淺談DSLR 移焦問題

 

2009 07/29

如果仔細來研究目前大多數DSLR對焦系統原理與構造

或許你就會對移焦的問題改觀了

移焦...是正常的....

準焦...才是異常的


請參考這張照片


((照片出處))由光路的幾何關係來探討DSLR移焦的原因
http://www.four-thirds.cn/html/51/12251-4741.html

在DSLR的對焦 ...測光 與曝光分別走3條路線

L1 - 光線從鏡頭到反光鏡....90度向上反射...到五菱鏡內...再到拍攝者的眼睛.......

L3 -  光線從鏡頭穿透反光鏡中央的半透明區域....穿透反光鏡...到反光鏡後方的副反光鏡....反射到下方的對焦感應AF SENSOR

L2 - 按下快門........反光鏡掀起...... 快門簾打開...  光線從鏡頭直射到CMOS..進行曝光


通常測光的Sensor 都在5菱鏡內側.... 所以L1 路線也有測光的功能

所以

L1路線 - 進行測光 + 觀景窗觀看

L3路線 - 進行對焦

L2路線 - 進行曝光

理論上... 完美的狀況是三條路線要等長 (L1 = L2 = L3)

此時...... 半按快門對焦.... 合焦後..觀景窗內的影像是最清楚的..... 按下快門....拍照...進行曝光...對焦處是準焦的


如果三條路線不等長時會怎樣

L3不等於 L2  最常見的移焦...... 就是L3測焦路線....對焦感應器確認已經驅動鏡頭..完成合焦動作

但是實際拍攝卻是走L2路線..... 拍出來的照片對焦處卻不是最清楚的


另一種就是L1 與 L3不等長 或L2不等長

可能AF感應器合焦了...但是觀窗看出去是模糊的

反之... 裝上裂像屏..... 轉到最清楚...拍出來照片卻是模糊的



簡單的來說..... 只要是機械做的機身.... 所有的材質都是會消耗於磨損的

不管是長期使用磨損... 或是 新機出場就調不準....

都會導致L1 L2  L3三條路線不等長

即使L1 L2 L3 等長.... 還有另外一個問題

若反光鏡稍微磨損歪一邊  在左邊對焦點 L3 = L2     右邊對焦點 L3 不等於 L2

那就會變成左邊準... 右邊不準

所以在專業的機身... 在耐用的材質... 反光鏡用久了..都會磨損與產生誤差

導致三條路徑有些許的不同...產生不同狀況的移焦不準...

反光鏡構造要多大的誤差....才會出現L1 L2 L3 三條路線不等長

如果有嚐試過5D反光鏡用膠帶DIY調焦... 就會發現..反光鏡背後...頂住下降固定點螺絲的地方....貼一片薄薄透明膠帶...就會讓機身對焦位置往前移

所以那麼小的間隙...就會產生L1 L2 L3 路線產生變化

反光鏡機構..用久了..磨損...產生三條路線不等長的問題肯定存在


為何我會說 

移焦...是正常的....

準焦...才是異常的

因為DSLR 構造..... 假使你的機身有辦法達到每個對焦點 L3 = L2

長期使用下也會磨損偏移..導致L3 與 L2 不等長

假設有一台超完美機身.... L1 = L2 = L3 .... 怎麼拍都不會磨損

那還要再加入另一個導致移焦的變因

鏡頭本身的準度

鏡頭裡面的控制電路...本身有一個控制參數..... 由AF 感應器來驅動

若控制參數值有誤差...就會導致對焦前移 或 後移

另一個考量就是這顆鏡頭的組裝公差

如果鏡頭本身組裝的公差比較大...可能光軸會偏移

也可能導致...這顆鏡頭..某一邊的對焦點會比較不準


機身的問題

鏡頭的問題....都講完了

接下來還有AF SENSOR的問題

若對焦感應器本身的精確度必較差.... 也會導致L3路線誤判....舉例APS機身...對焦感應器的面積就比較小....所以精準度相對的就比較差一點

有些機身對於不同光源下...對焦的準確度還會受到影響


OK

影響對焦準度的變因有

1.  機身本身L1 L2 L3 三條路徑到底等不等長...... 機身每個對焦點的L2 等不等於 L3 .... 有的機身會歪一邊

2. 鏡頭本身的控制參數 + 組裝品質(光軸)

3. AF 感應器的精準度

還有第四種變因

鏡頭的本身的設計問題

例如.... 24-70  廣角端的移焦

50 1.2L 的縮光圈移焦

所以的變因....通通詳述..可能講三天也講不完

以上一堆變因... 加總起來

準焦...才是異常  

移焦才是正常


為何DSLR 要用如此複雜精確度與耐用度不是很理想的反光鏡對焦設計原理????

我也不是很清楚

但是我知道的是... 這個問題很久以前的底片機就存在了...只是當時不像現在數位機身...每張照片可以輕易的1:1 在電腦大螢幕上檢測對焦狀況


肯定的一點.... 

要徹底解決移焦問題

只有一個方法... 那掉反光鏡....與快門簾

廢除L3 與 L1 路線

測光... 測焦...曝光...通通都採用同一條路線... L2

唯有這樣.... 才有辦法徹底解決DSLR 對焦不準的問題

試想看....

找一台有Live View的機身

找一顆肯定移焦的鏡頭... 透過Live View對焦

哪一顆還會不準???  這就是因為Live View已經捨棄 L1 L3 路線.....測光 對焦 曝光..統一都用L2路線.... 透過相機LCD調整鏡頭到最清楚畫面...肯定拍出來也是最清楚的

但是...  這還是一條很漫長的路

要統一改走L2 路線....  要克服很多問題

1. CMOS 的對焦速度 (現在Live View的速度依然不夠快)

2. 移除快門廉... 採用CMOS本身的改變設計...變成電子式快門

3. 移除光學觀景窗..改用電子觀景窗....電子觀景窗如何做到類似光學觀景窗的性能


肯定未來的DSLR... 總有一天會拿掉反光鏡設計.....  測光 ...測焦..曝光...通通走同一條路線。。。這樣就沒有什麼移焦的鳥問題了...

拿掉反光鏡...應該也不能稱為DSLR了


反之..... 當今有反光鏡的機身  只要有L1 L2 L3 三條路線

肯定會有移焦問題

龜毛一點的人... 就必須自己想辦法調整機身與鏡頭...達到理論值的完美對焦狀況

 

 

 

 

 

導致移焦的問題

1. 機身本身的誤差 L1 L2 L3  路徑不相等


2. 鏡頭控制參數誤差


3. 鏡頭組裝公差..光軸準確度


4. 鏡頭設計的瑕疵


5. 不同等級機身...對焦模組的尺寸大小與精準度... 



以上5點...

在底片機上..早就存在

當時公差或許更大 (尤其是早期的L鏡... 往往移焦程度都是比現在大)

但是多數人都是洗成4X6照片..... 所以看不太出來問題

 



為何數位時代...此問題越來越明顯

1. 電腦LCD 越來越大..... 從以前的15吋...現在都升級到22~27吋...甚至30吋.... 準與不準....根本不用一比一看... fit螢幕就看的出來了

2. 機身的畫素越來越高....畫素越高...一比一看原圖..對於準焦的要求更高

3. 大光圈鏡頭成為風潮..... f /1.2~1.8 的鏡頭成為潮流..... 大光圈拍攝..+ 高畫素機身... 準與不準..照片看起來有如天堂與地獄般的差別

4. 數位拍攝量大.... 以前底片機...底片 + 沖洗照片的價錢來平均計算...大概每按一下快門...約10元

大家都是很節省的在拍照
   
    現在數位攝影..... 往往一天的拍攝量...可能是以前底片機一年的拍攝數量
   

    所以..... 以前的老式反光鏡設計
 

     在於當今大量拍攝時代
 

     反光鏡與對焦系統...大量使用下的耐用性...磨損程度....損耗的精準度..都變成一大考驗
   

     以往的設計似乎已經無法負荷..數位時代的大量拍攝

    拿掉反光鏡... 全部採與L2路線..對焦..測光..曝光... 應該是數位機身以後的唯一一條路


了解了移焦的種種原因後...

應該要擺除鴕鳥心態

不準的照片.... 就是不準

不必要替自己找很多藉口來安慰...

正面的去面對它....

 

 

簡單的分析我之前的講法....  移焦是正常... 準焦是不正常

其實應該這樣更詳細的講

DSLR(有反光鏡 + 單眼) 的自動對焦系統....移焦是正常... 準焦是不正常

假設機身本身L1 L2 L3 的路線不一製..導致移焦....簡稱..機身不準

假設鏡頭控制參數有誤..或是 ..組裝公差 與 光軸不準......導致移焦....簡稱..鏡頭不準


大致來分析排列組合

就有以下四種情況

1. 機身準 + 鏡頭不準 = 不準

2. 機身不準 + 鏡頭準 = 不準

3. 機身不準 + 鏡頭不準 = 不準

4. 機身準 + 鏡頭準 = 準

這樣簡單的組合

準的機率是 1/4

不準的機率是 3/4


再來分析準的1/4 機率中的隱藏變因

1. 如果只有中央點準... 周邊點有幾點不準.... 這樣可以歸類為準嗎?

2. 如果反覆對焦.... 拍6張... 3張很準.. ..1張勉強準....2張不準... 這樣可以歸類為準嗎?

3. 如果新機很準... 拍久了..機身磨損越拍越不準(例如5D)....這樣可以歸類為準嗎?

4. 如果..近距離準... 距離拉遠一點..常常會不準.. (例如APS機身 + 大光圈拍攝 )....這樣可以歸類為準嗎?

5. 如果...你的機身很準... 有4顆鏡頭.... 但是有2鏡頭準 ... 2顆不準.... 那你要歸類你這套機身+鏡頭群...是準還是不準?

6. 如果...你的機身很準... 但是鏡頭有怪異的對焦現象...大光圈準...縮光圈在某個範圍內會後移... 縮到某個程度又準了 (例如 50 1.2L)....這樣可以歸類為準嗎?

7. 如果..你有兩台機身以上.... A鏡頭在C機身上準.... D機身上不準....但是B鏡頭卻在在C機身上不準.... D機身上準........這樣可以歸類為準嗎?

8. 如果....不同光源下..有不同的準度... 戶外日光...鎢絲燈..日光燈...省電燈泡.... 在某個環境下特別不準..不穩 .....這樣可以歸類為準嗎?

9. 如果....變焦鏡.... 廣角不準 ..望遠端準...這樣可以歸類為準嗎?


只剩1/4機率的"準"...再加上...以上9點隱藏的變因...再來探討 

那這套系統 (你手上的鏡頭群 + 機身群  )真的很準 .... 很穩... 又很穩  的機率..還剩下多少??

以上我的理論(((DSLR(有反光鏡 + 單眼) 的自動對焦系統....移焦是正常... 準焦是不正常)))

只有在.....對於對焦準確度要求很高的人...此理論才會成立



我的理論在幾種情況下不成立

1. 對於對焦準確度要求不高
 

2. 只用中央點拍攝
 

3. 縮光圈或是廣角拍攝居多
 

4. 自己也搞不清楚準的定義是什麼

 



根據經驗..... 如果自己的機身與鏡頭..在對焦上...會有若干的不穩與不準時

會有以下幾種現象  (五縮五增)

1. 縮光圈拍攝..光圈越縮越小
 

2. 縮小照片尺寸.....縮圖.... 照片通通縮圖...看不出對不準
 

3. 縮小對焦點使用區域.... 中央點變成比較能信賴的對焦點
 

4. 縮減對於準焦的定義程度....  差不多準..就安慰自己..很準啦
 

5. 縮減拍照的興趣... 越拍越沒信心

 



1. 增加DPP轉檔的銳利度.... 越不準...加越多
 

2. 增加每次拍攝快門數...每個畫面反覆多拍很多張... 越重要的畫面...越怕不準
 

3. 增加快門的速度.... 因為搞不清楚到底是不準還是手震..沒信心...只好一直拉高快門速度
 

4. 增加刺激感.... 重要的畫面拍攝... 回家在電腦上看照片...很像在看開獎.... 好畫面不準..準的卻閉眼
 

5. 增加失落感.... 很多好畫面都是不清楚的


如果你不想落入這種苦惱循環....

可以告訴自己一個名言..安慰自己

器材不是重點....相機後面那顆腦袋才是重點...

或許這樣想...煩惱會少一點

通常面臨自己的器材不準不穩的問題時...

開始反覆測試... 自己也不知道什麼狀況... 上網問意見

一定會開始出現一些爭論

可能是使用者操作有問題... 可能是測試方法不對...可能是你太龜毛... 

最後往往會出現這句話....不要拘泥於對焦測試... 開心拍照去吧... 器材不是重點....相機後面那顆腦袋才是重點

搞了半天..也沒有答案....




要面對問題....

有以下幾種方法

1. 徹底研究機身與鏡頭的構造與動作原理.... 想辦法自己DIY調焦解決 (送回原廠...頂多只是調整中央點的準度而已..)

2. 永遠都用Live view拍照 (只要上腳架...免除手震變因....或按下快門前..移動機身....Live view肯定是保證準的)

3. 使用裂像屏....手動對焦.... (先決條件....你的觀景窗要夠大...眼力要很好..不需拍攝節奏很快的畫面.......機身的L1 與 L2 路線一定要等長....只能用中央點拍攝.)

 

從以前到現在...

機身 與鏡頭..移焦的問題...在網路上討論...

往往到最後...都會引起口水戰... 下場往往都是不好的...被圍剿的下場居多

為何??  器材準不準.. 穩不穩... 自己用了一陣子..心知肚明... 為何好像只有自己有這樣的問題...別人沒有??

可能以下幾種原因

1. 面子問題..... 自己花大把鈔票買機身..怎麼可以唱衰自己... 有不準也要忍住不能講..... 

2. 過度神格化問題.... 許多皇機皇鏡...已被過度神格化... 或是某牌機身已經被塑造成不會移焦... 所以..也不能講..苦往自己肚子裡面吞..講出來你就是"異類"

3. 賣掉的問題.... 有問題也不能講... 因為有問題用起來就不順手沒信心...肯定要賣...當然不能講出來..不然怎麼賣的掉

4. 搞不清楚狀況的問題.... 很多人根本搞不清楚...什麼是對焦準..什麼是不準... 什麼是穩定的機身...  所以也是一頭霧水...最後講了一堆...也不知道在講什麼


所以討論到最後....相機後面的那顆腦袋理論...就會被搬出來... 因為這是最簡單來面對這種難解問題的安慰方法

其實....若認真來看我之前講的原理與推論

用科學的角度來思考..... 移焦的各種問題......反而變的比較明朗一點.....清楚一點

 

接下來講講機身軟體調焦的問題

最近的新機身都有機身軟體調焦的功能...讓使用者可以自行解決對焦不準的問題

多年前...飽受對焦不準之苦的環境下....大家最期待的就是廠商可以在機身內開放軟體調焦功能....

彷彿這就是診治移焦的萬靈丹..... (當時我也很這樣想)

從1D3 1Ds3 5D2 50D都內建機身軟體調焦功能...

但是移焦與對焦不穩的問題..並沒有測底解決... 依然存在著

從硬體的層面來探討移焦問題


1. 機身 L1 L2 L3 路徑不相等因素

2. 鏡頭控制參數與組裝公差


兩個因素... 就像在一個天枰上

左邊-機身因素.... 右邊鏡頭因素

要達到真正的準與穩....  必須左右兩邊歸零(想像是重量等重)

此時天枰會呈現出真正的左右完美平衡

當左右兩邊有一邊因素沒歸零時....(重量不等重)

此時天枰無法平衡...會歪一邊.... (產生對焦不準與不穩)

要達到真正的穩定 (硬體準)

就必須想辦法把左右兩端的變因歸零 (左右重量均等)

此時天枰才會回到真正的平衡

機身內建軟體調焦.....

彷彿是天枰下方的支點

當左邊比右邊重時..... (天枰往左傾斜)

此時不解決兩邊不等重的主因

卻是改變天枰下方的支點...將支點往左移動...達到另一種平衡狀態

但是此平衡狀態下...卻不是真正的完美平衡

在很多情況下... 可能會放大誤差值... 此時又會開始出現莫名奇妙的乎準乎不準


另一個比方....

假設一個人....因為某種疾病而導致不定期發燒

退燒藥就等於是機身軟體調焦

發燒..就吃退燒藥.... 燒退了...  改天身體免疫力比較差..又發燒...再吃對燒藥

燒可以退...但是病卻沒有徹底好

要徹底解決發燒問題..... 就要把病因找出....徹底醫治 (把機身與鏡頭歸零)

接下來就是....運動加上健康飲食...把體質調好..免疫系統加強...以免下次再生病 (捨棄低成本的塑膠反光鏡支架...採用耐用的金屬材質)

這樣才能永保健康

當然如果可以把反光鏡系統拿掉....全部改用L2路線對焦+測光+曝光... 並且克服電子觀景窗與光學觀景窗的差異

這樣應該算是吃了長生不老之藥...... 天下太平

 

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