对焦、变焦、焦距和焦平面

对焦

对焦(Focus)是一个摄影术语，使相机画面中的人或事或物，达到一个最清晰、最清楚的过程，我们就称之为对焦。

对焦原理就是成像距离匹配拍摄距离的过程，主要通过改变镜头内的透镜组来控制成像距离，对焦改变的是像距，物距不变。 当相机半按快门触发对焦系统工作，相机通过发射红外线测量拍摄距离后自动匹配成像距离，然后发出“滴”的一声并锁定对焦。

对于定焦镜头来说，由于焦距是固定的，所以只能通过改变镜头与被摄物体的距离来调整最佳焦点的位置。

例如，你正在使用一个50mm的定焦镜头拍摄一个距离你10米的人，那么你需要将镜头对准这个人，然后让他位于画面的中心。如果你想要拍摄一个距离你20米的人，那么你需要将镜头向后移动，使得这个人仍然位于画面的中心。

我们将快门按下一半的时候(半按快门)，相机会发出嘀嘀声，此时相机会针对画面进行测光和对焦，这个时候画面中就会出现绿色框框 ，表示该框框为相机的对焦点、并且已经成功完成对焦的意思，此时我们才可以将快门完全按下(释放快门)进行拍摄。

另外，如果相机出现的是红色框框的话，表示相机无法进行对焦，此时的画面可能就会是一片模糊不清的状况，这时候我们可能就需要再重新半按快门进行对焦、或是选择其他对焦模式！

合焦是指拍摄照片时，通过对焦的一系列动作后，最终成功地在感光元件上清晰成像的一种状态，通俗地说，就是成功聚焦，照片清晰了， 合焦后一般会有画面或声音提示的。

单次对焦是我们常用的方式，就是半按快门完成对焦后手指不松开，那么相机焦点就不会再变了，相当于对焦锁定的效果，这种方式非常适合静态的人、花朵以及风光等静止不动场景。

连续对焦模式和单次对焦相对应，该模式下，只要保持半按快门按钮不松手，即便被摄物体不断改变位置和距离，相机也能自动对焦保持主体清晰成像，这种模式非常时候抓拍运动的物体等。

现在的手机或相机都有一定水准的自动对焦性能，可以非常智能的识别主体、精准对焦，大家基本上只要负责按下快门，相机就会自动帮我们找到合适的焦点进行对焦，非常迅速也非常方便。

在某些情况下，自动对焦反而是没办法满足拍摄的需求，比如说星空摄影、微距摄影、大光圈下的静物特写等，在这种情况下，手动对焦反而才可以达到最佳的对焦表现。

通常情况下，光学镜头的镜身上都有2个可以调整的圆环。镜身上比较宽的圆环是变焦环，另一个比较细的是对焦环。变焦环与对焦环对焦环功能完全不一样，简单来说，一个是放大作用，一个是调焦作用。

变焦

变焦是指改变镜头焦距，以获取不同大小的取景视野和透视感的操作。只有变焦镜头可以变焦，定焦镜头无法变焦。变焦是通过转动镜头变焦环来实现的。

焦平面

当感光元件上的影像清晰时，与之对应地，在镜头前方的世界中就会必然存在形成这个清晰影像的物体，这个物体与我们的镜头的距离一定是确定的。由于我们的感光元件是一块平整的面，因而镜头前方必然也会存在一个与感光元件平行的竖直面，这个竖直面到感光元件所在平面的距离，与形成清晰影像的物体到感光元件的距离相同，也即那个物体位于这个竖直面内。我们把这个能够使感光元件上的成像清晰的竖直面，叫做合焦面。通常说“焦平面”通常说话的时候，指的就是合焦平面。

物体上点发出的光线在成像面上形成的模糊区域称之为弥散圆，距离合焦平面越远的物体，成像时形成的圆就越大，实际上影响景深的因素，本质上影响的是弥散圆的大小，计算景深是有数学公式的。

当我们对焦成功时，合焦面正好落在我们想要拍摄的物体上。这时，从合焦面开始，其前后两侧的物体因为没有聚焦，都会是模糊的，离合焦面越远，其成像就越模糊。但是，合焦面之外的物体虽然实质上并不是完全清晰的，但是最终获得的照片的成像质量、像素以及我们的眼睛都不一定能将那些轻微的模糊显示出来，使得我们看起来它依然清晰。这个看起来清晰的范围，就是景深。清晰范围越广，景深越大，清晰范围越小，景深越浅。

焦距

“焦距”简单来说就是“视野范围”，短焦距镜头视野范围大，也叫做广角镜头；长焦距镜头视野范围小；标准焦距镜头的视野范围就如同我们的眼睛所见一般。

焦距最重要的就是决定我们的视角，就是决定了取景的范围。

这个数字越小，我们叫焦距越短，我们的视野就越宽，取景范围就越广，画面中容纳的景物也就越多，但是每个景物在画面中占的面积就越小。

这个数字越大，我们叫焦距越长，我们的视野就越窄，取景范围就越窄，画面中容纳的景物也就越少，但是每个景物在画面中占得面积就越大。

上面那个图，平行光经过凸透镜后汇聚成一个点，理性情况下如此，那个汇聚点，就是所谓的焦点，如果那里有个面，就叫焦平面。

平行光透过镜片汇聚到一点，这一点到镜面中心的距离，是固定不变的，这就是焦距，单反相机镜头不是一块镜片，是多块镜片组合，可以看成一整块镜片，镜面中心到CCD感光元件的距离不叫焦距，叫像距，像距永远大于焦距。

成像是在像平面上（就是CCD感光元件），当物距无限大时，可以认为像平面和焦平面重合，准确对焦后的底片，处在像平面位置。

焦距、物距、像距最基本的关系可以用高斯成像公式表示： 1/u + 1/v = 1/f。

改变焦距主要是改变了像距与物距的比例。

焦距除了决定视野范围，间接带来画面变形外，还与光圈共同决定了景深的大小。焦距对景深的影响比光圈更大，拍摄主体离相机越近，景深越小。

在同样光圈下，景深跟焦距的关系：焦距越长，景深越小，虚化越强。景深跟物距的关系：物距越小，景深越小，物距越大，景深越大。

安全快门，即为了防止拍摄时我们自身的抖动导致画面模糊，我们需要确保相机的快门速度至少需要达到镜头焦距的倒数。如50mm镜头的安全快门至少为1/50s，慢于这个速度，就可能因为我们的手抖、反光板震动等导致画面糊掉。

由于焦距越长，视野范围越小，而我们的最终画面又始终是同样大小，因此，焦距变长的情况下，我们的相机的轻微抖动都会更为明显地反映到画面中，造成画面的抖动模糊。这种体验就类似于我们用望远镜时，轻轻移动一下方向，镜头内的视野都会移动非常远。相信经常玩吃鸡的朋友应该经常会有这种感受，特别是高倍镜时。

因而，我们在使用长焦镜头时，对应的安全快门速度也就越来越快，曝光时间越来越短。当曝光时间短到我们无法获得正确的曝光时，我们就只能使用三脚架来固定相机，排除我们自身的抖动了。这也就是为什么野生动物、鸟、月亮等主题的摄影师都必备三脚架。