本文主要描述对焦和焦距的工作原理，以帮助大家对它们形成比较清晰的理解，具体操作方式请参照各自相机的说明书。

哪里是对焦？哪里是焦距？

        拿起一枚变焦镜头，这里以常见的入门相机配套镜头——佳能18-55mm变焦镜头为例，标有数字的旋转环用来调节焦距，即变焦环；手动聚焦（对焦）时旋转的对焦环，通常位于更靠近镜片一侧。而定焦镜头因为焦距固定，因而没有变焦环，只有对焦环。

图01：佳能18-55mm镜头的对焦环和变焦环

对焦

        首先，我们来理清相机“对焦”这一工作的过程，以及它会对我们的照片产生什么影响。

为什么要对焦？

        在谈论相机的对焦之前，让我们来温习一下初中生物课程，再次了解一下我们的眼睛是如何保证我们看得清晰的。

图02：眼球的结构

        如图02，世界上的事物千差万别，位置也各不相同，保证我们的眼睛总能把这些都看得清楚的秘诀，就是我们的眼球在随时根据我们的目光调整晶状体形状，以使得折射进眼球的光线总能将清晰的影像准确地落在视网膜上。而当晶状体调节功能不正常时，我们看到的世界便总是模糊的了，这时就形成了近视眼、远视眼。

        与我们的眼球类似的，相机也需要保证它通过镜头“看到”的影像总是将最清晰的那部分落在感光元件上，这样我们才能得到清晰的照片。然而，镜头的镜片是坚硬的玻璃，不可能像晶状体那样及时地调整形状。因此，我们的镜头就有了由很多面镜片组成的、可以调节相互距离的结构，以此来保证不同位置物体都能形成清晰的影像。我们调节这些镜片之间相互距离的方式，就是旋转镜头上的对焦环。

合焦面

        我们知道了调节镜头对焦环以使得落到感光元件上的像总是清晰的，那么，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。

图03：物体成像的光学图示

        如图03，当相机内的A2成像清晰时，现实中的A1所在的竖直面也都会是清晰的，那个竖直面，就叫做合焦面。

相机对焦过程

        现在，我们知道了合焦面上的物体在相机内的成像就是清晰的，而且镜头厂商制作镜头就是为了使相机“看清”物体的，因而一枚镜头的合焦面肯定存在，就像我们即使近视了，也还是能够看清楚近处的物体一样。

        那么，我们在调节对焦环，改变不同物体的清晰度的时候，一方面我们可以说是调整了物体的成像焦点位置，使得它落在感光元件上；另一方面，因为清晰影像对应着合焦面，而合焦面上的物体都会是清晰的，所以我们也可以看作我们在前后调节合焦面的位置，使得它正好落在我们想要拍的东西上。

图04：镜头最近对焦距离标志

        而合焦面的前后移动范围，就是从镜头最近对焦距离到无限远处。在最近对焦距离以内的物体，我们的镜头就没办法形成清晰影像了。

景深

        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。眼睛也能分辨出模糊的范围，就是焦外。

图05：景深示意图

        如图05，实际上只有对焦位置（合焦面）是绝对清晰的，前景深和后景深的图像都是模糊的，只是我们从照片上看起来它很清晰。其中，前景深大约占据景深范围的1/3，后景深大约占2/3。因此，我们在拍摄有很多排的集体照时，可以将对焦位置选择在从前往后数1/3排处。

        根据景深的特性，我们知道清晰部分是合焦面前后一定距离内的这一个范围，而这个范围的大小受到镜头光圈和焦距的影响。因此，过去的镜头制造商们，就在镜头上刻上了景深标尺，以标注出不同光圈下的景深范围大致是距离自己多少米到多少米，方便手动对焦的使用。得益于现代自动对焦越来越精准，我们不必再去研究、练习景深标尺的使用，但是了解它，有助于我们更好地对景深进行控制，以及提前对焦等技术。

手动对焦

        自动对焦技术虽然越来越迅速、越来越精准，但是机械并非我们的大脑，在繁多的物体中有时无法知晓到底哪里才是我们想要的对焦点，夜间对焦也会显得笨拙不堪。因此，我们依然需要经常地用到手动对焦。

        通常拥有自动对焦功能的镜头的手动对焦都比较简便，这里介绍纯手动镜头。如图06，是一枚手动镜头，在它上面从上到下以此刻着对焦距离（英尺）、对焦距离（米）、景深标尺和光圈值。对焦环是最上面刻有条纹的一圈。

        之前我们提到，对焦的过程可以看成是我们在前后移动合焦面，而手动镜头上的对焦距离刻度，表示的就是合焦面到我们相机的距离，如图06中景深标尺最中间的长直线所指向的约0.7m的位置，就是此时镜头聚焦的位置离我们的相机约0.7m。

图06：手动镜头——七工匠35mm F2.0

        景深标尺则表明了在不同的光圈下的景深范围。如图06中的刻度所示，此时对焦距离0.7m，如果我们使用的是11的光圈，则景深范围大致是从距离相机0.6m到0.8m，如果是光圈4，那景深范围大致只有0.65~0.75m的很小范围。这里也体现出了光圈越大，景深越浅的规律。

        根据以上两个刻度，我们可以使用的比较高级的技巧就是提前对焦，这是过去街头摄影师们的必备技能。所谓提前对焦，就是估计拍摄对象和自己的距离，如距离自己约5m，且可能在4m到6m范围内走动，我们就可以在将相机举起之前就把镜头对焦环拧到5m处，根据景深标尺调整光圈，使得景深覆盖对象的走动范围，如确定出光圈8可以保证对象基本处在清晰范围内，那么我们可以直接举起相机迅速构图并拍摄，避免举起相机长时间对焦导致最终没能拍到我们想要的画面。

自动对焦

        因为镜头对焦总和拍摄对象的距离相关，因而最初的时候，摄影师们给相机前方安装一个外挂式的测距仪，通过测量距离来直接调节对焦环，省略繁杂的目测合焦过程。现代的自动对焦镜头也是同样原理，只是测量距离的装置内置整合到了镜头内，对焦马达也会根据测量出来的距离自动调节镜片结构来实现自动对焦。

        在智能化越来越普及的今天，相机自动对焦功能已经能够应对绝大多数拍摄情景，而且还会根据拍摄场景猜测我们想要的对焦位置，因而很多人也几乎用不到手动对焦。只是，在一些极端环境下，我们依然需要那些“古老”的手动对焦，如草丛中的小玩偶这类前后关系很复杂的情景，或者光线很暗的夜间，依然需要我们自己来测量距离，来设置对焦。

图07：sony 70-200mm F2.8 G 镜头上显示对焦距离的指示器

焦距

        接下来，我们来理解和“对焦”只有一字之差的“焦距”。其实，把“焦距”换一个词，大家就对其完全理解了——“视野范围”。所以，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。

图08：长焦镜头。通常来说，焦距越长的镜头，其体积也越长越大，俗称“长枪大炮”

焦距带来的画面变形

        首先，我们来了解使用不同焦距镜头所应注意的画面变形问题。

        如图09，是使用不同焦距的镜头，在保证画面中人脸占据同样比例的情况下，画面所包含的不同内容及其变形情况。我们很容易看出，焦距越短，视野范围就越大，囊括进照片的画面元素也就越多，而且，画面近大远小的透视关系也就越明显，如同第一排14mm与24mm的建筑物的差距。与此同时，拍出来的人脸也会发生变形，广角端拍出来的人脸显得尖瘦，焦距过长又使脸看起来扁平。这也就是拍人像的镜头以50mm-135mm为主的原因，这个焦距区间的照片脸部变形最不明显。

图09：保证人脸占据画面比例一致的情况下，不同焦距的画面效果

        那是否就是说“是因为焦距不同而导致变形”呢？其实不是的，这些所有的变形都是因为相机与拍摄物体的距离而引起了透视关系的变化。如上图09最右侧一列，我们为了保证画面中人脸的比例一致，在使用不同焦距的镜头时，相机的位置其实是变动了的。比如，14mm的照片，镜头基本会贴近模特的脸去拍，因而模特看起来鼻子大、脸四周小，呈尖瘦的变形；而50mm、100mm的镜头，相机距离模特有一定距离，因而透视关系弱化，脸部看起来比较正常。

焦距与景深

        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。在同样光圈下，焦距越短，景深也就越大，虚化越少；焦距越长，景深越浅，虚化越强。如下图10所示，都是在光圈F4下拍摄，虚化程度差别非常明显。

图10：光圈F4下不同焦距的背景虚化

安全快门

        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。

总结

        对焦（聚焦）与焦距是基本没有关联的两个概念。对焦使画面清晰，焦距与视野范围相联系，也决定景深的大小。