電視攝像的運(yùn)用技術(shù)與方法6：第六章 攝像機(jī)對焦技術(shù)

第六章 對焦技術(shù)攝像機(jī)的自動(dòng)聚焦機(jī)構(gòu)

       在動(dòng)態(tài)圖像的拍攝過程中，攝像機(jī)與被攝體之間的距離是經(jīng)常變動(dòng)的，因此常常會(huì)超出景深范圍而導(dǎo)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(diǎn)位置，使圖像始終保持清晰。這種調(diào)節(jié)焦點(diǎn)位置的過程稱為聚焦或?qū)?。攝像鏡頭的前端專門設(shè)有一組聚焦鏡片，包括外側(cè)與內(nèi)側(cè)兩個(gè)透鏡，通過改變聚焦組鏡片的位置即可達(dá)到調(diào)焦的目的。目前攝像機(jī)鏡頭的自動(dòng)聚焦方式很多，大致可分為兩類：一類為主動(dòng)式聚焦，包括紅外線方式和超聲波方式；另一類為被動(dòng)式聚焦，較有代表性的有佳能自己研制開發(fā)的“固態(tài)三角測量”系統(tǒng)（SST，Solid State Triangulation）和新近流行的TTL方式。通常家用攝像機(jī)采用的是主動(dòng)式聚焦，其原理就是當(dāng)鏡頭對準(zhǔn)目標(biāo)時(shí)，由裝置在攝像機(jī)鏡頭內(nèi)下方的一組發(fā)射器，發(fā)出紅外線或超聲波，經(jīng)被攝物體反射回來后，再由攝像機(jī)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(jù)測定的距離驅(qū)動(dòng)攝像機(jī)的聚焦裝置聚實(shí)焦點(diǎn)。其優(yōu)點(diǎn)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(jìn)行工作，對吸收紅外線或超聲波的物體、遠(yuǎn)距離的物體也不能正常工作。而專業(yè)攝像機(jī)多采用被動(dòng)式聚焦。

        SST方式的原理是：來自被攝體的光線分別經(jīng)過固定反光鏡和可動(dòng)反光鏡后，再反射到兩個(gè)透鏡及一個(gè)三角棱鏡，分別照射在檢測傳感器上，使之變換成電信號(hào)。再由微電腦處理器對所得到的信息進(jìn)行分析，計(jì)算出與被攝物體之同的距離，控制鏡頭的聚焦電動(dòng)機(jī)進(jìn)行聚焦工作。

        TTL方式的結(jié)構(gòu)相對簡單：直接從攝像鏡頭后面的CCD傳感器取出視頻信號(hào)，再經(jīng)微機(jī)處理，根據(jù)這些返回的數(shù)據(jù)來調(diào)整透鏡的自動(dòng)對焦機(jī)構(gòu)。有遠(yuǎn)距離聚焦正確，對焦沒有視差等優(yōu)點(diǎn)，不足之處是當(dāng)光線太暗和被攝體反差低時(shí)不能正常工作。攝像聚焦 *** 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(diào)節(jié)是保證圖像清晰度最重要的一環(huán)，攝像機(jī)聚焦的過程就是對圖像清晰度調(diào)節(jié)的過程。在實(shí)際 *** 作過程中，一般都是將變焦距鏡頭推到廣角位置（W）再進(jìn)行聚焦，因這時(shí)景深范圍大，可以很容易地將焦點(diǎn)聚實(shí)。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(shí)焦點(diǎn)之后，再推拉變焦拉桿將鏡頭調(diào)整到所希望的構(gòu)圖景別上，焦點(diǎn)在變焦過程中不會(huì)變化。而采用攝遠(yuǎn)位置（T），對焦較為困難。特別是在近距離拍攝時(shí)，一定要將鏡頭調(diào)節(jié)為焦距最大的位置。目前所有的攝像機(jī)，都具有自動(dòng)聚焦功能，稍高級一點(diǎn)的也加上了手動(dòng)聚焦功能。在自動(dòng)狀態(tài)下基本能滿足大多數(shù)環(huán)境下的拍攝，除非你是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)老道的攝像師，否則還是先依*攝像機(jī)自動(dòng)系統(tǒng)為好。   

       但是，我們知道自動(dòng)聚焦系統(tǒng)并不是萬能的，各種方式的自動(dòng)聚焦都有各自的特點(diǎn)，同時(shí)也都有其一定的局限性，許多情況下還需要*手動(dòng)來聚焦。例如下圖當(dāng)主要的被拍攝物偏離畫面中心處于畫面邊緣時(shí)，使用手動(dòng)聚焦的方法是：先將自動(dòng)聚焦切到手動(dòng)，對準(zhǔn)被拍攝物使其位于畫面的中央，并調(diào)節(jié)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(gòu)圖，回到原始位置。自動(dòng)聚焦系統(tǒng)受被攝體亮度的影響很大。光線充足時(shí)，自動(dòng)光圈縮小，景深變深，對焦范圍變寬，對焦容易。這種情況下，被拍攝體移動(dòng)或進(jìn)行移攝、搖攝時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)焦點(diǎn)不實(shí)現(xiàn)象；而在拍攝照明暗的被攝體時(shí)，由于鏡頭光圈大開，景深變淺，聚焦會(huì)困難。最好的解決方法是增加被攝體的照度。自動(dòng)聚焦的問題攝像機(jī)的自動(dòng)焦點(diǎn)裝置一般是以畫面中央為調(diào)焦基準(zhǔn)的。只有畫面中央很小范圍是自動(dòng)焦點(diǎn)的檢測范圍，這一小范圍內(nèi)的物體的焦點(diǎn)能夠自動(dòng)聚實(shí)，也就是說如果被攝物體不在畫面中央這一范圍內(nèi)，自動(dòng)聚焦就會(huì)出現(xiàn)偏差。

       另外，自動(dòng)聚焦系統(tǒng)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(huì)出現(xiàn)聚焦偏差，因此在這些場合最好還是使用手動(dòng)聚焦比較保險(xiǎn)。自動(dòng)聚焦系統(tǒng)對于下述目標(biāo)或在下述拍攝條件下，自動(dòng)焦點(diǎn)裝置往往會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤判斷，如果出現(xiàn)自動(dòng)聚焦困難，需要使用手動(dòng)聚焦： 

        I．遠(yuǎn)離畫面中心的景物無法獲得正確的對焦。這是由于自動(dòng)聚焦系統(tǒng)是以圖像的中心為準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)節(jié)的。 

        II．所拍攝的物體端離攝像機(jī)很近，另一端離得很遠(yuǎn)。攝像鏡頭是有一定景深的，對于超出其景深范圍的被拍攝物，攝像機(jī)不能聚焦于一個(gè)同時(shí)位于前景和背景的物體。 

        III．拍攝一個(gè)位于骯臟、布滿灰塵或水滴的玻璃后面的物體。這是因?yàn)闀?huì)聚焦于玻璃．而不會(huì)聚焦于玻璃后面的物體。玻璃窗前拍攝請貼緊玻璃拍攝。 

        IV．拍攝在欄柵、網(wǎng)、成排的樹或柱子后的主體時(shí)，自動(dòng)對焦也難以奏效。 

        V．拍攝一個(gè)在暗環(huán)境中的物體。由于進(jìn)入鏡頭的光線大大下降，攝像機(jī)不能正確聚焦。      

        VI．拍攝表面有光澤、光線反射太強(qiáng)或周圍太亮的目標(biāo)物。由于攝像機(jī)聚焦于表面光滑或高反光物體，被攝目標(biāo)會(huì)模糊不清。 

        VII．拍攝快速運(yùn)動(dòng)物體的對焦較難。由于聚焦鏡頭內(nèi)部是機(jī)械式運(yùn)動(dòng)，不可能與快速移動(dòng)物體保持同步。當(dāng)系統(tǒng)追蹤拍攝時(shí)，會(huì)使得景物波動(dòng)于失焦和準(zhǔn)焦兩種狀態(tài)。 

        VII．在移動(dòng)物體后面的目標(biāo)物。自動(dòng)聚焦系統(tǒng)會(huì)把移動(dòng)物體誤認(rèn)為是被拍攝目標(biāo)而進(jìn)行聚焦。 

        VIII．拍攝反差太弱或無垂直輪廓的目標(biāo)物。由于攝像機(jī)聚焦實(shí)現(xiàn)是建立在圖像的垂直線方向的反差物體，如一面白墻可能會(huì)變的模糊不清。 

         IX．在下雨、下雪或地面有水時(shí)，自動(dòng)對焦系統(tǒng)可能不能正確聚焦。 

         X．如果你的攝像機(jī)是以紅外線或超聲波的方式自動(dòng)聚焦的，當(dāng)被攝體能吸收紅外線或超聲波時(shí)對焦困難；被攝體距離太遠(yuǎn)紅外線或超聲波達(dá)不到被攝體時(shí)對焦困難。