为什么即使高端相机也经常仍包含普通（非十字型）AF传感器？

现代相机通常使用两种自动对焦传感器：普通和十字型。普通型AF传感器在聚焦于高对比度垂直线上时尤为困难，而十字型传感器虽然更先进（且价格也相应更高），但在这种情况下却更容易对焦。

由于包括大量十字型传感器的成本增加，较便宜的相机通常在中央自动对焦点仅包含一个这样的传感器，而中档相机通常在中心点附近具有群集，而高端相机通常甚至在中心点附近各种配置的更多十字型传感器。

纵观某些高端相机的细目，即使在价格已经达到四位数的空间中，仍然有相当数量的普通型自动对焦传感器：

• 尼康D5和D850都具有约150个传感器，其中99个为十字型

• 佳能旗舰产品EOS 1DX mk II及其5D mk IV具有61种传感器和41种十字型

我想知道，即使在这些超贵的旗舰和高端机型中，约有1/3的AF传感器仍然非常稳定。这是纯粹的经济设计选择，还是包装太多的十字型自动对焦传感器会带来成倍困难的技术障碍？

实际上，十字型AF传感器只是两个“正常” AF传感器，一个传感器的线在垂直方向上对齐，另一个传感器的线在水平方向上重叠在同一区域上。

非十字型AF传感器可以是垂直，水平甚至对角线。一些非常早的具有单个中央自动对焦“点”的自动对焦胶卷相机使用对角线。

每个“正常” AF“点”都是一对线，它们收集来自相机视场中同一“点”的光，该光在镜头前部元件的相对侧进入镜头。

“十字型”自动对焦点使用两对线，一条垂直线，一条水平线。

大多数具有“正常”非十字型AF传感器的相机会混合使用一些水平和垂直的相机。

该“地图”属于佳能6D AF系统。在取景器中可以看到所有小的黑色正方形。蓝色矩形（中间是橙色矩形）指示每个AF“点”的实际感光度区域。

请注意，每侧的外部四个“点”在f / 5.6垂直定向且敏感，内部的三个“点”在f / 5.6水平定向且敏感。中央自动对焦点还具有垂直方向的f / 5.6线和对f / 2.8敏感的另一条水平线。

双对角十字型AF“点”通常具有垂直和水平的一对传感器线组，以及一对相互成90°的对角线传感器线组，在“ +”上形成“ X”垂直/水平对。

这是佳能EOS 5D Mark III，5D Mark IV和1D X Mark II的“地图”：

同样，在取景器中只能看到浅灰色的正方形，但是黑线表示实际的感光度区域。

这是这些相机中使用的AF传感器阵列的外观。

每个AF“点”的线都不需要与它们在相机取景器中的位置有物理对应关系，因为AF单元入口处的微透镜会将入射光重定向到阵列上的正确线。您可以看到，对于相同的AF“点”，中央五个“点”的对角f / 2.8敏感部分的对角线分布得比水平/垂直线宽。每条线之间的较宽分布使它们在f / 2.8时更敏感，也使它们在F / 4或更窄的孔径下不敏感。

有多组“分束器”微透镜，它们位于从DSLR辅助镜反射的光进入PDAF单元的位置。每个微透镜的一侧对准透镜投影的像圈中的特定点，另一侧对准PDAF传感器上的特定点。

这是位于原始佳能5D的简单“ 9点” AF系统的AF传感器上方的微透镜阵列（“分离器”微透镜的阵列图像很难获得-我找不到用于更高级的自动对焦系统的那些）：

请记住，尼康的D5和D500只有55个用户可选的自动对焦点，其中35个（以下显示为红色方块）是十字型。其余的是用户无法选择的“辅助”点（在下面显示为点）。

那么，为什么如此昂贵和先进的相机会包含一些并非全部为十字型的自动对焦点？

这在某种程度上是经济的，因为添加更多的AF“点”的确会花费更多，但这也部分是由于物理和设计约束。

假设镜头正确对准（每个元件居中，没有倾斜或间距误差）并指向均匀的明场，则中央自动对焦“点”将始终获得最可用的光线。当一个人离开中心时，光量将会下降-否则，相同的自动对焦“点”的自动对焦性能也会下降。都是与角度有关，以及与某些相同的因素共同导致镜头视野的边缘和角落的亮度下降。

每个AF“点”还需要处理大量数据。在某些时候，收益递减定律开始生效，使所有61个AF“点”或所有55个AF“点”交叉类型点所需的额外处理能力可以更好地发挥优势，例如合并距离信息来自PDAF传感器的信息，以及来自RGB + IR色彩敏感测光传感器的颜色信息，以帮助跟踪运动的物体。这是1D X Mark II和D5等相机的出色表现。

因此，最后一些设计决策是基于如何最好地利用有限资源为特定任务提供更好的相机自动对焦系统整体性能。

例如，佳能的机身比5D Mark IV或1D X Mark II的机身低，它们确实提供了所有十字型自动对焦点。80D，77D甚至Rebel T7i / 800D都具有一个带有所有十字型“点”的45点自动对焦传感器。6D Mark II使用同一PDAF传感器阵列的FF版本。

四十五个十字型AF“点”等于90对线，中间还有两个对角线的“ AF”“对角线”。这仍然比旗舰机体所需的112对线少拥有41个十字型，20个“标准”线和另外十对线，用于五个双对角线型AF“点”。

佳能EOS 7D Mark II具有65个所有十字型自动对焦点，但中央只有一个双对角“点”，因此它需要132对线。将其与1D X Mark II，5D Mark III和5D Mark IV中使用的61点系统进行比较。

7D Mark II还具有双DiG！C 6成像处理器和用于AF系统的另一个专用处理器。1D X Mark II和5D Mark IV除了主图像处理器外，还具有用于AF系统的专用处理器。

The Digital Digital Picture of the AF的自动对焦部分提供了许多有关高性能自动对焦系统的良好信息，包括7D Mark II与1D X Mark II，5D Mark III和5D Mark IV共享的系统之间的比较。佳能EOS 7D Mark II。

佳能美国技术顾问查克·韦斯特弗勒（Chuck Westfall）长期撰写的这份颇有启发性的“ EOS 7D Mark II与EOS-1D X和EOS 5D Mark III TTL-SIR（通过镜头辅助图像配准）自动对焦系统比较” Bryan Carnathan在The-Digital-Picture上的询问。

在摄影SE上，我们还有其他一些问题，这些问题使用专用的AF传感器研究了PDAF的各个方面：

与f / 4或更慢的镜头相比，f / 2.8镜头的自动对焦效果更好吗？
十字型对焦点是更准确还是更快？