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標題: 數碼攝像機拍攝的對焦技術分析 [打印本頁]

作者: artinezww5789 時間: 2012-1-8 03:10 標題: 數碼攝像機拍攝的對焦技術分析

攝像機的自動聚焦機構

在動態圖像的拍攝過程中，攝像機與被攝體之間的距離是經常變動的，因此常常會超出景深範圍而導致圖像模糊。為了使圖像保持清晰，就必須不斷改變鏡頭的焦點位置，使圖像始終保持清晰。這種調節焦點位置的過程稱為聚焦或對焦。

攝像鏡頭的前端專門設有一組聚焦鏡片，包括外側與內側兩個透鏡，通過改變聚焦組鏡片的位置即可達到調焦的目的。目前攝像機鏡頭的自動聚焦方式很多，大致可分為兩類：一類為主動式聚焦，包括紅外線方式和超聲波方式；另一類為被動式聚焦，較有代表性的有佳能自己研製開發的「固態三角測量」系統（SST，Solid State Triangulation）和新近流行的TTL方式。

通常家用攝像機採用的是主動式聚焦，其原理就是當鏡頭對準目標時，由裝置在攝像機鏡頭內下方的一組發射器，發出紅外線或超聲波，經被攝物體反射回來後，再由攝像機的紅外線傳感器或超聲波傳感器接收下來，從而測定出距離，根據測定的距離驅動攝像機的聚焦裝置聚實焦點。其優點是不受光線條件的影響，能在完全黑暗的情況下工作。但不能透過玻璃進行工作，對吸收紅外線或超聲波的物體、遠距離的物體也不能正常工作。

而專業攝像機多採用被動式聚焦。SST方式的原理是：來自被攝體的光線分別經過固定反光鏡和可動反光鏡後，再反射到兩個透鏡及一個三角稜鏡，分別照射在檢測傳感器上，使之變換成電信號。再由微電腦處理器對所得到的信息進行分析，計算出與被攝物體之同的距離，控制鏡頭的聚焦電動機進行聚焦工作。TTL方式的結構相對簡單：直接從攝像鏡頭後面的CCD傳感器取出視頻信號，再經微機處理，根據這些返回的數據來調整透鏡的自動對焦機構。有遠距離聚焦正確，對焦沒有視差等優點，不足之處是當光線太暗和被攝體反差低時不能正常工作。

攝像聚焦操作

通常情況下，保證拍攝畫面的清晰是攝像最基本的要求之一，而聚焦調節是保證圖像清晰度最重要的一環，攝像機聚焦的過程就是對圖像清晰度調節的過程。

在實際操作過程中，一般都是將變焦距鏡頭推到廣角位置（W）再進行聚焦，因這時景深範圍大，可以很容易地將焦點聚實。我們通過取景器觀察圖像的清晰度情況，直到滿意為止。聚實焦點之後，再推拉變焦拉桿將鏡頭調整到所希望的構圖景別上，焦點在變焦過程中不會變化。而採用攝遠位置（T），對焦較為困難。特別是在近距離拍攝時，一定要將鏡頭調節為焦距最大的位置。

目前所有的攝像機，都具有自動聚焦功能，稍高級一點的也加上了手動聚焦功能。在自動狀態下基本能滿足大多數環境下的拍攝，除非你是一個經驗老道的攝像師，否則還是先依靠攝像機自動系統為好。

但是，我們知道自動聚焦系統並不是萬能的，各種方式的自動聚焦都有各自的特點，同時也都有其一定的局限性，許多情況下還需要靠手動來聚焦。例如下圖當主要的被拍攝物偏離畫面中心處於畫面邊緣時，使用手動聚焦的方法是：先將自動聚焦切到手動，對準被拍攝物使其位於畫面的中央，並調節清晰度到最佳，再利用鎖定功能將焦距鎖定在固定位置，再重新構圖，回到原始位置。

自動聚焦系統受被攝體亮度的影響很大。光線充足時，自動光圈縮小，景深變深，對焦範圍變寬，對焦容易。這種情況下，被拍攝體移動或進行移攝、搖攝時，不會出現焦點不實現象；而在拍攝照明暗的被攝體時，由於鏡頭光圈大開，景深變淺，聚焦會困難。最好的解決方法是增加被攝體的照度。

自動聚焦的問題

攝像機的自動焦點裝置一般是以畫面中央為調焦基準的。只有畫面中央很小範圍是自動焦點的檢測範圍，這一小範圍內的物體的焦點能夠自動聚實，也就是說如果被攝物體不在畫面中央這一範圍內，自動聚焦就會出現偏差。另外，自動聚焦系統受光線、亮度、被攝物等條件的影響很大，在一些特殊情況下會出現聚焦偏差，因此在這些場合最好還是使用手動聚焦比較保險。

自動聚焦系統對於下述目標或在下述拍攝條件下，自動焦點裝置往往會發生錯誤判斷，如果出現自動聚焦困難，需要使用手動聚焦。

遠離畫面中心的景物無法獲得正確的對焦。這是由於自動聚焦系統是以圖像的中心為準進行調節的。

所拍攝的物體一端離攝像機很近，另一端離得很遠。攝像鏡頭是有一定景深的，對於超出其景深範圍的被拍攝物，攝像機不能聚焦於一個同時位於前景和背景的物體。

拍攝一個位於骯髒、佈滿灰塵或水滴的玻璃後面的物體。這是因為會聚焦於玻璃．而不會聚焦於玻璃後面的物體。玻璃窗前拍攝請貼緊玻璃拍攝。

拍攝在欄柵、網、成排的樹或柱子後的主體時，自動對焦也難以奏效。

拍攝一個在暗環境中的物體。由於進入鏡頭的光線大大下降，攝像機不能正確聚焦。

拍攝表面有光澤、光線反射太強或周圍太亮的目標物。由於攝像機聚焦於表面光滑或高反光物體，被攝目標會模糊不清。

拍攝快速運動物體的對焦較難。由於聚焦鏡頭內部是機械式運動，不可能與快速移動物體保持同步。當系統追蹤拍攝時，會使得景物波動於失焦和准焦兩種狀態。

在移動物體後面的目標物。自動聚焦系統會把移動物體誤認為是被拍攝目標而進行聚焦。

拍攝反差太弱或無垂直輪廓的目標物。由於攝像機聚焦實現是建立在圖像的垂直線方向的反差物體，如一面白牆可能會變的模糊不清。

在下雨、下雪或地面有水時，自動對焦系統可能不能正確聚焦。

如果你的攝像機是以紅外線或超聲波的方式自動聚焦的，當被攝體能吸收紅外線或超聲波時對焦困難；被攝體距離太遠紅外線或超聲波達不到被攝體時對焦困難。

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