李鸿章有惊天纬地之才:从550D到1DX 佳能EOS数码单反对焦系统解读

『写在前面』
　　在数码单反相机中，对焦系统扮演着非常重要的角色。很多情况下，对焦系统给最终照片带来的影响甚至可以排在感光元件、影像处理器的前面——没错，只有清晰的照片才有可能谈论画质。特别是在近几年来，中低端数码单反相机普遍采用规格相近感光元件的情况下，对焦系统已经成为划分数码相机档次的最重要标志。下面，ET就以佳能EOS数码单反相机为例，向大家解析一下不同级别数码单反相机的对焦系统特性。



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『相关概念1：对焦点的类型』
　　我们通常称呼的『对焦点』，其实是由一条条线型对焦传感器组成的。根据对焦传感器的组合方式，我们可以将对焦点划分为单线型（1条对焦传感器）、双线型（2条对焦传感器平行放置）、十字型（2条对焦传感器呈『十』字交叉放置）等不同类型。需要知道的是，对焦传感器检测的是方向上与其相切的光线，即横向对焦传感器检测纵向光线、纵向对焦传感器检测横向光线。

『相关概念2：对焦传感器的精度』
　　在介绍对焦系统的文字中，我们常会见到类似『Fx.x对焦传感器』的字样。Fx.x代表了该对焦传感器可在镜头最大光圈大于或等于Fx.x时进行工作；并且Fx.x的数字越小，该对焦传感器的精度越高。例如：

- F2.8对焦传感器在搭配最大光圈大于或等于F2.8的镜头时，可以比F5.6对焦传感器提供更高的对焦精度；
- 当镜头最大光圈小于F2.8时，F5.6对焦传感器可正常工作，而F2.8对焦传感器不能工作。

　　再次强调：此处的Fx.x指镜头的最大光圈而不是拍摄时所设置的光圈。因为现代数码单反相机都是全开光圈下取景，只有按下快门的瞬间才会收缩光圈的。所以，并不存在『某镜头F1.4跑焦F2.8不跑焦』的情况。

扩展阅读：佳能对7D对焦系统的官方介绍

『相关概念3：对焦传感器的适应性』
　　『Fx.x代表了该对焦传感器可在镜头最大光圈大于或等于Fx.x时进行工作』是适用于大多数情况的，由于对焦系统设计或镜头光学特性等因素，也会出现一些特例的情况。例如，佳能40D\50D\60D\7D在搭配8款EF老镜头和腾龙镜头时，非中心点无法以十字型工作；而一些副厂镜头（或增距镜）可以通过『欺骗』相机的方式，让一些小光圈镜头也能在常规对焦系统上实现自动对焦。

扩展阅读：佳能2011年2月官方公告链接



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『产品解读1：佳能EOS 550D/600D』
　　佳能的入门级数码单反相机配置了9点自动对焦系统。其中，中心点配置了3组线型对焦传感器，包括呈十字型的2条F5.6对焦传感器和1条横向F2.8对焦传感器；而中心点外的8个点均为纵向F5.6对焦传感器。这种组合方式，保证了对18-55mm F3.5-5.6等入门级镜头的适应性，同时也能在搭配17-50mm F2.8、50mm F1.8等大光圈镜头时提供更高的对焦精度。

『产品解读2：佳能EOS 7D/60D』
　　7D的19个对焦点均配置有一组呈十字型的F5.6对焦传感器。并且，中心点上又配置了另一组呈十字型的F2.8对焦传感器，构成『米』字型对焦点。在使用最大光圈小于F2.8的镜头时，7D的周边对焦点拥有和中心点相近的对焦精度；而在使用最大光圈大于F2.8的镜头时，中心点上两组十字型传感器协同工作，能够进一步提高对焦精度。


佳能EOS 7D的对焦点分布图。

　　60D的对焦系统总体情况与7D类似，只是对焦点总数下降为9个。无论是7D还是60D，中心垂直方向上的3个对焦点，纵向上均采用了双线错置型对焦传感器。这种传感器可以提高对焦精度，并且提升大脱焦状态下的对焦速度。

扩展阅读：色影无忌关于双十字交叉传感器的文章

『产品解读3：佳能EOS 5D Mark II』
　　5D2总共拥有15个自动对焦点，包含有9个用户可选对焦点和6个AI Servo自动对焦的辅助对焦点。在9个用户可选对焦点，中心点由1条纵向F5.6对焦传感器和1条横向F2.8对焦传感器构成十字型，其它8个对焦点均为纵向F5.6对焦传感器。所以，5D2的中心点只有在搭配最大光圈大于或等于F2.8的镜头时才是十字型的。

『产品解读4：佳能EOS-1Ds Mark III』
　　1Ds3总共拥有45个自动对焦点，包含有19个用户可选对焦点和26个辅助对焦点。每个用户可选对焦点均由1条纵向F5.6对焦传感器和1条横向F2.8对焦传感器构成十字型，与5D2的中心点情况类似，同样只有在搭配最大光圈大于或等于F2.8的镜头时才是十字型的。

『产品解读5：佳能EOS-1D Mark IV』
　　在规格上，1D4拥有真正继承并超越EOS-1V的对焦系统，具体体现在：

- 45个自动对焦点均为用户可选对焦点，其中包含有39个十字型对焦点；
- 中心对焦点由1条纵向F8对焦传感器和1条横向F4对焦传感器组成，即使在使用增距镜而令最大光圈降至F8时，仍能进行自动对焦；
- 除中心点外的38个十字型对焦点由1条纵向F5.6对焦传感器和1条横向F2.8对焦传感器组成，并且在配合17-40mm F4L、24-105mm F4L和几款镜头加增距镜后最大光圈为F4的组合时，这些自动对焦点的F2.8对焦传感器仍能工作；
- 剩余6个自动对焦点均为纵向F5.6对焦传感器。


佳能EOS-1D Mark IV的对焦点分布图。
扩展阅读：佳能对1D4对焦系统的官方介绍

『产品解读6：佳能EOS-1D X』
　　作为佳能EOS数码单反的新旗舰，1DX搭载了迄今为止最复杂也是最先进的61点自动对焦系统，具体体现在：

- 61个自动对焦点均为用户可选对焦点，其中包含有41个十字型对焦点；
- 中心区域的21个对焦点均配置了一组呈十字型的F5.6对焦传感器，并且中心点及上下各2点又配置了另一组呈十字型的F2.8对焦传感器，构成『米』字型对焦点（类似7D/60D的中心点）；
- 除中心区域外的20个十字型对焦点由1条纵向F5.6对焦传感器和1条横向F4对焦传感器组成，且F4对焦传感器的精度达到了此前F2.8对焦传感器的水平；
- 剩余20个自动对焦点均为纵向F5.6对焦传感器；
- 所有对焦点均采用了双线错置型对焦传感器；
- 覆盖范围由1D4的15×8mm提升至19×8mm；
- 自动对焦亮度范围由此前的-1EV至18EV提升至-2EV至18EV。


佳能EOS-1D X的对焦点分布图

　　可见，除了对焦点的数量外，1DX在对焦点的精度、覆盖范围、最低对焦亮度等方面都有很大提升。而在搭配全新的RGB自动测光模块和第3代AI SERVO算法等新技术后，追焦性能也会有所改善。唯一遗憾的是1DX的自动对焦系统不能支持最大光圈小于F5.6的镜头。

扩展阅读：佳能对1DX对焦系统的官方介绍



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『附：EOS-1D Mark IV与EOS-1D X对焦系统对比』
- 当使用最大光圈大于或等于F2.8的镜头时，两套对焦系统中的全部对焦点均正常工作，1D4有38条F2.8对焦传感器，而1DX在中心5点上有额外的5组十字型F2.8对焦传感器；
- 当使用最大光圈为F4的镜头时，1D4的全部对焦点均正常工作，1DX的5个十字型F2.8对焦点不工作；
- 当使用最大光圈为F5.6的镜头时，1D4的中心点为十字型、其余44点为线型，1DX中心区域21点为十字型、其余40点位线型；
- 当使用最大光圈为F8的镜头时，1D4的中心点为线型，1DX理论上已经无法自动对焦。

『附：如何鉴别对焦传感器是否工作』
　　在文章最后，ET分享一下测试相机对焦传感器是否工作的小技巧。下面给出两张图，一张是白底黑线，一张是黑底白线，每张图都有1像素宽度的横竖两条细线。下载图片并全屏显示（使用黑底时注意屏幕反光），分别用相机的每一个对焦点去对这两条线（尽量保证相机对焦点与屏幕是垂直的）。竖线合焦说明是横向对焦传感器工作；横线合焦说明纵向传感器工作。