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    数码相机自动对焦算法的研究与实现(数码相机自动对焦原理)

    技巧  2022-11-181030

    1. 数码相机自动对焦原理

    ①无感对焦。极米New Z8X搭载的无感自动对焦功能则可以在不需要对焦图和手动的情况下,自动保证画面的清晰,进一步提升了易用性。

    ②自动对焦。它是利用物体光反射的原理,将反射的光被相机上的传感器CCD接受,通过计算机处理,带动电动对焦装置进行对焦的方式叫自动对焦。它多分为二类:一是主动式,另一个则是被动式。

    2. 单反相机自动对焦原理

    说是自动对焦其实还是调焦的,只不过不使用你的手去调整,而是你自己控制眼睛于目镜的距离还有眼睛晶状体焦距达到的,这种望远镜基本就是冲氮气的,我有一个,开始我也不明白怎么做到的后来发现了,看远和看近的眼睛于目镜的距离有很小的差距

    3. 相机自动对焦的原理

    单反相机自动对焦原理简单说,就是相机通过对图像焦点处的明暗变化来确定被摄物体位置的(相机内的CPU会准确计算出数据再传给镜头,镜头再根据数据移动不同的镜片组来实现正确对焦),反差越大,相机就能越快地确定对焦点(比如黑白色块交接处,这是极端反差了,再差的镜头和机身也会很快对上焦)。反差越小就越慢。当没有反差,比如对面是一大片纯色,那就无法对焦了。

    拿人像来说,就常对着人眼睛(眼珠黑白反差最大)对焦。因为通常眼睛和整个脸都在一个平面内(或者在景深范围内),这样就能迅速对焦让人脸清晰。当然眼睛也是人像的重点,别处虚点可以眼睛不能虚。

    4. 数码相机的三种自动对焦模式

    这是单反相机的对焦模式区别,手机上也有应用的。 一、AF在相机中是英文Auto Focus的缩写。是单反相机的自动对焦键。 MF在相机中是英文Manual Focus的缩写。是单反相机的手动对焦键。

    二、AF下又分三种工作模式:AFS AFC AFA 其中AFS(佳能标记为0NE SHOT)是单次自动对焦,也称为静态对焦,适用于拍摄静止的主体。

    AFC(佳能标记为AI SERVO)是连续自动对焦,适用于拍摄运动中的对象。 AFA(佳能相机为AI FOCUS)是人工智能自动对焦,是一种比较特殊的模式。由相机自己判断是用AFC还是AFS的模式拍摄,适用于拍摄状态不确定的主体。

    5. 相机镜头自动对焦原理

      胶片相机自动对焦的原理:相机发出一束红外线,碰到拍摄物体后反射回来。相机测算出物距,然后让马达把镜头转到那个位置,这样就算是自动对焦了。  这种对焦技术有很大的缺陷,第一是准确度不高,第二是无法透过玻璃自动对焦。因为红外线碰到玻璃就被弹回来了。  自动对焦(AutoFocus)是利用物体光反射的原理,将反射的光被相机上的传感器CCD接受,通过计算机处理,带动电动对焦装置进行对焦的方式叫自动对焦.它多分为二类:一是主动式,另一个则是被动式。

    6. 数码相机自动对焦原理图

    自动对焦(Auto Focus)是利用物体光反射的原理,将反射的光被相机上的传感器CCD接受,通过计算机处理,带动电动对焦装置进行对焦的方式叫自动对焦.它多分为二类:

    一是主动式,另一个则是被动式。 具备以下三点特性 1.以某种方式自动判断拍摄者所拍摄的主体;

    2.以某种方式测量被摄主体与相机感光元件之间的距离;

    3.驱动马达将镜头的对焦装置推到与之相应的距离刻度

    7. 数码相机如何自动对焦

    打开我们的手机,然后点击照相机图标,进入到拍照界面。

    2.

    进入拍照界面后,我们一直按住屏幕,这时候会出现对焦的选项。

    3.

    然后就会出现对焦框和测光框,然后我们移动调整就可以。

    4.

    按照自己的需要进行移动,这样就可以设置好对焦点了。设置好之后就可以点击拍照

    8. 数码相机自动对焦原理图解

    题主咨询的是单反相机的自动对焦区域模式的使用问题。我们逐一剖析现在常见的佳能、尼康和索尼三个品牌,就可以深刻理解该功能,并能在以后的摄影创作中正确的使用它。

    说明:

    1. 本文分别以佳能单反5DIV、尼康单反D850和索尼微单A7RⅢ三个型号为例作出说明。各品牌的的其它型号设置以文章所述内容进行类推。

    2. 佳能、尼康和索尼三个厂家对该功能的称呼存在些微差异。

    3. 本文仅讨论该功能在取景器取景状态下的区别及设定选择。

    4. 该功能在照相机上的设置步骤与本问题关系不大,故本文略过。

    一、佳能自动对焦区域选择模式

    1、分为单点和多点两种,多点又细分出自动对焦点扩展、区域自动对焦和自动选择自动对焦三种。

    2、操作方法(略)

    3、在取景器内自动对焦点的显示

    (1)单点自动对焦

    选择一个自动对焦点进行对焦。针对静止拍摄对象时有效。

    定点自动对焦仍然属于单点自动对焦,只是对焦覆盖区域变得更小,面对一些重叠的拍摄主体时有效。

    比如笼中的动物,我们的对焦操作会受到铁栏杆的影响,但是如果采用了定点自动对焦将会有效避免这种干扰。

    (2)多点自动对焦

    当只用一个自动对焦点难以跟踪移动被摄体时有效。

    其中,

    ①自动对焦点扩展的“指定目标性能”是最好的,即“指哪打哪”,该功能要求我们手动选择的自动对焦点必须首先对主体进行对焦,然后相邻的4个自动对焦点或者周围的8个自动对焦点将会随之“蜂拥而上”,伺机而动。当然,这其中8大于4,在覆盖范围上周围点要大于相邻点,针对面积更小运动更灵活的主体。

    ②61点自动选择自动对焦的“追踪性能”是最好的,其次是区域自动对焦,但是他们都具有倾向于对最近的主体对焦的特性,所以“指定目标性能”差。

    当照相机和被摄物体之间存在其它物体时,他们有可能会首先对焦在该物体上。

    4、如果以“指定目标性能”和“追踪性能”作为星级评判标准,我们就可以做出如下图的划分。

    5、综上所述,佳能照相机的单点和多点在使用上的区别是:

    (1)面对静止被摄体,我们选择单点模式,特殊的拍摄对象使用定点模式。当然,也可以选择自动对焦点扩展模式。

    (2)面对运动被摄体

    ①当我们要求拍摄是精准指定主体时,例如单独的一只小鸟,选择自动对焦点扩展模式,并且根据小鸟运动状态的强弱不同,在相邻点和周围点两种方式中进行选择。

    ②当小鸟运动状态特别迅速,很明显我们精准指定存在困难时,就需要选择区域自动对焦模式,甚至可以选择61点自动选择自动对焦模式。

    但是在此过程中,我们要特别注意,如果小鸟和镜头之间有其它无关景物存在,对焦点很有可能会偏离到该物体上。

    当然,面对一群鸟的拍摄环境时,我们的画面里就不存在需要特别指定的目标,这时候进行设置的第一选择就选择照相机的区域自动对焦模式或者61点自动选择自动对焦模式。

    (3)61点自动选择自动对焦模式为照相机全自动曝光模式下的默认模式。

    二、尼康AF区域模式

    1、分为单点和多点两种,多点又细分出动态区域AF、3D跟踪、群组区域AF和自动区域AF四种。这其中的动态区域AF又继续细分出9点动态区域AF、25点动态区域AF、72点动态区域AF和153点动态区域AF四种。

    2、操作方法(略)

    3、在肩屏和取景器内下部的显示

    4、在取景器内自动对焦点的显示

    (1)单点自动对焦

    照相机将仅对焦于所选对焦点上的拍摄对象。适用于静止的拍摄对象。

    在照相机肩屏和取景器下部用“S”表示(英文单词Single,中文涵义“单个、单独”意思)。

    (3)动态区域自动对焦

    在AF-C连续伺服对焦模式下,若拍摄对象暂时偏离所选对焦点, 照相机将根据来自周围对焦点的信息进行对焦。对焦点的数量根据所选模式的不同而异,可以选择9点、25点、72点和153点。

    在照相机肩屏和取景器下部用“d9、d25、d72、d153”表示(英文单词Dot,中文涵义“点”意思)。

    这段话信息量很大,“暂时偏离”和“根据来自周围对焦点的信息进行对焦”,说明在该模式的拍摄中,照相机要始终跟随运动被摄物体,且始终把主体放在手动选择的对焦点周围,拍摄中如果存在偏离也只能是“暂时偏离”。

    d9和d25针对可预测运动的拍摄对象。例如,跑道上的赛跑运动员或赛车。

    d72针对不可预测运动的拍摄对象。例如,足球场上的运动员。

    d153针对拍摄对象迅速移动。例如,飞翔的小鸟。

    (4)3D跟踪自动对焦

    在照相机肩屏和取景器下部用“3d”表示(英文单词Three Dimensional的缩写,中文涵义“三维图形”意思)。

    在AF-C对焦模式下,照相机将跟踪偏离所选对焦点的拍摄对象并根据需要选择新的对焦点。

    这段话信息量也很大,偏离不再是“暂时”,而且照相机会“根据需要选择新的对焦点”。

    3D跟踪模式下,照相机位置可以不发生变化,但是被摄对象移动到哪里,哪里的自动对焦点将会被照相机自动启用,始终跟踪该主体。

    (5)群组区域自动对焦

    在照相机肩屏和取景器下部用“Grp”表示(英文单词Group,中文涵义“群”意思)。

    照相机使用由用户选择的一组对焦点进行对焦,从而减少照相机不对焦于主要拍摄对象而对焦于背景的风险。

    适用于难以使用单个对焦点进行拍摄的的拍摄对象。

    (6)自动区域自动对焦

    照相机自动侦测拍摄对象并选择对焦点。

    5、综上所述,尼康照相机的单点和多点在使用上的区别是:

    (1)面对静止被摄体,我们选择单点AF。当然,也可选择群组区域AF。

    (2)面对运动被摄体时,我们需要根据其运动特点在动态区域AF中作出选择。

    可预测运动的拍摄对象使用d9或d25,不可预测运动的拍摄对象使用d72,运动特别迅速的拍摄对象使用d153。

    (3)面对运动被摄体,照相机需要始终追随拍摄时,选择动态区域AF,不计划改变照相机的拍摄位置时,选择3D跟踪。

    (4)自动区域AF为照相机全自动曝光模式下的默认设置。

    三、索尼对焦区域

    1、分为广域、区、中间、自由点、扩展自由点和锁定AF六种。

    从索尼微单的说明书上看,不好把握单点和多点区分的度,定义似是而非,在接下来的文中会就此和大家讨论,作出说明。

    2、操作方法(略)

    3、在背屏和取景器内对焦框显示

    4、对焦区域

    (1)广域和区

    广域:以显示屏整体为基准自动对焦。

    区:如果在显示屏上选择想要对焦的区的位置,会在其中自动进行对焦。

    这两种模式提到“以显示屏整体为基准”和“想要对焦的区” ,所以可以认为它们是多点,也可以认为是一个整体的“点”!两种模式可以拍摄静止被摄对象,也可以拍摄运动被摄对象。

    广域为照相机全自动曝光模式下的默认设置。

    (2)中间和自由点

    中间:对显示屏中央附近的被摄体自动对焦。

    自由点:将对焦框移动到显示屏上的所需位置,对非常小的被摄体或狭窄区域进行对焦。

    这两种模式属于很明确的单点,适用于拍摄静止被摄对象。

    (3)扩展自由点

    扩展自由点:将灵活定点周围的对焦区域作为对焦的第 2 优先区域,用选定的 1 点无法合焦时,使用这些周围的对焦区域进行对焦。

    该模式属于很明确的多点 ,因为“选定的 1 点“无法合焦时”,“周围的对焦区域”会进行对焦。该模式适用于拍摄运动被摄对象。

    (4)锁定AF

    锁定AF:如果半按快门按钮,会从所选 AF 区域开始跟踪被摄体。只在 [对焦模式] 设为 [连续AF] 时可以选择。如果将跟踪开始区域设定为区、自由点或扩展自由点,还可以将跟踪开始区域移动到喜爱的位置。

    从“只在 [对焦模式] 设为 [连续AF] 时可以选择”和“如果将跟踪开始区域设定为区、自由点或扩展自由点”可以知道,这是适合于拍摄运动物体的模式,单点与否不做要求,均可。

    四、总结

    综上所述,无论我们手中的照相机是何品牌,但是大体的自动对焦区域模式的设置思路,一般都是:

    1、静止的被摄物体采用单点。

    这很像步枪单发,精度高。

    2、运动的被摄物体采用多点。

    运动物体速度越快越不规则,我们进行设定时就要优先考虑自动对焦点更多的模式。

    在拍摄运动物体时,我们需要首先手动选择初始自动对焦点,然后用多个自动对焦点组成的“面”去覆盖被摄体进行对焦。

    这很像冲锋枪扫射,“总有一颗子弹打中你”。

    3、还有,慎用“对焦锁定”操作,除非我们彻底了解其原理和来龙去脉。

    具体原因详见本头条号9月11日视频《摄影创作,照片的清晰度是第一要务,那你懂“清晰度”吗?》

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    9. 数码相机自动对焦原理是什么

    基本原理是通过往返调焦来搜索最佳像质(能量集中度高)的焦距位置(如,苑嘉辉等人2017年在《天文研究与技术》期刊发布的《基于能量集中度的广角望远镜自动调焦快速清晰度评价算法》),这类基于图像清晰度的调焦方法需要统计大量图像中像点的轮廓,计算量比较大、工作效率较低,如果仅统计图像局部区域的像质容易造成以偏概全,引起调焦过度。

    10. 数码相机的对焦原理

    相机自动对焦不是依靠距离测定,而是依靠图像处理技术。

    数码相机的自动对焦原理是让对焦点内的景物的对比度最大实现的。使用自动对焦时,相机会从最近焦距开始到最远焦距逐步搜索,最终确定一个使得自动对焦取样点对比度最大的焦距,相机就认为这个焦距合焦。这也就是为什么当你拍摄单色或者昏暗景物时自动对焦功能会失效,因为此时无论多大的焦距,自动对焦取样点的对比度始终相同。

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