关于AF系统你需要知道的导语:了解自动对焦的技术与特性,不仅能在选购相机时事半功倍,同时还有助于提高拍摄成功率,为获得清晰照片奠定基础。 检测方式自动对焦的基础是获取被摄对象与相机之间的距离。根据检测方式,常见的影像记录设备可以分为3类:
▲单反相机的独立AF模块位于反光板下方 什么是跑焦跑焦,泛指对焦不准确。单反相机在光学取景模式下,实际测量的是被摄对象到达独立AF模块的距离,而不是到达感光元件的距离。当机身、镜头零部件公差较大时,就会出现对焦偏差。使用感光元件直接对焦的对比度检测和混合检测,则不存在这种问题。 相关概念工作亮度无论采用何种检测方式,都需要在一定亮度下才能进行自动对焦——当环境亮度低于对焦系统要求的最低值时,就有可能出现对焦错误、无法对焦等情况。 目前,相位检测最低可以达到-3EV(ISO-100),而对比度检测则可以达到-4EV(ISO-100)。EV(Exposure Value)即曝光值。0EV可以是F1.0光圈、1秒快门;也可以是F1.4光圈、2秒快门……-2EV(ISO-100)表示所处环境需要F1.0光圈、4秒快门、ISO-100才能正确曝光。 需要说明的时,单反相机的独立AF模块通常只有中心对焦点能够达到最低工作亮度。以佳能6D为例,它的中心点可以达到-3EV(ISO-100),而其他10个对焦点只能达到-0.5EV(ISO-100)。理论上,对比度检测系统在整个画面区域上所有位置都可以达到最低工作亮度。 参数的换算索尼A7II的最低对焦亮度为-1EV(ISO100,F2.8),索尼A7/A7R是0EV(ISO100,F2.8)。换算下来,性能其实一样。 组合方式我们所说的对焦点,其实是由1条条线性对焦传感器组成的。水平传感器检测垂直线条,垂直传感器检测水平线条。 根据组成方式,可以分成双线型对焦点、双线错置对焦点、十字型对焦点、双十字型对焦点等。理论上对焦传感器的数量多、长度长,可以提高合焦速度和对焦精度。 目前,无反相机上的混合检测大多以线性相位检测专用像素为基础。三星NX1是首个实现十字型相位检测的非单反相机。 镜头光圈在单反相机涉及对焦功能的介绍中,我们往往会看到类似对应F2.8光束对焦传感器或光圈F8时可以自动对焦的描述。这里出现的光圈值,代表了对焦传感器的精度与适应能力。
上述文字中出现的光圈,均指镜头(或镜头组合)的最大光圈。 光圈与曝光联动单反相机光学取景模式采用全开光圈测光。例如:一只最大光圈F1.4的镜头,设定拍摄参数为F5.6。它在取景、对焦时光圈始终为F1.4,只有完全按下快门拍摄的一瞬间才会收缩到F5.6。无反相机则大多采用收缩光圈测光,镜头光圈跟随拍摄参数的设定而改变。 驱动马达尼康、索尼(美能达)、宾得的早期AF镜头需要通过机身马达驱动,现在已经逐步被更高效的镜头驱动方式所替代。 目前,大部分单反镜头采用螺旋式推进的齿轮马达驱动对焦镜组移动。在单一方向移动时,这种驱动设计是没有问题的,速度很快、推力很强。但如果需要频繁前后移动(对比度检测确定合焦位置时的拉风箱状态),螺旋式推进马达的离合时间会变长,对焦镜组的移动会变得迟缓。 为了解决这一问题,绝大多数无反镜头都采用了线性直驱设计,并且简化了对焦镜组的镜片数量,降低对焦时需要移动部件的重量,从而提高搭配对比度检测AF系统及视频拍摄连续追焦时的性能表现。由于对焦镜组重量较轻,因此无反相机镜头中配备超声波马达的产品比较少见。 佳能STM马达STM马达包含两种形式:导螺杆式为线性直驱设计(几款变焦镜头都是),而齿轮式(EF-S 24mm F2.8和EF 40mm F2.8)依然是传统设计。 AF新技术混合检测目前,支持混合检测AF技术的产品有:
考量混合检测AF技术的优劣,主要包括相位检测点数量、相位检测点覆盖范围、相位检测点支持的最小光圈、是否支持在短片拍摄中进行相位检测等几方面。综合来说,索尼A5100、A6000,三星NX1的混合检测技术最为先进,实际AF性能表现也最理想。 全像素双核CMOS AF目前,支持佳能全像素双核CMOS AF(Dual Pixel CMOS AF)技术的产品包括70D、7D Mark II单反相机,C100、C100 Mark II可换镜头摄像机。 在普通感光元件上,每个像素对应1个微透镜和1个光电二极管;而在支持全像素双核CMOS AF技术的感光元件上,每个像素对应1个微透镜和2个光电二极管。对焦时,2个光电二极管所捕捉的图像信号分别使用,实现相位检测AF;成像时,2个二极管所捕捉的图像信号合并使用,作为1个像素输出。 全像素双核CMOS AF技术的最大优势是不影响成像,短板则是无法在连拍、1920×1080 60p短片拍摄中使用。它支持超过超过100款佳能EF镜头(也包括腾龙、适马的绝大多数镜头),绝大多数情况下可以只用相位检测完成对焦。如果镜头发布时间较早,全像素双核CMOS AF技术则会像混合检测一样,先用相位检测寻找方向和大致距离,然后再切换到对比度检测进行合焦。 扩展阅读: ▲全像素双核CMOS AF的结构 松下散焦测距技术散焦测距(DFD)又称作空间识别,目前支持这一技术的产品包括GH4、LX100和FZ1000。 散焦测距是对比度检测AF系统的一种增强技术,能够达到模拟相位检测AF系统的效果。工作时,相机会快速移动对焦镜组并采集2张图像,然后结合内置的镜头散焦数据,测算出画面中每个对象到达相机的距离。在执行对焦时,相机就能快速获取对焦镜组的移动方向和距离,从而缩短对焦时间。 经确认,GH4无反相机只存储了松下Lumix G原厂镜头的散焦数据。搭配奥林巴斯、适马、腾龙的M4/3镜头时,无法激活散焦测距技术。另外,散焦测距无法改变对比度检测AF技术的本质。在连续对焦特别是短片拍摄连续对焦中,仍然会有小幅拉风箱现象。 佳能单反对焦系统面面观导语:佳能在售单反相机共有8套不同规格的对焦系统。除了对焦点数量的差别外,性能、操控和细节上也有很多不同。了解对焦系统的特点,对选购和使用都有积极意义。 写在前面佳能单反的独立AF模块并没有类似尼康Multi-CAM那样的具体型号。为了便于描述,ET按照对焦点数量进行分类,并且自己起了简化版、标准版、加强版等代号。 关于检测方式、亮度、组合方式、光圈等基础概念,请参考《关于AF系统你需要知道的》一文。 9点AF模块标准版这是佳能使用最广泛的对焦系统之一。
细节差异100D采用了第2代混合检测技术(覆盖取景画面80%×80%区域),可在实时取景/短片拍摄下提供连续AF。 简化版与标准版相比,简化版主要在最低亮度和F2.8光圈传感器方面进行了简化。
加强版与标准版相比,加强版的对焦精度明显提升:
细节差异50D具有AF微调功能。650D/700D具有第1代混合检测技术,可在实时取景/短片拍摄下提供连续AF。 全幅版与标准版相比,全幅版的区别在于中心点、覆盖面积和辅助点。
全幅版只有搭配F2.8或更大光圈镜头时,中心点才以十字型方式工作。搭配EF 24-105mm F4L IS USM、EF 70-300mm F4.5-5.6L IS USM等镜头时,中心点精度为单线型。
19点AF模块2009年发布的APS-C画幅旗舰产品7D率先搭载了19点AF模块。在此之后,佳能在2013年和2015年将这套AF模块其下放至中端产品70D、入门级产品750D/760D。 19点AF模块的构成方式与9点AF模块(加强版)相似:
细节差异7D、70D提供了AF微调功能,并且70D允许对变焦镜头的长焦端和广角端分别设定AF偏移量。 7D提供单点、定点、扩展(上下左右)、区域(5区)、19点全自动共5种对焦点选择模式;750D、760D、70D提供单点、区域、19点全自动共3种对焦点选择模式。 70D具有全像素双核AF技术,750D、760D具有第3代混合检测AF技术。 65点AF模块65点AF模块的构成方式与9点AF模块(加强版)相似。虽然数量上超过了61点AF模块,但复杂程度并不是最高的。
11点AF模块11点AF模块的构成方式与9点AF模块(普通版)相似,区别在于覆盖范围和最低工作亮度:
61点AF模块61点AF模块虽然已经不是对焦点数量最高的AF模块了(被佳能65点AF模块和索尼79点AF模块超越),但复杂度仍然是目前135单反相机中最高的。具体表现在:
尼康单反对焦系统面面观导语:尼康在售单反相机共有4套不同规格的对焦系统。除了对焦点数量的差别外,在F8支持、组对焦等方面略有差异。总体上来说,尼康的对焦技术要滞后于佳能。 写在前面尼康对焦系统统称为Multi-CAM。与佳能相比,尼康的对焦系统相对简单,既没有针对F2.8、F4大光圈的对焦传感器,也没有双线错置结构。 关于检测方式、亮度、组合方式、光圈等基础概念,请参考《关于AF系统你需要知道的》一文。 独立AF模块Multi-CAM 1100
搭载产品有D3x00、D5100、D80、D90等 跨品牌对比D3x00相比佳能1200D、600D对焦点稍多,但总体性能差别不大。 Multi-CAM 4800
搭载产品有D5200、D5300、D5500、D7000、D6x0、Df。 跨品牌对比连续对焦运动对象时,尼康Multi-CAM 4800明显强于佳能9点(全十字)和11点AF模块,略好与佳能19点AF模块。 Multi-CAM 4800的最大短板是非中心区域对焦点精度不高,这也是尼康中高端产品的通病。另外,与6D相比,D6x0、Df的弱光对焦能力一般。 Multi-CAM 3500
D300系列、D3系列中心点最低亮度-1 EV,D7100、D8x0、D4系列中心点最低亮度-2EV。 Multi-CAM 3500 II中心点最低亮度达到-3 EV,模块尺寸更小,搭载产品有D7200、D750。 因为机身小型化的关系,D750的对焦覆盖范围略小于D8x0、D4系列。 跨品牌对比尼康Multi-CAM 3500与佳能19点AF模块各有优势,但在非运动拍摄中,还是佳能19点AF模块更实用一些。 与佳能61点和65点AF模块相比,尼康Multi-CAM 3500整体上处于下风。 其他特性F8支持尼康几乎所有相机的所有点都能在F8下工作(实际上尼康AF系统并不受镜头最大光圈的硬性制约),但只有官方说明上提到的点才能保证任何条件下都可以正常工作。
对焦微调D7x00、D300系列、D6x0、Df、D7x0、D8x0、D3系列、D4系列支持AF微调功能,但只有一个偏移量,不能像佳能新一代产品那样分别设定广角端/长焦端偏移量。 3D追踪包括D3x00在内,尼康几乎所有单反相机都支持3D追踪对焦。尼康的3D追踪更接近于佳能的iTR动体追踪,后者只出现在7D2、5DS、5DS R、1DX上。与普通的AF-C相比,尼康3D追踪和佳能iTR都能通过识别被摄物体的形状、颜色自动移动对焦点。 组对焦区别于佳能的做法(将所有对焦点划分为若干区域),尼康的组对焦更接近于佳能扩展(上下左右)模式,即同时选择和移动5个对焦点(取景器中显示4个方框)。 实时取景AF尼康从D3100开始加入AF-F伺服对焦技术,目前在售的全部单反相机均可在实时取景/短片拍摄下连续AF。 人脸识别D750、D8x0、D4系列采用了9.1万像素RGB测光,可以在光学取景器下提供面部优先对焦。 让对焦更精准 |
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