自动对焦是现代相机的一项功能，很容易理会。但是，您是否曾经停止过问自己如何运作？聚焦手动镜头可能是一个艰苦而令人沮丧的过程，特别是对于业余爱好者来说-那么您的智能手机如何轻松做到这一点呢？
事实证明，实际上有几种技术可以实现自动聚焦影响。让我们首先说明什么是焦点，然后说明手机中的计算机如何操纵它以获取清晰的图像。
焦点的工作方式
智能手机相机中的镜头可为与眼睛中的透镜具有相同的目的：将入射的光投射到传感器上，然后将其投射到传感器上，从而可以记录图像。
透镜的精确曲率决定了传感器的距离产生清晰的图像。如果您曾经在阳光明媚的日子里使用放大镜燃烧过的木头，那您就知道它必须保持正确的距离以聚焦光线。
照相机也会发生同样的情况：如果距离不正确，则图像会失焦并因此变得模糊。这个距离被称为镜头的“聚焦深度"。
使事情变得复杂的是，光线撞击镜头的角度会改变其聚焦深度。较平坦的透镜聚焦来自遥远光源的平行光线，但会模糊来自外围物体的成角度的光线。弯曲得多的镜头会起到相反的作用。
如果您感兴趣的话，下面的视频详细介绍了镜头的工作原理：
您可以通过按住来自己看到这种效果抬起两个拇指，一个靠近您的脸，另一个保持与手臂的距离。如果您闭上一只眼睛，就会发现您可以将注意力转移到拇指之间。当远处的物体清晰时，近处的物体变得模糊，反之亦然。
对于您的眼睛，焦点的改变是通过使用微小的肌肉物理改变形状来完成的镜头。过度劳累这些肌肉会使它们感到疲劳，这就是为什么长时间观察特写物体会使眼睛疲劳。
在使用硬质塑料或玻璃镜头的相机中，整个镜头都安装在马达，可以改变其与传感器的距离以实现所需的聚焦。正确焦距的物体会变得清晰，而太近或太远的物体则会变得模糊。
问题是，相机如何知道其镜头的正确距离？
主动自动对焦的方法
最简单的自动对焦方法是使用机械系统，该系统确定到图像对象的距离，然后用它来确定焦点。
最早的专利是由Polaroid于1986年申请的，它使用了声纳。它用超声波对目标脉冲，并使用回波确定距离。这是可行的，但在通过透明但坚固的玻璃等表面进行拍摄时可能会出错。如果您尝试从窗外拍摄图片，则自动对焦功能会检测到玻璃上的回声并将其聚焦，从而使图像超出其模糊范围。
更多现代系统使用光，尤其是红外光。它们产生一个红外光脉冲，然后测量反射回来的光量或返回光所花费的时间，然后使用此信息确定距离。如果您看着手机的摄像头并看到旁边有两个小二极管，这可能就是手机计算焦点的方式。
这种方法很简单，通常可以很好地工作，但是有缺点。一些表面会吸收红外光，这可能导致距离读数不准确。除此之外，任何红外光源（例如明火或明亮的白炽灯）都可能使返回的光线不堪重负，并使自动对焦无法使用。如果要使用主动式自动对焦相机拍摄出好的照片，请尝试避免这些情况。
那么，有什么替代方法？
被动式自动对焦的方法
被动式自动对焦的实现成本可能更高，因此您通常会在单反相机（数字和模拟）上看到它。被动自动对焦的工作原理是对原始图像数据本身进行数学分析，以确定其是否对焦。
被动自动对焦的最常见形式是“对比度检测"，它采样从图像中心开始的一个或多个像素条带，并测量像素间的对比度，调整镜头以尝试找到可最大化此对比度的配置。
之所以有效，是因为模糊的图像区域固有地具有较低的对比度，并且由于该方法不会被IR光源或材料表面所混淆，因此它比主动自动对焦功能更强大。从某种意义上说，这是判断焦点的最准确方法，因为它可以直接测量图像的清晰度。
实际上，它是如此有效，甚至可以通过改变焦点的镜头进行聚焦。摄像机的属性-其他方法均失败的情况。不利的一面是，对比度检测可能需要一段时间才能找到良好的焦点（因为它必须测试许多可能性），并且在缺乏高对比度的场景中（例如在弱光摄影中）可能会遇到麻烦。
一种不同的被动式自动对焦方法称为“相位检测"，它使用两个微透镜捕获入射光的样本并将其投射到两个传感器上。通过分析这些图像之间的差异，相机可以非常准确地确定进入相机的光线的平行度，并使用此信息来获得正确的焦点。
这是一种非常快速的确定光学焦点的方法但由于需要额外的镜头，镜子和传感器而价格昂贵，因此您将在高端而不是入门级DSLR摄像机中看到更多。不仅如此，它还不如对比检测准确，特别是对于具有多个深度分量的复杂对象。
最近，我们开始看到“混合式"被动自动对焦系统的出现， 使用相位检测跳到一个好的焦点，然后使用对比度检测进行细微的调整以获得最佳的焦点。这些相机在很多方面都提供了两全其美的方法（速度和准确性），但目前价格非常昂贵。希望在未来几年内成本会下降。
自动对焦和您
这些是当今常用的四种主要自动对焦方法。将来，我们可能会看到“光场相机"变得越来越流行，它可以在所有可能的焦点上捕获图像并选择最佳的相机。在那之前，我们必须解决可用技术的局限性。
那么如何获得自动对焦相机的好照片？
除此之外，您几乎没有考虑一下。从某种意义上说，这很重要。
您是摄影师吗？有什么技巧可以分享来处理自动对焦吗？您最喜欢的相机是什么？在评论中让我知道！
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