與 No Film School 合作撰稿。

揭開 Sony 自動對焦 (AF) 的面紗。

自動對焦功能快速、可靠又精準，已然成為後製工作流程中不可或缺的部份。Sony 是首批開發自動對焦技術的公司之一，成效值得信賴。

隨著解析度不斷提高，高幀率越來越普及，自動對焦的演算法現在能以極度準確的定位追蹤拍攝主體。Sony 的高速混合自動對焦系統將相位偵測自動對焦技術與對比偵測自動對焦功能兩相結合，呈現銳利度無可匹敵的影像，在低光源環境下拍攝也沒問題。

過去十年來，我們見證了即時臉部偵測、眼部自動對焦和動物自動對焦等新興技術不斷推出。我們訪問到 Sony 技術部資深經理 Mark Weir，請他聊聊 Sony 自動對焦的歷史沿革和未來發展。以下為訪談內容。

No Film School (NFS): Sony 自動對焦值得信賴，是市面上數一數二的一流功能。為什麼能達到如此可靠的成效？

Mark Weir: 像 Sony 這樣包辦設計、工程和製造攝影機、影像感測器和鏡頭的製造廠，在精進自動對焦技術方面具備極大優勢。硬體固然重要，但演算法的重要性更勝一籌。影像感測器、攝影機、鏡頭和演算法結合在一起，才能控制想要呈現的畫面。

攝影機要達到最佳成效，鏡頭也必須搭配得當才行。鏡頭對攝影機的責任在於忠實執行收到的指示，並在影像感測器上提供準確資訊。

NFS: 非常有道理。如果一間公司能同時處理這三種設備，就能整體持續進步與開發。我有點好奇，在早期開發自動對焦和無反相機時，有沒有什麼突破性的時刻？

Weir: 無反技術或無反相機的運作和操作方式，代表了攝影機過去必須處理的巨大優勢。從硬體的觀點來看，把相位偵測感測器的功能融合進影像感測器之中，絕對是一大突破。少了這個，這些優勢都無法化為可能。 

相位偵測一開始的開發目的是用於單眼相機，是在影像感測器之外獨立開發而成。這是靜物攝影機和視訊攝影機之間的其中一項差別，但有獨立的感測器也表示可能出現更多錯誤，因為底片平面和聚焦面是兩碼子事。

我們開發了影像感測器技術，這項技術不僅能運用在底片平面，也可用於開發中的裝置，這類裝置的速度夠快，能夠迅速處理資料，快到足以在影像感測器上完成作業，這又是另一突破。

如果感測器忙著捕捉影像，就無暇妥善測量相位；反之，如果感測器需要每秒多次測量主體與攝影機間的距離的話，也無法達到最佳效果。需要的不僅是來自影像感測器的吞吐量，還有處理器的優異速率。真的是集結了各種裝置技術和運用資訊的所需演算法，才能順利達成這番效果。

NFS: 相位偵測是自動對焦的一大要點，但對 Sony 而言，對比偵測自動對焦也很重要，這也是成就 Sony 高速混合自動對焦的關鍵。Sony 是一開始就打算推出混合功能嗎？

Weir: 在相位偵測與影像感測器結合之前，錄製視訊時只能管理對比偵測的部分。我認為對比偵測和相位偵測是同時實現的，混合自動對焦也一樣。

NFS: 這樣的結合實在巧妙。你還記得混合自動對焦受到認可的時候嗎？

Weir: 我記得Sony Alpha 7R II 推出之際，真的是令人歡心鼓舞的時刻，因為即便在沒有宣傳的情況下，好幾位記者在用過這台攝影機後很快就發現了這項功能，也就是 Alpha 7R II 可以透過接環將製造商的 SLR 鏡頭快速對焦，比 SLR 的速度來得快。

新聞報導說要是 Sony 攝影機也辦得到，那絕對是一大進步，我還記得讀到報導當時激動的心情。

NFS: 鏡頭接環真的讓老舊鏡頭重生了，拍攝者能夠在不同平台間切換自如。但無反鏡頭和單眼相機的鏡頭截然不同，兩者很難相互比較。

Weir: Sony 很快就發現，為單眼相機打造的鏡頭比不過為無反相機打造的鏡頭。不只在光學公式和光學幾何上如此，單眼相機鏡頭也無法得利於無反相機較短的法蘭距。此外，我們很快就發現能夠利用無反相機功能的鏡頭，也必須開發新的機制來善用無反相機的速度。 

NFS: 能不能請你談談 Sony 無反鏡頭在自動對焦方面脫穎而出之處？

Weir: 我們在剛開始開發無反鏡頭時用的是旋轉式步進馬達，需要將動作轉換為線性動作。這差不多就是其他鏡頭和攝影機製造商現在於無反技術上的進度。

不過，我們在 2014 年左右發現必須重新思考自動對焦致動器的運作方式。從那時起，我們就開始創造線性致動器，這類致動器不需要將旋轉式動作轉換為線性動作，因此沒有齒輪也沒有摩擦。

即便到了現在，無反相機廠商或第三方相機廠商近期推出的大部分鏡頭，都還是使用旋轉式致動器。要將旋轉式動作轉換為線性動作，勢必需要螺旋機制或齒輪，而這些東西都會大幅降低轉換速度，也可能產生錯誤或噪音。

我們在四、五年前就改為線性致動器。

NFS: 我想這就是 Sony 無反鏡頭如此出色的原因。

Weir: 不只是精準度，而是速度。過去，我們可以接受 24，但現在主流攝影機都已採用 4K 120p，不必花 5 萬美元買一台 4K 120p 的設備拍攝慢動作。要是無法每秒執行數十次對焦動作，就沒辦法在高幀率攝影機上以大光圈鏡頭使用自動對焦功能。

FX6 和 FX3 攝影機具備全片幅影像感測器，因此能夠以大光圈鏡頭捕捉淺景深，也能實現所需的自動對焦功能。要在 120p 的設定下拉焦並非易事，因為景深是以不到一英寸的單位計算。

這也屬於我們不斷革新的過程。自動對焦系統功能強大，可因應嚴苛拍攝環境，所以使用的人越來越多，在一人拍攝的情況下尤其如此。

NFS: 非常同意。既然說到 FX 系列，FX9、FX6 和 FX3 均和 Alpha 系列一樣，具備相同的混合式自動對焦技術，對吧？

Weir: 這是我們共用的技術，所以大方向差不多。我們認為混合式自動對焦結合相位偵測的速度、追蹤能力及物件識別功能，不可或缺的重要性與日俱增。

對比自動對焦是一項很不錯的功能，可達絕佳準確度，但其本質就導致速度無法跟上。這項功能可以找到深度，但無法察覺深度。深度察覺的性質可在瞭解方向時為相位偵測帶來優勢，這一點對比偵測實際上就辦不到。

NFS: 非常同意。既然說到 FX 系列，FX9、FX6 和 FX3 均和 Alpha 系列一樣，具備相同的混合式自動對焦技術，對吧？

Weir: 這是我們共用的技術，所以大方向差不多。我們認為混合式自動對焦結合相位偵測的速度、追蹤能力及物件識別功能，不可或缺的重要性與日俱增。

對比自動對焦是一項很不錯的功能，可達絕佳準確度，但其本質就導致速度無法跟上。這項功能可以找到深度，但無法察覺深度。深度察覺的性質可在瞭解方向時為相位偵測帶來優勢，這一點對比偵測實際上就辦不到。

NFS: 能不能請你說說眼部自動對焦 (Eye AF) 和動物眼部自動對焦 (Animal Eye AF) 的發展？

Weir: 在實際操作上，個人認為眼部偵測是臉部偵測的延伸。

臉部偵測於 2009 年世界影像博覽會 (Photokina) 首次向外界展示，這項技術會尋找臉部的某些特徵，最近更發展出運用人工智慧功能進行臉部偵測，所以不僅僅只是偵測臉部特徵這麼簡單，而是要參照影像資料庫，藉此讓識別物體和主體的效果更上一層樓。

個人認為，眼部偵測的概念是這個流程的下一步發展。我們將臉部偵測和眼部偵測運用在不同裝置上時，會搭配其他資訊來加強偵測效果，例如顏色、深度、動作等。

運用在動物或鳥類自動對焦的眼部偵測系統，其實就是把演算法的運作方式稍做修改，人工智慧在追蹤時參照的資料庫可能也稍有不同。

NFS: 想請你分享一下 Sony 自動對焦的未來發展。

Weir: 我對開發週期的參與度不是太高，不過我認為大部分的開發作業都是朝回應使用者的要求邁進。

我們在審視使用者的要求時，發現大家希望效能更高、辨識更正確、追蹤更有效，以及能夠調節追蹤的黏性，還有是否會忽略或回應闖入攝影機畫面中的其他元素或物件，以及追蹤中的主體。問最多的大概就是這些。我們也已著手處理這些需求。使用者已經能運用 FX9、FX6 和 FX3 調整追蹤靈敏度。 

Weir: 在實際操作上，個人認為眼部偵測是臉部偵測的延伸。

臉部偵測於 2009 年世界影像博覽會 (Photokina) 首次向外界展示，這項技術會尋找臉部的某些特徵，最近更發展出運用人工智慧功能進行臉部偵測，所以不僅僅只是偵測臉部特徵這麼簡單，而是要參照影像資料庫，藉此讓識別物體和主體的效果更上一層樓。

個人認為，眼部偵測的概念是這個流程的下一步發展。我們將臉部偵測和眼部偵測運用在不同裝置上時，會搭配其他資訊來加強偵測效果，例如顏色、深度、動作等。

運用在動物或鳥類自動對焦的眼部偵測系統，其實就是把演算法的運作方式稍做修改，人工智慧在追蹤時參照的資料庫可能也稍有不同。

NFS: 想請你分享一下 Sony 自動對焦的未來發展。

Weir: 我對開發週期的參與度不是太高，不過我認為大部分的開發作業都是朝回應使用者的要求邁進。

我們在審視使用者的要求時，發現大家希望效能更高、辨識更正確、追蹤更有效，以及能夠調節追蹤的黏性，還有是否會忽略或回應闖入攝影機畫面中的其他元素或物件，以及追蹤中的主體。問最多的大概就是這些。我們也已著手處理這些需求。使用者已經能運用 FX9、FX6 和 FX3 調整追蹤靈敏度。