot S60)還具有特殊的“包圍對(duì)焦”功能。對(duì)于選定的焦點(diǎn)，可拍攝3張照片，一個(gè)在選定焦點(diǎn)之前，一個(gè)在選定焦點(diǎn)之后，特別適合于難以精確對(duì)焦的微距攝影。佳能相機(jī)還有連續(xù)的AF模式，使得相機(jī)能夠自動(dòng)連續(xù)聚焦，而無(wú)須中途按下快門釋放按鈕，連續(xù)的AF模式對(duì)拍攝移動(dòng)的目標(biāo)非常有用。而Sony F717/F828的激光全息對(duì)焦技術(shù) (Laser light illumination)能在完全在黑暗的環(huán)境中進(jìn)行對(duì)焦，獲得清晰的畫面。
由于目前大多數(shù)消費(fèi)級(jí)數(shù)碼相機(jī)不具備多點(diǎn)自動(dòng)對(duì)焦功能，這里再談一下對(duì)于不具備多點(diǎn)對(duì)焦功能的產(chǎn)品，我們可以使用對(duì)焦鎖定功能進(jìn)行彌補(bǔ)。即在半按快門的同時(shí)，使主體處在AF區(qū)域內(nèi)，這時(shí)就鎖定了被聚焦物體的位置。然后，一直保持半按住快門按鈕，重新構(gòu)圖，再按下快門即可拍到所選擇主體清晰的畫面。而且大多數(shù)產(chǎn)品在鎖定對(duì)焦的同時(shí)，也鎖定曝光量，確保用戶能夠得到對(duì)焦及曝光都正確的照片。
三、數(shù)碼相機(jī)手動(dòng)對(duì)焦的應(yīng)用

隨著電子技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)對(duì)焦技術(shù)也得到了極大的發(fā)展，能夠適應(yīng)絕大多數(shù)拍攝情況，但不論現(xiàn)在數(shù)碼相機(jī)上的自動(dòng)對(duì)焦技術(shù)多么先進(jìn)，由于現(xiàn)實(shí)的拍攝環(huán)境及對(duì)象千變?nèi)f化，自動(dòng)對(duì)焦總有失誤和難以勝任的時(shí)候。我們還離不開完全由人工控制的手動(dòng)對(duì)焦。比如采用被動(dòng)式對(duì)焦技術(shù)的產(chǎn)品，對(duì)細(xì)線條的被攝體自動(dòng)對(duì)焦較困難，在低反差，弱光下的對(duì)焦也很困難。而采用主動(dòng)式對(duì)焦技術(shù)的產(chǎn)品也存在當(dāng)被攝體能吸收光或波時(shí)的對(duì)焦困難，還存在透過(guò)玻璃對(duì)焦困難等缺點(diǎn)。因此是否具備手動(dòng)對(duì)焦功能，是衡量一臺(tái)數(shù)碼相機(jī)功能完善與否的重要標(biāo)準(zhǔn)。

由于數(shù)碼相機(jī)本身是光電一體化的電子產(chǎn)品，因此與傳統(tǒng)相機(jī)不同，在數(shù)碼相機(jī)上自動(dòng)對(duì)焦方式應(yīng)用非常廣泛，反而有很多產(chǎn)品都不具備完善的手動(dòng)對(duì)焦功能。即使有也和傳統(tǒng)相機(jī)上采用的雙影合一連動(dòng)測(cè)距、裂像式微棱等輔助手動(dòng)對(duì)焦不同，大多數(shù)數(shù)碼相機(jī)(專業(yè)型單反數(shù)碼相機(jī)例外)的手動(dòng)對(duì)焦實(shí)際上仍為原始的目測(cè)估算距離的對(duì)焦方式。即估算出被攝體的大致距離后，用按紐設(shè)定對(duì)焦距離。只有美能達(dá)A2、SONY F828等個(gè)別準(zhǔn)專業(yè)數(shù)碼相機(jī)可以使用鏡頭上的對(duì)焦環(huán)進(jìn)行手動(dòng)對(duì)焦。此外理光的GX等數(shù)碼相機(jī)能夠通過(guò)機(jī)身按鈕直接連續(xù)對(duì)焦，也比較有特色。另外在手動(dòng)對(duì)焦時(shí)由于數(shù)碼相機(jī)的液晶顯示屏通常較小，而且像素?cái)?shù)也較少，因此很難精確地檢查對(duì)焦是否清晰，好在有些數(shù)碼相機(jī)可以放大液晶顯示屏上的圖像來(lái)檢測(cè)對(duì)焦?fàn)顩r。

有一些低檔數(shù)碼相機(jī)并不具備任何對(duì)焦功能，但同樣能在大多數(shù)情況下拍攝出清晰的畫面。要談這個(gè)問(wèn)題，首先講一下“景深”的概念:因?yàn)椤扒逦辈⒉皇且环N絕對(duì)的概念，所以，對(duì)焦點(diǎn)前后一定距離內(nèi)的景物的成像都可以是清晰的，這個(gè)前后范圍的總和，就叫做“景深”。 對(duì)于短焦距、小光圈的鏡頭景深比較大，人們就稱對(duì)焦點(diǎn)前后的能清晰成像的距離為超焦距。數(shù)碼普通傻瓜相機(jī)和一些低檔數(shù)碼相機(jī)，就利用了短焦鏡頭在一定距離之后的景物都能比較清晰成像的特點(diǎn)(超焦距)，省去了對(duì)焦功能，降低了產(chǎn)品成本。普通民用數(shù)碼相機(jī)CCD面積大大小于35毫米膠片，因此在同樣焦距和光圈下，數(shù)碼相機(jī)的景深也要大不少，一方面使利用超焦距的成功率大大提高，另一方面也使得用數(shù)碼相機(jī)拍出淺景深作品很難。

靈活使用數(shù)碼相機(jī)的手動(dòng)對(duì)焦功能除了可彌補(bǔ)自動(dòng)對(duì)焦的不足外，還有很多其他應(yīng)用。比如使用手動(dòng)對(duì)焦配合超焦距的應(yīng)用，可以方便的抓拍動(dòng)態(tài)景物，在拍攝無(wú)限遠(yuǎn)畫面及微距拍攝時(shí)往往也要用到手動(dòng)對(duì)焦，使用手動(dòng)對(duì)焦還能提高數(shù)碼相機(jī)的反應(yīng)速度。因此靈活應(yīng)用手動(dòng)對(duì)焦也是我們使用數(shù)碼相機(jī)應(yīng)該掌握的重要技巧。