五光十色——相机中的3A技术

相机中有3A技术，指的是自动对焦AF、自动曝光AE及自动白平衡AWB。自动对焦AF通过既得图像对比度移动镜头使图像对比度达到最大，自动曝光AE将根据可用的光源条件自动设置曝光值，自动白平衡AWB根据光源条件调整图片颜色的保真程度。

 1.自动对焦AF：

“自动对焦”（AF，是英文Auto Focus的缩写）又称为“自动调焦”，是照相机上所设的一种通过电子及机械装置自动完成对被摄物对焦，并达到使影像清晰的功能。自动对焦最主要的特点是聚焦准确性高，操作方便，特别是对被摄物的聚焦，自动对焦更具优势，同时也有利于摄影者把精力更多地集中在所拍摄的画面上。自动对焦可分为主动式自动对焦和被动式自动对焦两类。主动式自动对焦主要是利用发射红外线或超声波量度被摄物的距离，自动对焦系统根据所获得的距离资料驱动镜头调节像距，从而完成自动对焦；被动式自动对焦主要是通过接受来自被摄物的光线，以电子视测或相位差检测的方式完成自动对焦。

图1 相机自动对焦原理

传统相机，采取一种类似目测测距的方式实现自动对焦，相机发射一种红外线（或其它射线），根据被摄体的反射确定被摄体的距离，然后根据测得的结果调 整镜头组合，实现自动对焦。这种自动对焦方式——直接、速度快、容易实现、成本低，但有时候会出错（相机和被摄体之间有其它东西如玻璃时就无法实现自动对 焦，或者在光线不足的情况下），精度也差，如今高档的相机一般已经不使用此种方式。因为是相机主动发射射线，故称主动式，又因它实际只是测距，并不通过镜 头的实际成像判断是否正确结焦，所以又称为非 TTL式。这种对焦方式相对于主动式自动对焦，后来发展了被动式自动对焦，也就是根据镜头的实际成像判断是否正确结焦，判断的依据一般是反差检测式，具体 原理相当复杂。因为这种方式是通过镜头成像实现的，故称为 TTL 自动对焦。也正是由于这种自动对焦方式基于镜头成像实现，因此对焦精度高，出现差错的比率 低，但技术复杂，速度较慢（采用超声波马达的高级自动对焦镜头除外），成本也较高。手动对焦，它是通过手工转动对焦环来调节相机镜头从而使拍摄出来的照片清晰的一种对焦方式，这种方式很大程度上面依赖人眼对对焦屏上的影像的判别以及拍摄者的熟练程度甚至拍摄者的视力。早期的单镜反光相机与旁轴相机基本都是使用手动对焦来完成调焦操作的。现在的准专业及专业数码相机，还有单反数码相机都设 有手动对焦的功能，以配合不同的拍摄需要。

 2.自动曝光AE：

自动曝光(Automatic Exposure)，主要分为三类，全自动程式曝光，光圈先决曝光以及快门先决曝光。

在程序自动曝光方式中，照相机能根据测光系统所测得的被摄画面的曝光值，按照厂家生产时所设定的快门及光圈曝光组合，自动地设定快门速度和光圈值。就相机操作性而言，在这种方式下等同于所谓的"傻瓜照相机"，操作者根本不用调节快门速度和光圈值，所要做的只是对好焦点，按下快门释放钮就行了。在"傻瓜"照相机中常见的电子程序快门，就属于这种曝光方式。其实，只有程序自动曝光方式才是真正的"全自动"曝光方式。

光圈优先自动曝光，在该模式下，我们可以手动设置好需要的光圈大小，然后再由相机根据我们设置的值自动决定快门的速度。这种模式适合我们拍摄非运动被摄体，如人物，风光。

快门优先自动曝光，快门优先模式刚好与光圈优先模式相反，我们设置好快门速度以后，然后再由相机决定光圈大小。这种模式适于需要在画面中表现动感时使用。在这种模式下适合拍摄动物或者运动。

自动曝光是相机根据光线的强弱自动调整曝光量，防止曝光过度或者不足，但是，在场景反差很大的时候会出现误差(比如舞台的场景)，光圈优先和快门优先都是自动曝光的范畴，除非很高档的相机，这两种功能不会同时出现在一个相机上，在自动曝光的同时也让你有部分选择的权利，当使用光圈优先的功能时，特别是小光圈时，要注意此时的快门速度会相应的调得很低，端稳相机防止图像不清晰。

  3.自动白平衡AWB：

白平衡是电视摄像领域一个非常重要的概念，通过它可以解决色彩还原和色调处理的一系列问题。许多人在使用数码摄像机拍摄的时候都会遇到这样的问题：在日光灯的房间里拍摄的影像会显得发绿，在室内钨丝灯光下拍摄出来的景物就会偏黄，而在日光阴影处拍摄到的照片则莫名其妙地偏蓝，其原因就在于“白平衡”的设置上。

自动白平衡通常为数码相机的默认设置，相机中有一结构复杂的矩形图，它可决定画面中的白平衡基准点，以此来达到白平衡调校。这种自动白平衡的准确率是非常高的，但是在光线不足条件下下拍摄时，效果较差，例如多云天气下，许多自动白平衡系统的效果极差，它可能会导致偏蓝。

自动白平衡调整功能是摄像机都有的功能。摄像机存贮有针对某些通用光源的最佳化设置方案。摄像机可以根据通过其镜头和白平衡感测器的光线情况，自动探测出被摄物体的色温值，以此判断摄像条件。并选择最接近的色调设置，由色温校正电路加以校正，白平衡自动控制电路自动将白平衡调到合适的位置。这一功能被称作为自动白平衡调节。

多数光线条件下白色平衡功能都可以设定为自动，当摄像机对着被摄体时，随着照明光的色温不同，摄像机的白平衡被自动调整，而不必手动控制。然而，跟自动聚焦、自动曝光一样，自动白平衡调节是有一定局限性的。一般的摄像机都能在大约2500K~7000K的色温条件下正常进行自动白平衡调节。当拍摄时的光线超出所设定的范围时，自动白平衡功能就不能正常工作。