自动对焦发明之前,摄影是如何工作的?


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刚刚花了一些时间阅读有关自动对焦的问题后,我想到了一个自己的问题:在发明自动对焦技术之前,相机如何工作?

大概每个人都使用手动对焦。但问题是这样的:我尝试过手动对焦我的DSLR。这真是荒唐。鉴于取景器中的图像极其微小,我不知道您如何获得完美聚焦的图像。

也许人们没有?也许在放大24百万像素的图像以适合公交车侧面之前,焦点不是很关键吗?当然,如果您打印出的尺寸超出明信片的尺寸,聚焦错误将变得不那么明显了。

另外,我的第一台相机是Fisher-Price“玩具”相机。(电影,很明显。)我敢肯定它没有任何集中控制所有。(这是方式不久前自动聚焦到已经存在。)是如何运作的?镜头只是永久地聚焦在无限远处吗?


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在24百万像素图像之前返回 ”继续并正确扫描某些胶片。对于最大可能的打印尺寸,我不确定数字能否战胜胶片。大尺寸数字传感器太昂贵了。
空值

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好的负片感光鼓扫描会产生100MPx文件。但这是100M的真实3色像素,因此,拜耳过滤的传感器必须具有300MPx才能匹配35mm胶片。甚至没有提到更大的格式。顺便说一句,明信片的长度与马路对面的广告牌完全相同。通常,与您的明信片相比,广告牌的价格是相当低的。
Agent_L '16

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那不是Agent_L的工作方式。1 100MP鼓扫描的像素数将与任何其他100MP图像相同。除非您希望在印刷品上打出高尔夫球大小的颗粒,否则您在35mm胶片上不会超过2400dpi。
马修·怀特

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真是令人难以置信的是,消息灵通的人如何不断推崇通用的废话答案。我还注意到,以下任何答案都无法解决的一件事是,在过去,制造商开始集中精力推出更宽口径的镜头,例如Noctilux,f / 1.0甚至Nikkor 50mm f / 1.4。 ,提供
Cascabel

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@Agent_L如果我有显微镜并且有一定的耐心,我可以从同一底片上取下一个十亿像素的像素,但这并不意味着那里有比30MP时更多的真实信息。
hobbs

Answers:


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镜头对焦相机具有对焦屏 -通常为磨砂玻璃或菲涅耳透镜(相关:什么是对焦屏?)。观察摄像机(带波纹管的老式大型摄像机)将图像投影到对焦屏幕上。摄影师通常在遮光罩下直接在对焦屏上检查图像(也许使用放大镜来放大图像的区域)。当需要拍摄图像时,将对焦屏更换为胶片固定器,此时可以将胶片曝光。

Sinar F 4×5对焦屏上的图像
Sinar F 4×5对焦屏幕上的图像。图片©Guillaume Piolle,CC-BY-SA-3.0

分离棱镜对焦屏是SLR上最常见的屏幕。屏幕中央的棱镜图案有目的地沿相反的方向“弯曲”离焦光线,从而放大了离焦区域的可见性。大多数分裂棱镜屏幕在屏幕中心还围绕着分裂棱镜圈有一个微棱镜(也称为微光栅)环或项圈。微棱镜尤其有助于在对焦附近进行精细的对焦调整。这段5分钟的YouTube视频演示了分离棱镜和微棱镜环的使用和效果。

以下是聚焦棱镜的示例。在未聚焦的图像中也可以看到围绕分裂棱镜的微棱镜“点缀”环:

单反分裂棱镜,不聚焦 SLP分离棱镜,聚焦
SLR分离棱镜对焦屏图像,未对焦(左)和对焦(右)。图片©Dave Fischer,CC-BY-SA-3.0

过去,人们很少但很活跃,他们使用分体式棱镜对焦屏来改造其DSLR。但是,大多数为DSLR制造分离棱镜的公司都已停止制造它们。另请参阅:现代数码单反相机是否有对焦屏?

这是尼康Df的动画,该尼康Df装有分体式棱镜对焦屏(注意,该分体式棱镜中似乎没有微棱镜环):

尼康DF改装分体式棱镜运作中
尼康Df改型采用分离棱镜,实际使用中。图片© Reilly Liever,出于教育目的在合理使用下使用。

当物体不再失准时,镜头就会完美地聚焦在物体上。

必然的焦点是能够确定到受试者的距离。相同的技术也用于光学测距(不是测距相机)。军方使用分裂棱镜巧合测距仪确定到目标​​的距离,以设定炮兵坐标和推进剂装药:

从巧合测距仪查看。
从巧合测距仪查看。公共领域,来自Wikimedia Commons

测距仪相机使用单独的光学路径进行聚焦,即测距聚焦机制。这显示了两个重叠的图像。当图像完全重叠时,主体就清晰了。Wikipedia的以下示例说明了这一概念:

Rangefinder相机窗口,未聚焦(左)和聚焦(右)
Rangefinder相机窗口,未聚焦(左)和聚焦(右)。图片©Alexander Koslov,CC-BY-SA-3.0


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有趣。这就是为什么当电视拍摄假的“我正在通过相机看”的镜头时,它中间有一个圆圈吗?我一直想知道那是什么意思...
MathematicalOrchid

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确实。在软盘和软盘驱动器在计算机中不再可用很长时间之后,就像软盘在应用程序中用作“保存”按钮图标一样,有些事情仅仅是图标性的。
scottbb '16

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相同的“效果”是,每个元素都显示来自透镜另一侧的光。它实际上与中心元素相同,只是更小。
JDługosz

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可以为某些DSLR改装分体式棱镜屏幕。
克里斯H

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不仅有可能进行改造,实际上仍有公司在制造它们。我从中购买矿山的公司不再接受订单,但那里还有其他供应商销售类似产品。唯一的要求是照相机机身可以更换对焦屏,理想情况下,您必须拥有相当明亮(f / 4左右或更亮)的玻璃。
CVn

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自动对焦发明之前,摄影是如何工作的?

对于那些愿意学习如何使用我们当时拥有的工具来做的人来说,这是相当不错的。现在也是如此。唯一的区别是,现在我们必须学习如何使自动对焦系统专注于我们希望其对焦的那部分。

大概每个人都使用手动对焦。但问题是这样的:我尝试手动对焦我的DSLR。这太难了。鉴于取景器中的图像极其微小,我不知道您如何获得完美聚焦的图像。

由于大多数现代相机中普遍存在自动对焦,通常不再存在曾经包含在摄影师通过取景器中看到的对焦辅助装置。在自动对焦出现之前,单反相机中普遍使用分体式棱镜和/或棱镜环微型屏幕。一些相机有一个或另一个。许多相机都兼有。其他类型的相机通常装有视差测距仪类型的对焦​​辅助装置。

取景器通常也更大,更亮,即使在消费级相机上也是如此。现在,只有顶级专业型号才会拥有大型明亮的取景器,这在自动对焦前时代更加普遍。

镜头也经过专门设计,可以更好地调整焦距。镜头上的聚焦环必须进一步旋转才能获得相同的聚焦位置变化,这是当前镜头的很小移动所导致的。

也许人们没有?也许在放大24百万像素的图像以适合公交车侧面之前,焦点不是很关键吗?当然,如果您打印出的尺寸超出明信片的尺寸,聚焦错误将变得不那么明显了。

随便照相有一个道理,那就是绝大多数照片。但是,也有(现在仍然)有大中型格式的摄影师竭尽全力来制作适合于大尺寸显示的手动聚焦图像。

记录介质施加了一些最清晰聚焦的限制。胶卷胶片的部分问题是它不喜欢在相机中放平。如果您试图将投影机完美地聚焦在微风中轻拍的柔性便携式屏幕上,则将遇到类似的问题。有一些先进的相机实际上使用一种真空来将胶卷水平仪拉向背板。

彩色胶卷的聚焦也受到胶卷中三个彩色层深度变化的限制。如果您完全专注于一种颜色,则其他两层的聚焦可能会略有偏离。

相比之下,数字传感器是如此接近完美的平坦,以至于我们现在必须涂覆透镜元件的背面,以防止不必要的反射从传感器叠层反射回来。现在,最佳焦点的理论极限要小得多。即使使用当今更新,更锐利的镜头,高分辨率系统中的限制因素也迅速成为镜头的分辨力,而不是记录介质的分辨力和平坦度。

另外,我的第一台相机是Fisher-Price“玩具”相机。(显然是胶片。)我很确定它根本没有任何聚焦控制。(这是很久以前才存在的自动对焦功能。)这是如何工作的?镜头只是永久地聚焦在无限远处吗?

“定焦”相机采用相对较窄的光圈和较短的焦距。这提供了较大的景深。将焦点设置在系统的超焦距上,以便使从该距离的一半到无穷远的任何事物都显得清晰。仍然可以找到这种设计的相机。其中包括一些(但并非全部)网络摄像头,手机摄像头,后视摄像头和其他监控摄像头(尽管它们所占的数量不如几年前那么多)。

一些相机在拍摄之前无法透视镜头。一个粗略的取景器被安装在相机的侧面,或者,如果您使用的是豪华型号,则附加在固定镜头的前标准上。这种取景器无法容纳不同焦距的镜头。摄影师只需知道所用镜头的视角有多广。通过估计或测量被摄体距离并将镜头上的标记对准该距离的刻度来设置焦点。光圈和快门速度也是手动设置的,相机没有内置测光功能。其中一些相机使用胶卷胶片,每卷可拍摄6-12张照片。其他人则使用每次曝光后都必须更换的片状胶片。

威基


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胶卷中不同色彩层的厚度与大多数仍然具有一定色差的大多数相机中使用的消色差(双合)镜头相比如何?难道不是为了与不同波长的焦点不同而堆叠这些层,从而提供单个传感器平面更好的色差?
JDługosz

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有一些镜头试图做到这一点,但是没人能很好地弄清楚这一点。CA趋向于是球形而不是平坦的场,并且自那时起,关于消色差校正元件的技术状态远未达到现在的水平。使用超级计算机在数小时内模拟设计变更,而不必等待数月才能完成物理原型,这彻底改变了镜片设计和制造的可能性。薄膜从紧密缠绕的卷筒上脱落时的柔韧性问题也无济于事。
Michael

这是否意味着如果我购买了更昂贵的相机机身,它将拥有更大的取景器?有时候很难说出自动对焦系统实际上专注于哪张照片...
MathematicalOrchid

通常,价格较高的数码单反相机具有较大的取景器。但是自动对焦系统完全是另一个主题。如果您依赖于在取景器中看到的信息而不了解相机自动对焦系统的实际地图,那么注定要失败:自动对焦。 photo.stackexchange.com/a/61597/15871
Michael C

1
啊! 只看那张照片,我就能闻到那支雪茄的臭味。
奥林·拉斯洛普

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这里有不同的主题。

1)玩具相机,以及一些新相机,例如Survilance相机,一些电话相机,不需要对焦,因为它的对焦范围非常广。通常,这是由于两个元素的组合。广角镜头和小光圈。因此,无需关注其设计范围。

尝试将焦点对准玩具相机非常近的范围,但不能这样做。

2)总线上的图像大小不是24 Mpx。它可以更多或更少。那是一个不同的话题,但是在“数字”摄影之前,您需要进行商业电影摄影,可以使用可捕获相当高分辨率图像的大幅面电影。为此,不是35毫米幻灯片,而是6×6厘米4×5英寸等。https://www.google.com/search?q=film+photography+formats

现在,您可以通过扫描(包括在内)“压缩” 35毫米胶片中的许多信息。

用鼓式扫描仪扫描彩色幻灯片要比24 Mpx多得多。https://www.google.com/search?q=drum+scanner

3)相机有对焦屏。在商业摄影中,您使用了放大镜。

4)它们还有另一个特点,即聚焦环延伸得更宽,角度更大。这意味着在手动对焦的现代镜头上,稍微转动镜头会移动很多对焦距离。在旧镜头上,您需要移动更多的环,以使您对焦点更加精确。

5)人们经历过这样做,发现并感觉到焦点向左和向右移动,感觉到焦点“芭蕾”的中心。

6)目前,您仍然可以在DSLR相机上使用手动对焦,例如在拍摄视频时。正如我在第4点提到的那样,如果您的聚焦环的转角变大,您将获得更多的控制权。因此,在视频中,人们使用一些可以适应聚焦环的装备。https://www.google.com/search?q=focus+rig+dslr


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我们还年轻,拥有更好的视野!:DI不想现在尝试手动聚焦。
DocPixel

“试着将焦点对准非常近的玩具相机,而你做不到。” -确实,我最近尝试在我的Samsung Galaxy Young上使用定焦相机拍摄一些文档。要使它们既清晰又能使文字清晰可辨。
Periata Breatta'9

“有些电话摄像机不需要聚焦,因为它的聚焦范围非常广。”当然,您的意思是说它们的景深很大。至少对我来说,聚焦范围将是图像焦平面定位的可能差异。所有摄像机都需要为重点的机制是一个重点的机制,但不一定需要(其使用情况)所有摄像机可调
CVn

是的 这就是我所说的“设计范围”。该范围通常适用于景观(让我们说“无限”到“自拍”)。
拉斐尔

回复:#6。这取决于您使用的相机。双像素AF和STM镜头与用于指定所需焦点的触摸屏相结合的推出,使许多 DSLR视频拍摄者可以让DSLR现在进行对焦。
Michael

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当前的答案探讨了手动镜头对焦和定焦相机,并很好地解释了它们,但是它们错过了另一种方法- 距离估计

例如,我1960年的旧柯达Retinette不是单反相机,也没有通过镜头的对焦。但是,它也不是固定焦点。

柯达Retinette 1A

相反,您可以估计被摄对象有多​​远,然后使用聚焦环上的距离标记进行匹配。(上面的图像以米为单位,我的实际相机以英尺为单位。)


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我本想在回答中谈及距离估算,所以很高兴您做到了。
scottbb

我想知道您的“估计”需要多精确?从标记的间距来看,看起来您的主题距离大约20英尺远,您不必担心太多……
MathematicalOrchid

@MathematicalOrchid:嗯,这取决于景深。(景深越窄,您需要的精度就越高。)景深取决于光圈。外圈方便地表明了这一点。对于每个光圈,都有两个标记,显示该焦点在该光圈处的标称景深的上限和下限(距离)。[注意:米,而不是脚。]
奇怪的想'16

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为了suppliment上聚焦艾滋病意味着要手动聚焦单反相机的答案,让我给你一个链接超焦距这是在使用定焦相机。

柯达Instamatic

我父母的父母(后来递给我)看起来像这样,所以那是1970年左右的Instamatic X-15。

第一张照片是高端型号,它具有内置的测光表(因此我猜曝光不是固定的,而是基于光线)和一个用于特写或6英尺和更远对焦的开关。

虚构x15

注意,孔径在物理上很小。它是f / 11,负值为28mm平方,因此景深比您从“全画幅”获得的要好一些,如果设置为f / 11。

考虑到您可以从系统中获得的最佳清晰度,并假设您要看的是在阅读距离处保持4英寸见方的打印件,则超过6英尺的所有内容都“处于焦点”。但是重点并没有像您今天从相同的值获得的预期那样突出,因为出于多种原因,预期的打印质量不如预期。1970彩色印刷胶片不是Ektar

关键是,认为“聚焦”的距离范围是基于您可以容忍的混乱圈子的物理大小的判断。对于粗糙的胶片(和打印纸),无论如何您都无法获得一定的清晰度。分辨率根本不够好。


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您可以拥有的最简单的相机,就是您可以在家中轻松制造的东西,只是带有针孔的纸板箱。您会在胶片上获得聚焦的图像(尽管倒过来)。这也适用于人眼-如果您近视并且没有戴眼镜,则只需在拳头前形成拳头,让一小束“光”通过,就可以获得完美聚焦的图像。 。

这应该非常清楚了-的重点手段被淘汰只是你得到比你更多的光,在所有错误的地方。这主要是由于以下事实:在典型情况下,光线会在整个位置散射和扩散,因此同一张图像实际上是从许多“错误”的角度投影的。DSLR通过使用透镜“重组”分散的光线-使它们再次平行来解决此问题。但是,这仅适用于一定范围的距离。在我们的带针孔的鞋盒相机中,通过消除所有其他“ ”光线来解决该问题直接来自物体。这并不取决于到物体的距离(尽管距离与针孔半径之间存在限制,并且还存在其他限制),但是它总体上接收的光线较少,因此您需要更长的曝光时间。另外,您通常对最小距离有严格的限制-它们在从3米到无限远的任何地方都具有很好的聚焦力,但是您将无法拍摄蝴蝶:)

如前所述,DSLR比这复杂得多-它们在很大程度上能够调整许多不同的设置,以适应您的喜好和所处的环境(在理想的环境中:P)。但是,尽管需要一些练习才能正确地进行手动对焦,但是这当然并不。如果您通常在手动对焦方面遇到麻烦,请尝试校准取景器(附近某处应该有“齿轮”,并带有+/-)-眼睛可能是问题所在。


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我们做了很多糟糕的照片。拍摄坦率时,我发现在不良曝光和不良聚焦之间,该课程可打印的照片占60%。自动曝光将废品减少了一半。自动对焦及时赶来解决我逐渐衰老的视线。现在,我认为除非我做一些愚蠢的事情,否则对焦/曝光的拒绝率只有百分之几,而其中大多数将是奇怪的照明-背光,雪景,夜景...或者自动对焦感到困惑的情况由我和我的主题之间的某个对象。(树枝是焦点,鸟不是。)

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