必威电竞|足球世界杯竞猜平台

自動對焦
來源:互聯(lián)網(wǎng)

自動對焦(AutoFocus)是利用物體光反射的原理,將反射的光被相機上的傳感器CCD接受,通過計算機處理,帶動電動對焦裝置進(jìn)行對焦的方式叫自動對焦。它多分為二類:一是主動式,另一個則是被動式。

分類

1、主動式:相機上的紅外線發(fā)生器、超聲波發(fā)生器發(fā)出遠(yuǎn)紅外線或超聲波到被攝體。相機上的接受器接受反射回來的紅外光或超聲波進(jìn)行對焦,其光學(xué)原理類似三角測距對焦法。主動式中又有能量法,用于低檔普及型相機的自動對焦,廣泛用于各種平視取景相機。主動式對焦對斜面,光滑面對焦困難。對亮度大,遠(yuǎn)距離的被攝體對焦困難。這是由于發(fā)出的光被反射到其它方向,或達(dá)不到被攝體所至。主動式由于是相機主動發(fā)出光或波,所以可以在低反差、弱光線下對焦。對細(xì)線條的被攝體,對動體都能自動對焦。缺點是當(dāng)被攝體能吸收光或波時對焦困難,還會被玻璃反射故透過玻璃對焦困難。

2、被動式:即直接接收分析來自景物自身的反光,進(jìn)行自動對焦的方式。這種自動對焦方式的優(yōu)點是;自身不要發(fā)射系統(tǒng),因而耗能少,有利于小型化。對具有一定亮度的被攝體能理想的自動對焦,在逆光下也能良好的對焦。對遠(yuǎn)處亮度大的物體能自動對焦。能透過玻璃對焦。但缺點是對細(xì)線條的被攝體自動對焦較困難。在低反差,弱光下的對焦困難。對動體自動對焦能力差。對含偏光的被攝體自動對焦能力差。黑色物體或鏡面的對焦能力差。

主動、被動式自動對焦方式各有千秋,好在一般單反照相機上都有二種自動對焦方式,可以互補使用,自動切換,發(fā)揮其強項,克服其弱點。單反相機上多使用被動式對焦方式,所以其對焦受最大光圈數(shù)的限制。光圈小于F8時自動對焦困難。為此,大多數(shù)單反相機都有自動對焦輔助光(Autofocusaidlights)發(fā)射器發(fā)射帶紅外帶條紋的光束,幫助對不同質(zhì)地的被攝體自動對焦。在光線足夠亮?xí)r這些輔助光是不工作的。使用時需要注意的是;由于主動式的發(fā)射窗在相機的右邊,所以在握相機時不要讓手擋住發(fā)射窗。擋住發(fā)射窗時對不上焦。專業(yè)相機機身上沒有發(fā)射輔助光的發(fā)射窗,只有裝上閃光燈,利用燈上的發(fā)射窗發(fā)射輔助光進(jìn)行主動對焦.

特征

具備以下三點特性

1.以某種方式自動判斷拍攝者所拍攝的主體;

2.以某種方式測量被攝主體與相機感光元件之間的距離;

3.驅(qū)動電機將鏡頭的對焦裝置推到與之相應(yīng)的距離刻度。

原理

從基本原理來說,自動對焦可以分成兩大類:一類是基于鏡頭與被拍攝目標(biāo)之間距離測量的測距自動對焦,另一類是基于對焦屏上成像清晰的聚焦檢測自動對焦。

測距自動對焦

測距自動對焦主要有紅外線測距法和超聲波測距法。

紅外線測距法該方法的原理是由照相機主動發(fā)射紅外線作為測距光源,并由紅外發(fā)光二極管間構(gòu)成的幾何關(guān)系,然后計算出對焦距離。

超聲波測距法該方法是根據(jù)超聲波在數(shù)碼相機和被攝物之間傳播的時間進(jìn)行測距的。數(shù)碼相機上分別裝有超聲波的發(fā)射和接收裝置,工作時由超聲振動臺發(fā)出持續(xù)超聲波,超聲波到達(dá)被攝體后,立即返回被接收器感知,然后由集成電路根據(jù)超聲波的往返時間來計算確定對焦距離。

紅外線式和超聲波式自動對焦是利用主動發(fā)射光波或聲波進(jìn)行測距的,稱之為主動式自動對焦。

聚焦檢測自動對焦

聚焦檢測方法主要有對比度法和相位

a對比度法該方法是通過檢測圖像的輪廓邊緣實現(xiàn)自動對焦的。圖像的輪廓邊緣越清晰,則它的亮度梯度就越大,或者說邊緣處景物和背景之間的對比度就越大。反之,失焦的圖像,輪廓邊緣模糊不清,亮度梯度或?qū)Ρ榷认陆?;失焦越遠(yuǎn),對比度越低。利用這個原理,將兩個光電檢測器放在CCD前后相等距離處,被攝影物的圖像經(jīng)過分光同時成在這兩個檢測器上,分別輸出其成像的對比度。當(dāng)兩個檢測器所輸出的對比度相差的絕對值最小時,說明對焦的像面剛好在兩個檢測器中間,即和CCD的成像表面接近,于是對焦完成。

b相位法該方法是通過檢測像的偏移量實現(xiàn)自動對焦的。

在感光CCD的位置放置一個由平行線條組成的網(wǎng)格板,

線條相繼為透光和不透光。網(wǎng)絡(luò)板后適當(dāng)位置上與光軸對稱地放置兩個受光元件。網(wǎng)絡(luò)板在與光軸垂直方向上往復(fù)振動。當(dāng)聚焦面與網(wǎng)絡(luò)板重合時,通過網(wǎng)格板透光線條的光同時到達(dá)其后面的兩個受光元件。而當(dāng)離焦時,光束只能先后到達(dá)兩個受光元件,于是它們的輸出信號之間有相位差。有相位差的兩個信號經(jīng)電路處理后即可控制執(zhí)行機構(gòu)來調(diào)節(jié)物鏡的位置,使聚焦面與網(wǎng)格板的平面重合。

各種自動對焦的特點

各種自動對焦方式各有其局限性。例如紅外測距和超聲測距的對焦方法,當(dāng)被測目標(biāo)對遠(yuǎn)紅外線超聲波有較強的吸收作用時,將使測距系統(tǒng)失靈或?qū)共粶?zhǔn)確;而對比度法聚焦檢測受光照條件的制約,當(dāng)光線暗弱或被攝體與背景明暗差別很小時,對焦就會有困難,甚至失去作用。

應(yīng)用分析

當(dāng)兩個檢測器所輸出的對比度差值絕對值最小時是最佳狀態(tài),我們假定兩個檢測器所輸出的對比度差值的絕對值為m,要使m最小,必須多次移動鏡頭后再利用差值法逐次逼近。多次移動鏡頭需要耗費很多時間,而數(shù)碼相機對于對焦時間又有一定的要求,這本身是一對矛盾,所以折中的辦法就是,在滿足使用的情況下,給定一個值,我們暫且假定為Q,只要m

所以我們可以得出下列結(jié)論:

aQ值設(shè)定的越小自動對焦的精度就越高,對焦的速度越慢。反之Q值越大,對焦精度就越低,對焦的速度就越快。

b圖像的反差越大,光線強,差值法逐次逼近的速度越快,容易滿足對焦條件。

c圖像的反差越小,光線弱,差值法逐次逼近的速度越慢,不易對焦,光線很弱時,根本無法完成對焦。

從而我們即可知道在不同的情況下,根據(jù)我們的需要來設(shè)定這個Q值,以滿足要,但我們可以從相機的不同設(shè)定中看到對焦速度的差別。

我們可以簡單將數(shù)碼相機的應(yīng)用分為以下幾檔:

a高精度檔此檔對焦最慢,對光線要求高。

b普通精度檔此檔對焦最一般,對光線要求不是太苛刻。

c次精度檔此檔對焦速度稍快,但精度有所下降。

d低精度檔此檔對焦速度最快,但對焦的精度很低。

實例說明

下面結(jié)合FZ10我們分析一下不同的對焦速度的應(yīng)用:

做為數(shù)碼相機的應(yīng)用,我們就很容易的將FZ10的各種固化模式進(jìn)行歸類:

微距模式就是FZ10的小花模式應(yīng)該屬于高精度檔,一般拍時光線不錯,自動對焦慢點沒關(guān)系,主要是要獲得最高清晰的圖像。

A/S/M等FZ10的模式應(yīng)該屬于普通精度檔,這是一種折中的模式,雖然不是最高精度,但可以得到很好的自動對焦速度.

跟蹤對焦模式就是FZ10的運動拍模式,對焦速度稍快.

FZ10錄像模式精度很低,同時要求快的對焦速度,低精度檔對它適合。

后面是二張測試圖,分別用FZ10的小花模式和M模式,曝光參數(shù)完全相同,用三角架和自動對焦拍攝加自拍,距離約為6m,焦距為432mm.

從對FZ10的實際測試,微距模式對焦速度明顯慢于普通模式,但對焦的精度高于普通模式。

方式

DSLR大致包括如下3種自動對焦方式:

1.單次自動對焦

2.連續(xù)自動對焦

3.3.自動切換/人工智能伺服/最近主體先決的動態(tài)自動對焦

首先,我們先來看看最為常用的單次自動對焦。其工作過程是通過半按快門來啟動,在焦點未對準(zhǔn)確前對焦過程一直在繼續(xù)。一旦處理器認(rèn)為焦點準(zhǔn)確以后,只要將快門完全按下就完成了一次拍攝過程,同時自動對焦系統(tǒng)停止工作。

如果在對焦完成提示音之后,全部按下快門之前,被攝物體移動了。由于是“單次”自動對焦所以在完全按下快門之后就可能看到一張模糊的圖片。當(dāng)然這是一種比較夸張的說話,這么說是為了更好為說明連續(xù)自動對焦做個鋪墊。

由于單次自動對焦的特點所至,在拍攝靜止不動的物體時(如風(fēng)景、微距攝影、人物合影等)是最為合適的選擇。這種對焦完畢后焦點自動鎖定,只要半按快門不放,就可以重新構(gòu)圖拍攝的方式操作非常簡便。

第二,我們再來看看最適合拍攝運動中物體的連續(xù)自動對焦。由于上面說到的單次自動對焦方式不能很好的“跟蹤”運動中的物體,給一些拍攝帶來了很大的麻煩,因此也就產(chǎn)生了連續(xù)自動對焦方式。

與單次自動對焦不同的是,連續(xù)自動對焦在處理器“認(rèn)為”對焦準(zhǔn)確后,自動對焦系統(tǒng)繼續(xù)工作,焦點也沒有被鎖定。其目的在于當(dāng)被攝體移動時,自動對焦系統(tǒng)能夠?qū)崟r根據(jù)焦點的變化驅(qū)動鏡頭調(diào)節(jié),從而使被攝物一直保持清晰狀態(tài)。當(dāng)然,相機的對焦框也要實時的對準(zhǔn)被攝體,這樣在完全按下快門的時候就不用擔(dān)心被攝物對焦不準(zhǔn)確的問題了。

連續(xù)自動對焦多用在處于運動中的物體拍攝,比如體育比賽中拍攝運動員、新聞發(fā)布會中拍攝發(fā)言人以及撲捉運動中的動物的精彩瞬間等等。并且,針對于DSLR無須膠片的優(yōu)勢,只要結(jié)合高速的連拍功能就可以比較輕松的拍攝出一組精彩照片。

最后,我們要來看看自動切換/人工智能伺服/最近主體先決的動態(tài)自動對焦是如何工作的(為了敘述方便,以下簡稱智能對焦)。從理論上說有了單次自動對焦和連續(xù)自動對焦,就應(yīng)該能夠滿足各種不同拍攝場景的需要了。但是在長期的實際拍攝過程中,還是會發(fā)現(xiàn)一些問題,比如說長期處于連續(xù)自動對焦的DSLR的耗電量比較大的問題。當(dāng)然,最主要的還是怕出現(xiàn)一個可能隨時移動的被攝物從相對靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)換到運動狀態(tài),或者相反的情況。而智能對焦的出現(xiàn)很好的折中解決了上面提到的問題。這種將單次自動對焦和連續(xù)自動對焦結(jié)合起來的方式更加適合在被攝物動靜不斷切換的場景下使用。DSLR根據(jù)被攝物的移動速度自動選擇對焦方式,內(nèi)部的測距組件一直不斷地測量自動對焦區(qū)域內(nèi)的影像,并實時傳送到處理器中。當(dāng)被攝物靜止不動時選擇單次自動對焦,當(dāng)被攝物運動時,選擇連續(xù)自動對焦。由于切換工作交由處理器來完成,因此您只需要按動快門就可以了。

需要注意的是,前兩種提到的自動對焦方式是最普遍、最常用的,無論是哪家DSLR廠商基本上都按照上述名稱命名。而第三種提到的方式無論各家起什么樣的名字,其工作原理基本上是相同的都是根據(jù)主體離哪個對焦點近選擇哪點進(jìn)行自動對焦,而自動對焦點越多,相應(yīng)的被攝物被準(zhǔn)確對焦的概率也就大了。

html5新元素屬性——autofocus屬性

autofocus屬性規(guī)定在頁面加載時,域自動地獲得焦點。

注釋:autofocus屬性適用于所有標(biāo)簽的類型。

實例

Username:文本"name="user_name"autofocus="autofocus"/>

參考資料 >

生活家百科家居網(wǎng)