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參賽作品名稱：

你可以再靠近一點---淺談數位相機之自動對焦原理

關 鍵 詞：

數位相機、自動對焦

中華民國 103 年 12 月 01 日

目 錄

摘要 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 壹、 緒論 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1

一、研究動機 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 二、研究目的 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 2

貳、 文獻探討 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 2 一、數位相機 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 2 二、何謂自動對焦? - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 3

(一 )對焦 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 3 (二 )自動對焦原理 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 3 (三 )自動對焦的影響與起源 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 4

三、針孔成像原理 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5 四、景深原理 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7

(一 )模糊圈 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7 (二 )光圈 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7 (三 )何謂景深？ - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 8

五、自動對焦相機進化史 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 9 (一)全世界第一台自動對焦相機 Konica C35 AF --------- 9 (二 )雙眼相機 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 0 (三 )單眼相機 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 11

参、 研究設計與實施 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 12 一、研究方法 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 2

(一 )文獻研究法 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 2 (二 )實證研究法 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 2

二、研究流程 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 2 肆、 研究結果與討論 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 13 伍、 結論與建議 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 7

一、結論 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 8 二、建議 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 8

參考文獻 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 8

你可以再靠近一點---淺談數位相機之自動對焦原理

摘要

在目前 3C 攝影產品普及的時代，幾乎人手一台數位相機或智慧型手機，而

對焦技巧可以說是攝影中的最重要的一環，因此本研究主要目的在於了解正確的

對焦方式，並深入探討自動與手動對焦的程式原理，研究過程主要透過文獻探討

進行資料分析，研究攝影技巧的基本概念，並針對有關自動對焦原理之網路資料

及相關書籍，進行研究與彙整，清楚了解到目前數位攝影相關技術的日新月異，

相對的，也了解到精確的對焦技巧也因此更加複雜。因此，你還在為了拍攝的照

片不夠清晰，還在為想拍攝的主要人事物失焦而煩惱嗎？或是你拍攝到的相片主

體並不是你原先規劃的嗎？透過本研究的深入探討自動對焦的原理，相信可以輕

易解決您的窘境。 關鍵詞：數位相機、自動對焦

壹、緒論

一、研究動機

自從照相機被發明之後，就與人類日常生活的習性緊密結合，拜科技進步所

賜，相機也一路「進化」，從碩大無比的一二零相機、一三五機械相機、傻瓜相

機、即可拍相機發展至目前的數位相機，因傳統相機拍照流程較為複雜，現在很

多人都習慣使用數位相機來拍照，但或許大家都不是專業的攝影師，無法充分掌

握拍照的時間點以及取景的技巧，常常因為拍照技巧不佳或者天公不作美的情況

下，讓拍出的照片找不到焦點而變得模糊不清。想要拍出清晰銳利的照片，就要

足夠了解自動對焦的關鍵知識，因此，本研究主要以對焦清晰、主體是否對焦來

探討正確的對焦方式，並帶您更深入了解數位相機自動對焦的原理。

二、研究目的

基於以上研究動機，本研究主要目的在探討自動對焦對攝影技術之影響。透

過文獻分析，討論相關理論，以作為實證研究的基礎，然後依據現有的數位對焦

程式進行研究，並將分析結果提出具體建議，供所有對自動對焦原理有疑惑的人

參考。具體而言，本研究的主要目的如下：

（一）數位相機 （二）何謂自動對焦 （三）針孔成像原理 （四）景深原理（Depth of Field） （五）自動對焦相機進化史

貳、文獻探討

一、數位相機

CCD，感光耦合元件，又稱電荷耦合元件（Charge-coupled Device），於 1970

年美國貝爾實驗室的威拉德·博伊爾和喬治·史密斯所發明，是一種積體電路，能感應光線並將影像轉變成數字訊號，經由外部電路的控制，每個小電容能將其所

帶的電荷轉給它相鄰的電容，廣泛應用在數位攝影、天文學，幾十年後人們利用

這項技術創造了數位相機，不需要底片也不用沖洗，就可以重複拍攝和即時調整

照片，就算一直複製也不會降低品質，方便永久保存，可運用電子傳送與處理，

有別於傳統照相機通過光線引起底片上的化學變化來記錄圖像，以數位的方式記

錄影像的照相機，只要一張薄薄的記憶卡即可儲存影像，而且可以隨拍隨看，馬

上檢視成果，而不需送沖印店等個幾小時才能看到相片。

而數位相機的自動對焦分成對比度檢測法、相位檢測法，輕便型數位相機，

很少採用像銀鹽式輕便相機所使用的主動或被動式自動對焦，幾乎所有機種都採

用對比度檢測法（Contrast，又稱反差檢驗）的自動對焦方式，焦點模糊影像的對比度都很低，相反的，若對焦正確，對比度應為最大，因此利用對比度的檢測，

就可以知道對焦是否正確，此即對比度檢測法的原理。單眼相機款式的數位相機

多半是快門和反光鏡位於影像感測器之前，所以無法當成 AF 感測器使用，故在自動對焦方面，和銀鹽式相機同樣使用相位檢測法。（黃月美，2007）

二、 何謂自動對焦？

（一）對焦

對焦，就是調整、對準焦點所在。焦點的運用，可前可後；大部分的拍

攝情形是讓主體清晰顯眼。但也可反之、使主題模糊而背景清楚，甚至模糊

焦點、造成「脫焦」效果，以營造特殊氣氛。（黃丁盛，2003） （二）自動對焦原理

自動對焦（Automatic Focus），簡稱『AF』，泛指相機以特定區域進行測距，進而調整鏡頭中鏡片形成焦點，使照相機內的影像看起來清晰的設計，

相對於『MF』手動對焦（如圖 1 所示），AF 已經成為現代相機科技的標準用語。

圖 1 操作相機手動對焦的步驟

自動對焦有幾種方式，根據控制原理分為主動式和被動式兩種，主動式

自動對焦通過相機發射一種射線（一般是紅外線），根據反射回來的射線信

號確定被攝體的距離，再自動調節鏡頭，實現自動對焦，這是最早開發的自

動對焦方式，比較容易實現，反應速度快，成本低，多用於中檔傻瓜相機。

這種方式精確度有限，且容易產生誤對焦，例如當被攝體前有玻璃等反射體

時，相機不能正確分辨。被動式對焦有一點仿生學的味道，是分析物體的成

像判斷是否已經聚焦，比較精確，但技術複雜，成本高，而且在低照度條件

下難以准確聚焦，多用於高檔專業相機，一些高智能相機還可以鎖定運動的

被攝體甚至眼控對焦。

一般數位相機分成 AF-S 單次自動對焦，AF-C 連續自動對焦，AF-A 全自動對焦三種模式，AF-S 單次自動對焦又可稱為 ONE SHOT，意思是當鏡頭找到拍攝的物體距離即鎖定焦點，AF-C 連續自動對焦則稱為 AI SERVO（人工智能伺服自動對焦），它很適合正在動作的物體，因為它會追蹤目標

直到快門打開的那一刻，AF-A 全自動對焦，這其實就是相機會檢測到物體的移動然後在 AF-S 單次自動對焦 AF-C 連續自動對焦之間切換。要拍攝出有意境的照片，光線掌握非常重要。同樣的物體，光源方向不同，拍攝的

影像風格也會大異其趣，重要的是呈現出「最想讓人看到的重點」，將想要

強調的部份清楚對焦，就能讓人一眼看到重點所在。（吳嘉芳，2010）

（三）自動對焦的影響與起源

從傻瓜相機只要輕輕的半按下快門，等到『嗶』聲響起，再一路推到底

『喀嚓』一聲，拍照就算完成了（如圖 2 所示）。這是攝影玩家再熟悉不過的全自動攝影流程，也是俗稱的傻瓜攝影技術，到自動對焦技術，是長達四

十年的科技研究和努力，我們現在可以輕鬆拍照，也是科技進步帶來的福

祉。

圖 2 傻瓜相機攝影技術

早期號稱『自動對焦』的相機擁有四個對焦點，加上這類相機常用廣角

鏡頭，景深本來就都很大，因而基本上都能獲得足夠的清晰度，但是，要相

機精確的對焦再被拍攝的物體的平面上，只能靠運氣。較新式的鏡間快門相

機，通常有多於四個（有的多至八個以上）的對焦點，相對的取得較佳畫面

清晰度的可能性也越大。

時光倒流，你會發現手動照相技術十分複雜，必須仰賴人工測光、手動

對焦、自助捲片等等，大量使用人力的結果，往往也容易出錯。特別是重要

的場景，一但錯過就無法重來，所以攝影師的素質成為這個時期拍照成功與

否的重要因素，隨著五六十年代大幅度機械自動化的發展，越來越多人相信

自動化是未來世界的指標，先一步完成的自動測光技術和電動捲片機，充分

說明了攝影技術確實有可能邁向自動化，而其中最關鍵的部分，也是決定拍

照的速率，決定步驟的重點，『自動對焦系統』，也成為當時各家相機製造商

的指標研發項目。

照相機自動對焦系統的可以追朔到六十年代，1963 年，Canon 公司曾在西德的柯隆博覽會（Photokina）上展出一架具有自動對焦能力的照相機原型，這個時期的 AF 技術仍相當原始，雖然 AE 自動曝光技術已逐步成熟，但對焦能力還是不良，1974 年，Nikon 公司也推出了一款具備自動對焦能力的原型機，但其設計仍十分仰賴機械結構，體積大、反應慢是最大的缺點。

三、針孔成像原理

成像是一個物體上每一點所發出的光線，都可以經由一個裝置後，在屏幕上

都落在成比例的位置上，因為光線是直線進行的。針孔成像則是利用光直進的原

理和相似三角形的原理來成像，不是最近才發名的，早在兩千三百年前就被墨子

發現了！透過一個牆上小孔，我們可以在黑暗的屋子裡，看到房子外面的街景投

射在牆面上，15 世紀時，歐洲宮廷畫家便利用這種原理製作成「映畫箱」，畫出逼真的寫實油畫；19 世紀發明「定影術」（即相紙）時，就利用此「映畫箱」製作成第一部照相機，所以針孔成像即是現代攝影之鼻祖，此地位無庸置疑！（管

憶華，2010）

如果裝置的孔徑太大，在屏幕上的光線就會受到其它部份的影響而顯示不出

來或模糊不清，而孔徑適當大小時，則可以得到清晰的像。一般照像機是用凸透

鏡，原理也是類似，只不過孔徑可以相當大，此時通過的光線就比較多，於是屏

幕上的像就比較亮，也有增加景深的效果。，例如萬花筒利用光的反射造成的成

像原理，另外還有電漿電視與液晶電視的成像原理。

電漿電視與液晶電視，都屬於平面顯示器（flat display panel，FDP）。電漿電視所說的電漿，其實已經在我們的生活周邊出現，例如日光燈管，其原理簡單

的說，就是日光燈管中的電子與水銀蒸氣因為兩端的燈絲加熱而產生碰撞，進而

發出紫外線，最後被燈管壁的螢光粉物吸收產生光，而不同顏色的螢光粉，所產

出的日光燈顏色也就不同。而電漿電視面板（Plasma Display Panel，PDP）的原理則是類似日光燈的發光原理，電漿顯示面板上有很多發光細胞（cell），類似小小的日光燈，每個發光細胞前後都有透明電極，當電極通電後，格中特殊氣體就

會因為化學原理發出紫外線，而被發光細胞壁上的螢光物質吸收，進而產所需的

光。 電漿電視最小的單位是畫素，而每個畫素都有三個 RGB（紅綠藍）顏色，

也就是每個畫素有三個發光細胞，分別負責一個顏色。 至於液晶電視，則是使用與一般電腦的液晶顯示器（Liquid Crystal Display，LCD）相同的面板技術，只是在亮度、對比與反應時間卻要比電腦使用的液晶螢幕要求要高，以目前的液

晶電視來說，亮度 500nits（每平方公尺的燭光亮度，或 cd／m^2 單位）、500：1的規格是主流。液晶的顯示技術，是透過兩片具有不同電極的導電玻璃，中間夾

著「液晶」（液晶具備液體與固態晶體的特性），當加入電壓時，會將液晶產生物

理變化反應，這樣的變化會造成光折射，結果會影響光線透射或遮蔽，也就是說，

是否可以讓面板後方的背光燈管所發出的光透射，若完全遮蔽則產生黑色，若完

全透射則產生白色，當然其中還會產生不同亮度程度的變化，當然，若要造成彩

色的畫面，則是加入了彩色濾光片，如此就可以透過 RGB 三色搭配來達成所需的顏色。而液晶面板的最小單位也是畫素，每個畫素也是有 RGB 三個顏色。

如下頁圖 3 所示，可以更清楚的了解光線的成像原理，從 A1 出發的光線通過透鏡的「光心」不會折射（綠色線），其他經過透鏡的光線都會產生折射（紅

色線），最後光線會在 A2 的地方交會，這個地方就是影像成像的地方，傳統相機的底片或數位相機的 CCD 就是會位於這個地方。而平行於主軸的光線都會在 F 交會，這個藍色點就是透鏡的「焦點」。

圖 3 成像原理解釋圖

四、景深原理（Depth of Field）

有了基本「對焦」概念之後就可以來了解甚麼是「景深」（Depth of Field），

很多人對景深的成因不是很清楚或是一知半解，而且如果只是用手機或是低階的

數位相機來拍照，基本上也都拍不出有景深的照片，透過以下點來作講解：

（一）模糊圈 「模糊圈」是攝影術語，又叫彌散圓（Circle of confusion），也是了解

景深的一個重要環節。光線如果在焦點附近還未會合，點的影像會成為模糊

的一個圓圈，這個圓圈就叫做模糊圈。當我們在觀看攝影照片時，如果模糊

圈的直徑小於人眼的最小辨識尺寸，即使這範圍的影像實際上是模糊的，人

的肉眼也無法辨別出來。光看文字說明可能難以理解，這裡用簡單易懂的方

式來說明，例如模糊圈的範圍如果是 10×10 像素，但是當映射到底片和 CCD 上面時因為解析度限制被縮小到 1×1 像素裡，這樣的影像即使原本是模糊的，看起來也會是清晰的。可是如果只被縮小到 5×5 像素，肉眼就能感覺出模糊。 （二）光圈

光圈的構造在相機中並不算很複雜，然而我們在從事攝影時，幾乎不能

沒有光圈，我們靠光圈來調整曝光量，選擇景深。（李松峯，1991），鏡頭需要光圈的理由有三，一是在所定的時間內控制抵達底片的光亮；其次是調節

景深，最後比較不重要的一點是，影響影像品質。徐政夫（1983，1985），照相機鏡頭在同一焦距，同一光圈下，改變拍攝距離能夠改變景深。拍攝距

離近，景深小，拍攝距離遠，景深大。（齊鳳臣，2010）

至於景深的合焦範圍主要跟光圈有很大的關聯：光圈越小（f 值越大），景深越大（深），光圈越大（f 值越小），景深越小（淺）。同樣的環境狀況下，比較大的光圈可以換得較小的景深，也可以用較快的快門速度拍攝。所以在

光線不足的室內攝影，有時會為了捕捉現場的光線氣氛而不使用閃光燈，此

時便需要倚賴大光圈了。不過大光圈的鏡頭雖然有較好的背景虛化表現，價

格通常也不便宜，一般大光圈（f/2.8 以上）的鏡頭都使用在高檔的鏡頭上，價格也是一般普及鏡頭的數倍。所以是不是一定要用大光圈呢？那就要視拍

攝題材而定。如果是風景攝影，一般來說極少用到大光圈，大都會縮小光圈，

以取得較大的景深。如果是拍攝靜物或是人像，那麼擁有大光圈的鏡頭會是

較佳的選擇。（杜政偉，2006）

除了能夠控制進入鏡頭的光亮之外，光圈具有改變照片外觀的另一種功

能－－它會影響攝影作品的景深。如果我們距離一個站在迷人風景前的人數

呎遠，我們通常會希望所拍出來的照片，人和風景都足夠清楚。換句話說，

也就是希望得到較大的景深，反之，有的時候，我們卻希望把人和周圍景物

分離開來，使照片中的人完全吸引住觀賞者的注意力。要得到這些效果，光

圈的控制均能克盡其職。徐政夫（1983，1985） （三）何謂景深

景深（英文：Depth of field，縮寫為 DOF），簡單的說就是當我們對焦完成後，景物在底片上呈現完全清楚的距離範圍，也就是『焦點前後清楚的

範圍』。因此景深是「一段距離」，在這段距離內的物體都應該是清楚的，光

線碰到物體時，會產生輕微的繞射現象，光線前進的路線會在通過介質邊緣

後，做極其微小的行進路線偏離，這就是『繞射現象』，造成影像的偏差。

一個被拍攝的物體，是由無數個小點所構成，當這些點透過鏡頭後，每一個

點在焦點平面上，也只能形成一個影像，而沒有一個鏡頭是完美的，因此，

繞射現象會使此點落在焦點平面上時，形成一個非常小的圓圈（如同陽光透

過樹葉的間隙，灑落在地面上的光影多數都呈現圓形一樣），稱之為『模糊

圈』。當模糊圈大到人眼可以辨識時，影像即開始模糊，就是到達景深範圍

之外了，鏡頭本身只能得到一個焦點距離（我們所謂的焦點平面，就是所有

影像清楚表現所集合而成的面積）位於焦點之前與之後的影像，模糊圈就會

相對的變大，當光孔變大時，模糊圈就會相對的加大，影像就越容易模糊，

所以，光圈大小是影響景深的第一個因素。

如圖 4 所示，可以清楚的看到左邊不同距離的 A、B、C 物件，最後在右邊對焦平面上的相對位置，B、C 物件雖然沒有落在對焦平面上，可是模糊圈還是在容許範圍內，所以最後的影像還是清晰的，而示意圖左邊能夠讓

物件清晰成像的距離範圍就稱之為景深，拍照會提到景深則是指能夠從照片

中看出，物件或風景從清晰到模糊的景深過渡。

圖 4 景深解釋圖

五、自動對焦相機進化史

（一）全世界第一台自動對焦相機 Konica C35 AF

1975 年，美國 Honeywell 公司發表了具有實用價值的自動對焦元件VISITRONIC AUTOMATIC FOCUSING SYSTEM，又稱為 VAF 系統。很可惜，美國的創句到最後卻反而為日本的相機工業帶來革命，1977 年日本小西六寫真工業公司，也就是後來 Konica 柯尼卡有限公司的前身，向美國購買了這套系統改良專利權，而於同年十一月製作出了世界上第一架自動對焦

相機，柯尼亞 C35AF，成為世界上第一款有自動對焦能力的相機（如圖 5所示）。

圖 5 全世界第一台自動對焦相機

（二）雙眼相機 AF 系統的缺點是當現場的照明光線比較暗或物體本身的反差太小時，

AF 就無法精密測量距離，另外被動式系統對焦所需時間太長，反應太慢，為了解決室內光源不足的問題，部分相機開始具有投射到對焦輔助燈的能

力，（如圖 6 所示）甚至也有廠家推出具有紅外線照明的機種。

圖 6 Polaroid SX-70 Sonar AFSX-70 具有很多衍生機型

雖然主動式 AF 補強了被動式的缺點，但是卻也產生了更多的問題。例如：初期的超音波或紅外線發射距離太短無法滿足專業相機長焦段的需求，

又不能太近所以連帶的影響微距的使用，加上不能透過玻璃工作（因為玻璃

會把主動信號反射回來，相對的被動式就沒有這個問題），而對具有吸收紅

外線能力的主體也會得出不正確的測距結果，諸多因素使得初期的主動式

AF 系統還是停留在 35mm 的傳統傻瓜相機上。由於這一類型的相機必須在機身前方開闢自動對焦窗，我們也稱這種相機為『雙眼相機』，對照可以交

換鏡頭的『單眼相機』作為區別。

（三）單眼相機 由於種類太過繁複，在此介紹幾台較為特別的單眼相機：世界上第一台

擁有 AF 驅動能力的自動對焦鏡頭 Canon FD 35-70/F4.0（如圖 7 所示）到後來第一台邏輯思考相機 Minolta Dynax 7xi（如圖 8 所示）。

圖 7 世界上第一台擁有 AF 驅動能力的自動對焦鏡頭

圖 8 第一台邏輯思考相機

参、研究設計與實施

一、研究方法

本研究透過研究動機，實際查證所有相關資料，整理出以下兩種方法：

（一）文獻研究法：根據研究目的使用文獻分析法，通過網路及書籍調查

文獻來獲得資料，搜尋有關自動對焦原理網路及書籍上相關資料。

從而全面地、正確地了解掌握數位相機之對焦原理。 （二）實證研究法：依據現有的數位相機對焦程式，利用自動對焦原理之

指令，研究可以使用的程式。利用數位相機在自然條件下，通過有

目的有步驟的操作，根據觀察並記錄變化，來確定指令程式執行的

結果。

二、研究流程

本論文的研究流程，是經由研究方法中之文獻研究法，深入探討自動對焦的

原理，研究目的在於探討相機自動對焦的重要性，再經過文獻探討及蒐集資料彙

整分析後，歸納出結論與建議。本研究的研究流程，如圖 9 所示：

圖 9 研究流程圖

肆、研究結果與討論

經由實證研究法，對於手機自動對焦指令程式（Camera Preview），在 Android

系統裡如果要使用相機，並不是直接引用控制項，而是利用 SurfaceView 來接收相機的預覽的資料。所以在 View 裡先放一個 SurfaceView，另外準備一個ImageView 來放等等要拍的圖片，另外要開啟使用相機的權限以及啟用自動定焦功能，程式碼如下：

android:layout_gravity="bottom|center_horizontal">

為了確保 Activity 不因為轉向一直重啟，所以我把他的畫面利用setRequestedOrientation 固定下來，另外因為相機的畫面一開始是橫向，為了讓他看起來跟手持時一樣，所以我先轉了 90 度，程式碼如下： public class CameraPreviewActivity extends Activity implements SurfaceHolder.Callback { private SurfaceHolder surfaceHolder; private Camera myCamera; private SurfaceView surfaceView; private ImageView imageView; private CamerTimerTask camerTimerTask; private Timer timer; /** Called when the activity is first created. */ @Override public void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); requestWindowFeature(Window.FEATURE_NO_TITLE); setContentView(R.layout.camera); //定向 this.setRequestedOrientation(1); findControl(); } private void findControl() { surfaceView = (SurfaceView) findViewById(R.id.cameraSurfaceView); surfaceHolder = surfaceView.getHolder(); surfaceHolder.addCallback(this); surfaceHolder.setType(SurfaceHolder.SURFACE_TYPE_PUSH_BUFFERS); }

@Override public void surfaceChanged(SurfaceHolder holder, int format, int w, int h) { Camera.Parameters parameters = myCamera.getParameters(); parameters.setFocusMode("auto"); myCamera.setParameters(parameters); myCamera.startPreview(); isCameraOpen = true; } @Override public void surfaceCreated(SurfaceHolder holder) { try { myCamera = Camera.open(); myCamera.setPreviewDisplay(surfaceHolder); //鏡頭的方向和手機相差 90 度，所以要轉向 myCamera.setDisplayOrientation(90); } catch (IOException e) { myCamera.release(); myCamera = null; } } @Override public void surfaceDestroyed(SurfaceHolder holder) { myCamera.stopPreview(); isCameraOpen = false; myCamera.release();

myCamera = null; } }

以上就可以看到預覽畫面了，至於定焦的事件則可以利用 Camera.autoFocus的事件來處理，這個事件要加在 startPreview 之後，當定焦之後進行事件處理（autoFocus 只會執行一次，所以如果你要一直讓他去對焦，就要透過其它方法，例如 Timer 去觸發進行對焦），程式碼如下： AutoFocusCallback autoFacusCallback = new AutoFocusCallback() { @Override public void onAutoFocus(boolean success, Camera camera) { Log.i(Config.Tag, "onAutoFocus:" + success); if (success && isCameraOpen) { camera.setOneShotPreviewCallback(previewCallback); } } };

不過我們得實作一個符合 Camera.PreviewCallback 的類別來接資料流，程式碼如下： private class CameraPreviewCallback implements Camera.PreviewCallback { @Override public void onPreviewFrame(byte[] data, Camera camera) { if (data != null) { Camera.Parameters parameters = camera.getParameters(); int imageFormat = parameters.getPreviewFormat();

Log.i("map", "Image Format: " + imageFormat); Log.i("CameraPreviewCallback", "data length:" + data.length); if (imageFormat == ImageFormat.NV21) { // get full picture Bitmap image = null; int w = parameters.getPreviewSize().width; int h = parameters.getPreviewSize().height; Rect rect = new Rect(0, 0, w, h); YuvImage img = new YuvImage(data, ImageFormat.NV21, w, h, null); ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream(); if (img.compressToJpeg(rect, 100, baos)) { image = BitmapFactory.decodeByteArray(baos.toByteArray(), 0, baos.size()); imageView.setImageBitmap(image); } } } } }

伍、結論與建議

本研究在探討自動對焦對攝影技術之影響，針對自動對焦原理進行研究，依

據文獻分析及實證研究的結果歸納成結論，並提出改善的方法。本章共分為二節，

第一節為結論，為了解自動對焦原理對攝影的重要性；第二節為建議，依據本研

究結論提出建議，以供所有對自動對焦原理有疑惑的人參考。

一、結論

依據文獻研究可以看出，在經歷了手動對焦之後，自動對焦系統重新帶給現

代人的便利性和它的重要性，因為對焦是攝影最重要部分之一，不論風景怎樣壯

麗，不論構圖怎樣完美，一張錯誤對焦的照片永遠是一張失敗的作品，因此本研

究歸納出以下幾點結論說明：一、相機自動對焦利用對比度檢測法與相位檢測法

進行檢測，就可以知道是否有對到焦。二、自動對焦系統分為主動和被動式，主

動式速度快、成本低，用於中檔傻瓜相機，精確度有限，容易產生誤差，而被動

式對焦，比較精確技術較為複雜，成本高，多用於高檔數位相機。三、景深是當

我們對焦完成後，景物在底片上呈現完全清楚的距離範圍，也就是『焦點前後清

楚的範圍』。四、同樣的環境狀況下，比較大的光圈可以換得較小的景深，也可

以用較快的快門速度拍攝。

二、建議

自動對焦分為主動與被動式，各有各的優缺點，像是主動式的自動對焦系統，

雖廣泛使用於取景相機，卻無法對焦於斜面、較光滑面、亮度大、遠距的物體，

由於相機主要發出的光被反射到其他方向所致，而被動式自動對焦系統，耗能少、

有利於小型化，在逆光的方向也能很好的對到焦，還能透過玻璃對焦，缺點是在

低反差光線不足、黑色的鏡面或物體的情況下，無法對焦。所以，我覺得可以利

用主動與被動式對焦各自的優點，互補使用，自動切換，克服兩者的弱點。

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