分不清對焦和焦距?一篇文章讓你理清

分不清對焦和焦距?一篇文章讓你理清

來自專欄攝影入門筆記

本文主要描述對焦和焦距的工作原理,以幫助大家對它們形成比較清晰的理解,具體操作方式請參照各自相機的說明書。

哪裡是對焦?哪裡是焦距?

拿起一枚變焦鏡頭,這裡以常見的入門相機配套鏡頭——佳能18-55mm變焦鏡頭為例,標有數字的旋轉環用來調節焦距,即變焦環;手動聚焦(對焦)時旋轉的對焦環,通常位於更靠近鏡片一側。而定焦鏡頭因為焦距固定,因而沒有變焦環,只有對焦環。

圖01:佳能18-55mm鏡頭的對焦環和變焦環

對焦

首先,我們來理清相機「對焦」這一工作的過程,以及它會對我們的照片產生什麼影響。

為什麼要對焦?

在談論相機的對焦之前,讓我們來溫習一下初中生物課程,再次了解一下我們的眼睛是如何保證我們看得清晰的。

圖02:眼球的結構

如圖02,世界上的事物千差萬別,位置也各不相同,保證我們的眼睛總能把這些都看得清楚的秘訣,就是我們的眼球在隨時根據我們的目光調整晶狀體形狀,以使得折射進眼球的光線總能將清晰的影像準確地落在視網膜上。而當晶狀體調節功能不正常時,我們看到的世界便總是模糊的了,這時就形成了近視眼、遠視眼。

與我們的眼球類似的,相機也需要保證它通過鏡頭「看到」的影像總是將最清晰的那部分落在感光元件上,這樣我們才能得到清晰的照片。然而,鏡頭的鏡片是堅硬的玻璃,不可能像晶狀體那樣及時地調整形狀。因此,我們的鏡頭就有了由很多面鏡片組成的、可以調節相互距離的結構,以此來保證不同位置物體都能形成清晰的影像。我們調節這些鏡片之間相互距離的方式,就是旋轉鏡頭上的對焦環。

合焦面

我們知道了調節鏡頭對焦環以使得落到感光元件上的像總是清晰的,那麼,當感光元件上的影像清晰時,與之對應地,在鏡頭前方的世界中就會必然存在形成這個清晰影像的物體,這個物體與我們的鏡頭的距離一定是確定的。由於我們的感光元件是一塊平整的面,因而鏡頭前方必然也會存在一個與感光元件平行的豎直面,這個豎直面到感光元件所在平面的距離,與形成清晰影像的物體到感光元件的距離相同,也即那個物體位於這個豎直面內。我們把這個能夠使感光元件上的成像清晰的豎直面,叫做合焦面。

圖03:物體成像的光學圖示

如圖03,當相機內的A2成像清晰時,現實中的A1所在的豎直面也都會是清晰的,那個豎直面,就叫做合焦面。

相機對焦過程

現在,我們知道了合焦面上的物體在相機內的成像就是清晰的,而且鏡頭廠商製作鏡頭就是為了使相機「看清」物體的,因而一枚鏡頭的合焦面肯定存在,就像我們即使近視了,也還是能夠看清楚近處的物體一樣。

那麼,我們在調節對焦環,改變不同物體的清晰度的時候,一方面我們可以說是調整了物體的成像焦點位置,使得它落在感光元件上;另一方面,因為清晰影像對應著合焦面,而合焦面上的物體都會是清晰的,所以我們也可以看作我們在前後調節合焦面的位置,使得它正好落在我們想要拍的東西上。

圖04:鏡頭最近對焦距離標誌

而合焦面的前後移動範圍,就是從鏡頭最近對焦距離到無限遠處。在最近對焦距離以內的物體,我們的鏡頭就沒辦法形成清晰影像了。

景深

當我們對焦成功時,合焦面正好落在我們想要拍攝的物體上。這時,從合焦面開始,其前後兩側的物體因為沒有聚焦,都會是模糊的,離合焦面越遠,其成像就越模糊。但是,合焦面之外的物體雖然實質上並不是完全清晰的,但是最終獲得的照片的成像質量、像素以及我們的眼睛都不一定能將那些輕微的模糊顯示出來,使得我們看起來它依然清晰。這個看起來清晰的範圍,就是景深。清晰範圍越廣,景深越大,清晰範圍越小,景深越淺。眼睛也能分辨出模糊的範圍,就是焦外。

圖05:景深示意圖

如圖05,實際上只有對焦位置(合焦面)是絕對清晰的,前景深和後景深的圖像都是模糊的,只是我們從照片上看起來它很清晰。其中,前景深大約佔據景深範圍的1/3,後景深大約佔2/3。因此,我們在拍攝有很多排的集體照時,可以將對焦位置選擇在從前往後數1/3排處。

根據景深的特性,我們知道清晰部分是合焦面前後一定距離內的這一個範圍,而這個範圍的大小受到鏡頭光圈和焦距的影響。因此,過去的鏡頭製造商們,就在鏡頭上刻上了景深標尺,以標註出不同光圈下的景深範圍大致是距離自己多少米到多少米,方便手動對焦的使用。得益於現代自動對焦越來越精準,我們不必再去研究、練習景深標尺的使用,但是了解它,有助於我們更好地對景深進行控制,以及提前對焦等技術。

手動對焦

自動對焦技術雖然越來越迅速、越來越精準,但是機械並非我們的大腦,在繁多的物體中有時無法知曉到底哪裡才是我們想要的對焦點,夜間對焦也會顯得笨拙不堪。因此,我們依然需要經常地用到手動對焦。

通常擁有自動對焦功能的鏡頭的手動對焦都比較簡便,這裡介紹純手動鏡頭。如圖06,是一枚手動鏡頭,在它上面從上到下以此刻著對焦距離(英尺)、對焦距離(米)、景深標尺和光圈值。對焦環是最上面刻有條紋的一圈。

之前我們提到,對焦的過程可以看成是我們在前後移動合焦面,而手動鏡頭上的對焦距離刻度,表示的就是合焦面到我們相機的距離,如圖06中景深標尺最中間的長直線所指向的約0.7m的位置,就是此時鏡頭聚焦的位置離我們的相機約0.7m。

圖06:手動鏡頭——七工匠35mm F2.0

景深標尺則表明了在不同的光圈下的景深範圍。如圖06中的刻度所示,此時對焦距離0.7m,如果我們使用的是11的光圈,則景深範圍大致是從距離相機0.6m到0.8m,如果是光圈4,那景深範圍大致只有0.65~0.75m的很小範圍。這裡也體現出了光圈越大,景深越淺的規律。

根據以上兩個刻度,我們可以使用的比較高級的技巧就是提前對焦,這是過去街頭攝影師們的必備技能。所謂提前對焦,就是估計拍攝對象和自己的距離,如距離自己約5m,且可能在4m到6m範圍內走動,我們就可以在將相機舉起之前就把鏡頭對焦環擰到5m處,根據景深標尺調整光圈,使得景深覆蓋對象的走動範圍,如確定出光圈8可以保證對象基本處在清晰範圍內,那麼我們可以直接舉起相機迅速構圖並拍攝,避免舉起相機長時間對焦導致最終沒能拍到我們想要的畫面。

自動對焦

因為鏡頭對焦總和拍攝對象的距離相關,因而最初的時候,攝影師們給相機前方安裝一個外掛式的測距儀,通過測量距離來直接調節對焦環,省略繁雜的目測合焦過程。現代的自動對焦鏡頭也是同樣原理,只是測量距離的裝置內置整合到了鏡頭內,對焦馬達也會根據測量出來的距離自動調節鏡片結構來實現自動對焦。

在智能化越來越普及的今天,相機自動對焦功能已經能夠應對絕大多數拍攝情景,而且還會根據拍攝場景猜測我們想要的對焦位置,因而很多人也幾乎用不到手動對焦。只是,在一些極端環境下,我們依然需要那些「古老」的手動對焦,如草叢中的小玩偶這類前後關係很複雜的情景,或者光線很暗的夜間,依然需要我們自己來測量距離,來設置對焦。

圖07:sony 70-200mm F2.8 G 鏡頭上顯示對焦距離的指示器

焦距

接下來,我們來理解和「對焦」只有一字之差的「焦距」。其實,把「焦距」換一個詞,大家就對其完全理解了——「視野範圍」。所以,短焦距鏡頭視野範圍大,也叫做廣角鏡頭;長焦距鏡頭視野範圍小;標準焦距鏡頭的視野範圍就如同我們的眼睛所見一般。

圖08:長焦鏡頭。通常來說,焦距越長的鏡頭,其體積也越長越大,俗稱「長槍大炮」

焦距帶來的畫面變形

首先,我們來了解使用不同焦距鏡頭所應注意的畫面變形問題。

如圖09,是使用不同焦距的鏡頭,在保證畫面中人臉佔據同樣比例的情況下,畫面所包含的不同內容及其變形情況。我們很容易看出,焦距越短,視野範圍就越大,囊括進照片的畫面元素也就越多,而且,畫面近大遠小的透視關係也就越明顯,如同第一排14mm與24mm的建築物的差距。與此同時,拍出來的人臉也會發生變形,廣角端拍出來的人臉顯得尖瘦,焦距過長又使臉看起來扁平。這也就是拍人像的鏡頭以50mm-135mm為主的原因,這個焦距區間的照片臉部變形最不明顯。

圖09:保證人臉佔據畫面比例一致的情況下,不同焦距的畫面效果

那是否就是說「是因為焦距不同而導致變形」呢?其實不是的,這些所有的變形都是因為相機與拍攝物體的距離而引起了透視關係的變化。如上圖09最右側一列,我們為了保證畫面中人臉的比例一致,在使用不同焦距的鏡頭時,相機的位置其實是變動了的。比如,14mm的照片,鏡頭基本會貼近模特的臉去拍,因而模特看起來鼻子大、臉四周小,呈尖瘦的變形;而50mm、100mm的鏡頭,相機距離模特有一定距離,因而透視關係弱化,臉部看起來比較正常。

焦距與景深

焦距除了決定視野範圍、間接帶來畫面變形外,還與光圈共同決定了景深的大小。在同樣光圈下,焦距越短,景深也就越大,虛化越少;焦距越長,景深越淺,虛化越強。如下圖10所示,都是在光圈F4下拍攝,虛化程度差別非常明顯。

圖10:光圈F4下不同焦距的背景虛化

安全快門

安全快門,即為了防止拍攝時我們自身的抖動導致畫面模糊,我們需要確保相機的快門速度至少需要達到鏡頭焦距的倒數。如50mm鏡頭的安全快門至少為1/50s,慢於這個速度,就可能因為我們的手抖、反光板震動等導致畫麵糊掉。

由於焦距越長,視野範圍越小,而我們的最終畫面又始終是同樣大小,因此,焦距變長的情況下,我們的相機的輕微抖動都會更為明顯地反映到畫面中,造成畫面的抖動模糊。這種體驗就類似於我們用望遠鏡時,輕輕移動一下方向,鏡頭內的視野都會移動非常遠。相信經常玩吃雞的朋友應該經常會有這種感受,特別是高倍鏡時。

因而,我們在使用長焦鏡頭時,對應的安全快門速度也就越來越快,曝光時間越來越短。當曝光時間短到我們無法獲得正確的曝光時,我們就只能使用三腳架來固定相機,排除我們自身的抖動了。這也就是為什麼野生動物、鳥、月亮等主題的攝影師都必備三腳架。

總結

對焦(聚焦)與焦距是基本沒有關聯的兩個概念。對焦使畫面清晰,焦距與視野範圍相聯繫,也決定景深的大小。


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