电视摄像的运用技术与方法6：第六章 摄像机对焦技术

第六章 对焦技术摄像机的自动聚焦机构

       在动态图像的拍摄过程中，摄像机与被摄体之间的距离是经常变动的，因此常常会超出景深范围而导致图像模糊。为了使图像保持清晰，就必须不断改变镜头的焦点位置，使图像始终保持清晰。这种调节焦点位置的过程称为聚焦或对焦。摄像镜头的前端专门设有一组聚焦镜片，包括外侧与内侧两个透镜，通过改变聚焦组镜片的位置即可达到调焦的目的。目前摄像机镜头的自动聚焦方式很多，大致可分为两类：一类为主动式聚焦，包括红外线方式和超声波方式；另一类为被动式聚焦，较有代表性的有佳能自己研制开发的“固态三角测量”系统（SST，Solid State Triangulation）和新近流行的TTL方式。通常家用摄像机采用的是主动式聚焦，其原理就是当镜头对准目标时，由装置在摄像机镜头内下方的一组发射器，发出红外线或超声波，经被摄物体反射回来后，再由摄像机的红外线传感器或超声波传感器接收下来，从而测定出距离，根据测定的距离驱动摄像机的聚焦装置聚实焦点。其优点是不受光线条件的影响，能在完全黑暗的情况下工作。但不能透过玻璃进行工作，对吸收红外线或超声波的物体、远距离的物体也不能正常工作。而专业摄像机多采用被动式聚焦。

        SST方式的原理是：来自被摄体的光线分别经过固定反光镜和可动反光镜后，再反射到两个透镜及一个三角棱镜，分别照射在检测传感器上，使之变换成电信号。再由微电脑处理器对所得到的信息进行分析，计算出与被摄物体之同的距离，控制镜头的聚焦电动机进行聚焦工作。

        TTL方式的结构相对简单：直接从摄像镜头后面的CCD传感器取出视频信号，再经微机处理，根据这些返回的数据来调整透镜的自动对焦机构。有远距离聚焦正确，对焦没有视差等优点，不足之处是当光线太暗和被摄体反差低时不能正常工作。摄像聚焦 *** 作 通常情况下，保证拍摄画面的清晰是摄像最基本的要求之一，而聚焦调节是保证图像清晰度最重要的一环，摄像机聚焦的过程就是对图像清晰度调节的过程。在实际 *** 作过程中，一般都是将变焦距镜头推到广角位置（W）再进行聚焦，因这时景深范围大，可以很容易地将焦点聚实。我们通过取景器观察图像的清晰度情况，直到满意为止。聚实焦点之后，再推拉变焦拉杆将镜头调整到所希望的构图景别上，焦点在变焦过程中不会变化。而采用摄远位置（T），对焦较为困难。特别是在近距离拍摄时，一定要将镜头调节为焦距最大的位置。目前所有的摄像机，都具有自动聚焦功能，稍高级一点的也加上了手动聚焦功能。在自动状态下基本能满足大多数环境下的拍摄，除非你是一个经验老道的摄像师，否则还是先依*摄像机自动系统为好。   

       但是，我们知道自动聚焦系统并不是万能的，各种方式的自动聚焦都有各自的特点，同时也都有其一定的局限性，许多情况下还需要*手动来聚焦。例如下图当主要的被拍摄物偏离画面中心处于画面边缘时，使用手动聚焦的方法是：先将自动聚焦切到手动，对准被拍摄物使其位于画面的中央，并调节清晰度到最佳，再利用锁定功能将焦距锁定在固定位置，再重新构图，回到原始位置。自动聚焦系统受被摄体亮度的影响很大。光线充足时，自动光圈缩小，景深变深，对焦范围变宽，对焦容易。这种情况下，被拍摄体移动或进行移摄、摇摄时，不会出现焦点不实现象；而在拍摄照明暗的被摄体时，由于镜头光圈大开，景深变浅，聚焦会困难。最好的解决方法是增加被摄体的照度。自动聚焦的问题摄像机的自动焦点装置一般是以画面中央为调焦基准的。只有画面中央很小范围是自动焦点的检测范围，这一小范围内的物体的焦点能够自动聚实，也就是说如果被摄物体不在画面中央这一范围内，自动聚焦就会出现偏差。

       另外，自动聚焦系统受光线、亮度、被摄物等条件的影响很大，在一些特殊情况下会出现聚焦偏差，因此在这些场合最好还是使用手动聚焦比较保险。自动聚焦系统对于下述目标或在下述拍摄条件下，自动焦点装置往往会发生错误判断，如果出现自动聚焦困难，需要使用手动聚焦： 

        I．远离画面中心的景物无法获得正确的对焦。这是由于自动聚焦系统是以图像的中心为准进行调节的。 

        II．所拍摄的物体端离摄像机很近，另一端离得很远。摄像镜头是有一定景深的，对于超出其景深范围的被拍摄物，摄像机不能聚焦于一个同时位于前景和背景的物体。 

        III．拍摄一个位于肮脏、布满灰尘或水滴的玻璃后面的物体。这是因为会聚焦于玻璃．而不会聚焦于玻璃后面的物体。玻璃窗前拍摄请贴紧玻璃拍摄。 

        IV．拍摄在栏栅、网、成排的树或柱子后的主体时，自动对焦也难以奏效。 

        V．拍摄一个在暗环境中的物体。由于进入镜头的光线大大下降，摄像机不能正确聚焦。      

        VI．拍摄表面有光泽、光线反射太强或周围太亮的目标物。由于摄像机聚焦于表面光滑或高反光物体，被摄目标会模糊不清。 

        VII．拍摄快速运动物体的对焦较难。由于聚焦镜头内部是机械式运动，不可能与快速移动物体保持同步。当系统追踪拍摄时，会使得景物波动于失焦和准焦两种状态。 

        VII．在移动物体后面的目标物。自动聚焦系统会把移动物体误认为是被拍摄目标而进行聚焦。 

        VIII．拍摄反差太弱或无垂直轮廓的目标物。由于摄像机聚焦实现是建立在图像的垂直线方向的反差物体，如一面白墙可能会变的模糊不清。 

         IX．在下雨、下雪或地面有水时，自动对焦系统可能不能正确聚焦。 

         X．如果你的摄像机是以红外线或超声波的方式自动聚焦的，当被摄体能吸收红外线或超声波时对焦困难；被摄体距离太远红外线或超声波达不到被摄体时对焦困难。