卷 V · 看见CH 19深度 19/24

对焦:它到底在什么

对焦系统只有一个任务:把镜头拧到某个位置,让某个东西落在焦平面上。难点不在「拧」,在「怎么知道该往哪拧、拧多少」——而两种主流方案在这一点上有本质区别。

反差检测相位检测拉风箱AF-S / AF-C眼部对焦

反差检测:只知道「现在有多清楚」

最直观的办法:清楚的图像边缘反差高,模糊的图像反差低。那就一边拧对焦环,一边算画面的反差,找反差最大的位置。

问题在于:它只能读到一个数字。它不知道自己在山的哪一边,也不知道山顶有多远。

唯一的办法是爬山:往一个方向拧,看变好还是变坏;变坏就掉头;每次掉头把步长减半,直到收敛。

而这意味着它必须冲过山顶才知道山顶在哪。这就是「拉风箱」(focus hunting)——镜头前后来回找的那个动作。

相位检测:一次测量就知道差多远、往哪边

相位检测借用了双眼测距的原理:

  1. 把镜头入瞳左半边右半边来的光分别引到两组像素上;
  2. 对焦准确时,两组像素看到的图案完全重合
  3. 对焦不准时,两个图案错开——而错开的方向告诉你是前焦还是后焦,错开的距离正比于差了多少。
◆ 两者的本质区别

反差检测得到的是一个标量(有多清楚),相位检测得到的是一个矢量(差多少、往哪边)。

有了矢量,镜头可以一步到位:算出该走多少,走过去,再验证一次。切换到 demo 里的相位模式,你会看到轨迹从几十次来回变成两三步。

这也是为什么能跟拍运动的相机必须有相位检测:跟一个跑动的人,你需要在每一帧预测他下一帧在哪——而这需要知道「他正在往哪个方向偏离」,反差检测给不了这个信息。

三代技术,一条清晰的线

方案怎么实现优点缺点
单反的独立相位模块反光镜把一部分光引到机身底部的专用 AF 传感器快、能跟运动模块和传感器是两个不同的平面,会有跑焦,需要微调
早期无反的反差检测直接用主传感器的画面算反差精度高(就在成像面上,不存在跑焦)慢,会拉风箱,跟不了运动
片上相位检测(今天)在主传感器上直接埋入成对的遮蔽像素或双光电二极管又快又准,而且没有跑焦那些像素的成像要靠插值补回来(影响极小)

「无反相机现在对焦比单反强」这个说法,底下就是这条线:片上相位检测同时拿到了两边的优点——它有相位的矢量信息,又因为就在成像面上而不存在跑焦。

✎ 跑焦是什么,还需不需要关心

单反的相位模块在机身底部,它到镜头的光程和传感器到镜头的光程理论上应该相等,但制造公差、温度、镜头个体差异都会让它偏一点点。

结果就是:AF 说合焦了,实际焦点落在主体前面(前跑焦)后面(后跑焦)。大光圈镜头景深浅,一点点偏差就能看出来(回想第 10 章那个 45 毫米)。

单反用户要在菜单里做「AF 微调」,一支镜头一个值。无反用户完全不用管这件事——这是无反最被低估的好处之一。

对焦模式:三个必须搞清楚的选项

模式行为用在哪
AF-S / One Shot(单次)合焦后锁死,你不松手它不再动静物、风景、摆拍。可以「对焦后重新构图」
AF-C / AI Servo(连续)持续跟踪,一直在调整运动、小孩、宠物、任何会动的东西
AF-A(自动切换)相机自己猜该用哪个建议别用——猜错的时候你不知道它在哪个模式
⚠ 「对焦后重新构图」在大光圈下会失焦

这是个非常经典的坑。流程是:用中央对焦点对准眼睛 → 半按锁定 → 转动相机重新构图 → 按下。

问题是:你转动相机时,焦平面跟着转了。焦平面是一个垂直于光轴的平面,转动之后它扫过去了,而主体还在原地。

转动 15° 时,3 米外的偏移大约是 3 × (1/cos15° − 1) ≈ 10 厘米。而 85mm f/1.4 在 2 米处的景深只有 45 毫米——妥妥地失焦

解法:直接把对焦点移到主体所在的位置(现代相机的对焦点覆盖几乎整个画面),或者用眼部对焦。这个老技巧是胶片时代对焦点少的遗产,今天基本不该再用。

眼部对焦:这十年最大的实用进步

眼部对焦不是一个新的对焦原理,它是在原理之上加了一层识别

  1. 用神经网络在画面里找出人(或动物、鸟、车)的位置;
  2. 进一步定位到眼睛
  3. 把相位检测的测量区域压到那一小块上;
  4. 持续跟踪,人转头、走动、被遮挡再出现都能接上。

它解决的是这一章开头那个被忽略的问题:「该对焦到哪」比「怎么对准」更难。前面几十年,这个问题一直是靠人手动选对焦点解决的。

实际影响有多大:拍人像时,你可以彻底不管对焦,专心看构图和表情。这在十年前是不可想象的。

✎ 背钮对焦(Back-button AF)

一个值得一试的进阶习惯:把对焦从快门键上解绑,改到机背的 AF-ON 键。

好处是对焦和拍照变成两件独立的事

  • 按住 AF-ON = 连续跟焦(等于 AF-C)
  • 松开 AF-ON = 焦点锁死(等于 AF-S)
  • 完全不按 = 手动对焦

三个模式用一个手指切换,不用进菜单。缺点是需要一两周适应期,中间会错过一些照片。值不值得看你拍什么——拍运动和野生动物的人几乎都用它。

⌗ 到你手上

手机上对应的操作是点一下屏幕——那是在告诉它「对焦到这」。长按则是锁定 AE/AF,配合下滑的亮度条,等于手机版的「点测 + AE-L」(第 4 章)。

◎ 现在去拍一张

大光圈(f/2 或更大),拍一个人的头肩,距离 1.5 米左右。

拍两组: 用中央点对焦眼睛,然后转动相机把人放到画面 1/3 处再按; 直接把对焦点移到 1/3 处那只眼睛上(或者开眼部对焦)。

放大看眼睛。第一组多半是虚的,睫毛不实,实的地方在耳朵或者更后面。这就是上面那个警告框在说的事——而且它比看文字有说服力得多。

这一章的一句话

反差检测只知道「有多清楚」,所以必须冲过头;相位检测知道「差多远、往哪边」,所以能一步到位。而今天最大的进步不在于对得多准,在于相机终于知道该对哪。

下一章是卷 V 的收尾:镜头参数表怎么读。那串「24-70mm F2.8 DG DN Art」到底在说什么?为什么等效换算要换三样而不是一样?以及买镜头之前该问自己的那两个问题。