第四节 取景与对焦_对焦_取景器
一、取景系统
数码相机的取景装置紧张有光学取景器和电子取景器两大类,也有部分相机兼具两种取景办法供拍照师选择利用。
1.光学取景器
光学取景器有单反数码相机上普遍采取的“单镜头反光同轴型”和非单反数码相机采取的“旁轴平视型”两种。
(1)单镜头反光同轴型。被拍摄景物的光芒透过镜头到达相机内部的反光镜后,反射到上面五棱镜,经由五棱镜的反射,透过光学目镜,从相机背面的不雅观景窗通报到人眼睛里。
单镜头反光同轴型取景办法
单镜头反光同轴型的取景办法,首先担保了取景的真实性。通过光学取景器不雅观察景物,看到的都是未经处理的“真实”场景,不存在色偏;其次担保了取景的即时性和细节表现力,不须要光—电转换的步骤,没有经历光电转化过程的画质丢失,看到的景物和现实场景同步,对景物细节的表现力更好。
(2)旁轴平视型。被拍摄景物的光芒直接从相机正面的取景窗口射入,然后从相机背面的取景窗进入被不雅观察者的眼睛,光路线大略明了,旁轴平视取景器的体积都比较小,制造本钱也不高,以是被各数码相机厂商所普遍利用。但是利用旁轴平视取景的相机,其取景窗口与镜头的位置是分开的,以是从取景器中所看到的图像和实际拍摄的图像大小位置都有一定的差别,这中差别被称为“视差”。视差在拍摄远景时问题不大,但是在拍摄近景时常会涌现取景范围和终极成像角度不同,构图不对的问题,不利于取景和构图。
2.电子取景器
电子取景器又称“EVF(Electronic View Finder)取景器”,直策应用感光元件将光旗子暗记转换为电子旗子暗记并实时输出到屏幕上的取景办法。紧张用于无反数码相机中,不存在五棱镜构造中的边缘视野丢失的问题,取景范围达到100%视野范围,真正做到“所见即所得”。在显示屏上除了显示被拍工具的实时影像外,还能显示光圈大小、快门速率等拍摄信息,以及相机菜单项设置。其余,液晶屏可翻转、伸缩,方便拍摄取景。
随着科技的发展,电子取景器的上风越来越明显,光电转换后显示在屏幕上的信息偏差、屏幕刷新延迟、高速连拍等一系列问题都得到了很好的办理。但电子取景器无法改进的“原罪”便是功耗大,除了对电池哀求比较高外,功耗大意味着更随意马虎发热,散热不及时就随意马虎涌现更多的噪点。
索尼ILCE-9(A9) 电子取景器和可翻折触摸式液晶屏
二、聚焦系统
聚焦的操作有自动聚焦和手动聚焦两大类,当代拍照中,大量采取自动对焦操作,某些分外情形下,会涌现自动聚焦失落败,或拍照师希望自主掌握焦点的时候,会用得手动对焦。
1.自动聚焦
自动对焦组件是当代相机最核心的功能组件之一,也是相机上科技含量最高的技能之一。实现自动对焦的第一个难题是如何办理对焦检测问题,即如何从人为的剖断相机对焦成功,变成相机自动识别对焦成功。自动对焦系统是上世纪八十年代大规模运用于民用相机,当时的对焦系统分为两类系统,主动对焦检测和被动对焦检测。
主动对焦检测,便是相机本身发出超声波或者红外线等,通过物理办法进行测距,类似于我们利用的雷达。相机内置旗子暗记发生设备,发生发火声波或者红外线,然后接管物体反射的旗子暗记,来检测相机间隔被测物体的间隔,从而依赖测定的间隔进行自动对焦。好处是在对焦检测不灵敏的时期,可以避免光芒不好的情形下对焦失落效,但碰着例如玻璃、或者会接管红外线或者超声波的物体,主动对焦就无法精确判断间隔了。
被动对焦检测是当代相机的对焦办法,即依赖镜头网络物体反射的光芒信息,然后通过相机对物体的光芒信息进行剖断,从而判断是否合焦。这种办法后来又分为了两种形式,比拟度检测和相位检测。
对付相位检测聚焦,在单反上大多利用独立相位检测模块技能,检测的是点扩散函数取极大值,收敛成一个点光源时的空间位置,而无反上大多利用片上式相位检测技能,检测的是点扩散函数在位置参数上扩散区间的最小值。
比拟度检测的办法,是通过连续的对焦侦测,找到画面中比拟度最大的一个点,从而判断焦点。这套系统的上风在于,可以比相位检测更精准,险些不会涌现对焦失落误。但须要不断侦测,相机并不知道现在的对焦状态是焦点太过于靠前,还是过于靠后,因此对焦速率要比相位对焦更慢,而且光芒较弱的情形下比拟度很低,比拟度检测很难在弱光环境下实现对焦。
相位检测对焦,奠定了当代单反相机的对焦根本,而比拟度检测则奠定了卡片相机和微单的对焦根本。从实际运用来看,对焦系统还有一个问题,如何办理连续追焦问题。连续追焦说白了便是对付运动物体的预判,判断物体的运动轨迹和运动方向,就涉及到十字型对焦点。
十字型对焦,顾名思义便是对焦检测模块中,一个对焦点的检测模块分成一个十字形状排列。十字对焦点并不影响单点对焦的精准度,但是对追焦剖断极为主要。
如今的对焦系统,实在依然并不完善,以至于很多旗舰型对焦系统,依然还是强调对焦点的覆盖面积和十字型对焦点覆盖面积。对焦发展的很长一段韶光,特殊是相位对焦系统的发展,都将因此提升对焦点的数量,和改进追焦性能这两方面出发。
从现有技能来看,最好的运用便是把相位对焦融入实时取景的比拟度检测中,如索尼的稠浊对焦系统,随着像素提升,我们可以在相机上埋入更多的相位对焦检测点,依赖相位对焦的事理来提升无反的对焦性能。
索尼ILCE-9(A9) 增强型稠浊自动对焦(相位检测自动对焦/比拟检测自动对焦)
所谓稠浊对焦系统,便是在传感器上安顿相位对焦和比拟度检测对焦。相位对焦因此埋点的形式涌现,表现在对焦系统中,所有可以选择的对焦点,便是埋入的对焦点。对焦点会占用像素,因此A9的传感器像素是2800万但是实际可用像素是2400万,多出来的400多万像素点便是被相位检测对焦系统所占用。而比拟度检测是依托于像素本身完成,因此以区域形式涌现。两者协同事情,就构成了现在微单的核心对焦办法,稠浊对焦。
另一方面,相机领域像佳能推出了全像素双核CMOS AF(Dual Pixel CMOS AF),手机领域像三星也推出了全像素双核对焦,这是相位对焦的另一种形态。传统的相位对焦须要“埋点”,也便是用相位检测点代替原有的像素点,而全像素双核则是依托于两个像素点来进行相对位置检测,事理是相似的,但是不用通过单独的光学镜片进行分光,只用像向来进行实现。CMOS图像感应器的每个像素都配备有两个光电二极管,从而可以捕捉相位不同的两个图像旗子暗记,在实现犹如光学取景器的相差检测自动对焦的同时,拍摄时结合两个光电二极管旗子暗记完成每个像素的成像。像素同时具备对焦及成像的功能,全像素读取,无须像素弥补,可得到高画质图像。
佳能全像素双核CMOS AF
有了对焦检测系统,下一步便是如何实现自动对焦。相机须要一个工具,能够像人手一样推动镜头前后运动,实现对焦,这个工具便是对焦马达。早期的大部分自动对焦相机都是采取镜头内置对焦检测组件+对焦马达的办法,但是这种办法让镜头变得又大又沉。这种对焦马达又称为“线性马达”,利用微型电动机作为推动力,在运作时会发出“zeng zeng zeng”的声音,构造大略,工艺本钱低,是大量入门级镜头的首选,例如佳能和尼康的老版本18-55mm上依然能够见得到。但是这类马达的推动力低下,很难推动大尺寸的长焦镜头或者大镜片的广角镜头,而且对焦速率慢,不适宜在高端镜头上运用。
办理这一问题,数码相机厂家设计出了耗电低、扭矩大,用很小的电量就能快速且准确的推动大重量的对焦镜片组运动超声波马达,超声波马达机器设计繁芜,加工精度哀求很高,如今各家的马达基本都是超声波马达,具有环形/微型平分歧型号,是现在最主要的对焦马达。
超声波马达拆分开,核心部件便是这么一组组件
在近两年,高端镜头型号依然是坚守超声波马达阵地,但是一些入门级镜头,特殊是APS-C套机镜头,逐渐开始利用步进式马达,佳能叫做STM马达,而尼康叫做AF-P马达,这类马达的特点是体积更小,而且对焦速率靠近于超声波马达,这将是未来一段韶光对焦马达的另一个发展方向。
2.自动聚焦模式
根据聚焦目标区的不同,自动聚焦模式有中央区域自动聚焦和多点区域自动聚焦。中央区域自动聚焦又称为“单点对焦”,指相机针对取景框中心的自动聚焦目标区域进行自动聚焦,对焦点可以在所有对焦区域内做选择;多点区域自动聚焦又称为“多重对焦”、“智能对焦”等,相机可在多个自动聚焦区域中自动选择聚焦工具,不必顾及被摄工具的聚焦情形,适宜较大场景的拍摄,根据区域的多少又有9点、11点、21点、51点区域自动聚焦。
中央区域自动聚焦和多点区域自动聚焦
单次自动聚焦——佳能标为“ONE SHOT”,尼康标为“AF—S”。在半按快门按钮时相机完成对焦,对焦框会变成赤色并且伴随着蜂鸣音。这时不管若何迁徙改变方向,或者镜头前的景物移动位置,对焦点都不会改变。若对焦完成并拍摄时,被摄物移动了位置,则焦点就会不准确,以是单次自动对焦紧张用来拍摄风光、静物等,不适宜拍摄运动物体。
在拍摄实践中,若涌现拍摄工具的主体部分不在画面中心,而是常常偏左或偏右的情形,如果直接对着前方半按快门,那么相机就会以正前方的物体为对焦点导致不能对主体对焦的情形。这是可以采取“对焦平移”的拍摄方法,即先对拍摄主体半按快门进行对焦,然后轻轻迁徙改变相机进行构图,把主体放在台适的位置,再按下快门进行合焦拍摄。
人工智能伺服自动聚焦——佳能标为“AI SERVO”,尼康标为“AF-C”。人工智能伺服自动对焦为拍摄运动物体而生,在半按下快门按钮完成对焦后,对焦系统仍旧处于事情状态,拍摄工具在画面里纵然不断改变位置和间隔,相机也时候保持对它跟焦,随时完备按下快门,都可以拍到主体清晰的照片。如激活全部对焦点后的“3D跟踪模式”便是范例的人工智能伺服自动聚焦,百米赛跑的运动员、奔跑的骏马、飞舞的蝴蝶等等都须要利用人工智能伺服自动对焦模式拍摄。
人工智能自动聚焦:佳能标为“AI FOCUS”,尼康标为“AF-A”,即自动切换聚焦模式。在该模式下,相机根据被摄体的状态,自动选择“单次”或“连续”,即当拍摄静态工具时,相机选择“单次自动聚焦”,当拍摄运动工具时,相机会自动切换到“人工智能伺服”的连续自动对焦模式。紧张是由于我们拍摄的静物很可能会溘然运动,并且人工智能伺服自动对焦比较费电,以是应运产生了人工智能自动对焦模式。
自动对焦/手动对焦切换按键
手动对焦,是通过手工迁徙改变对焦环来调节相机镜头从而使拍摄出来的照片清晰的一种对焦办法,这种办法很大程度上面依赖人眼对对焦屏上的影像的判别以及拍照师的闇练程度乃至视力。合焦后被摄体会清晰的呈现在对焦屏上,而是否清晰紧张由人来判断。具有实时取景的相机还可以通过2倍或4倍放大来赞助利用手动对焦,并达到合焦准确。
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