晴雯死是第几回:Mr.OH!數位攝影講座第三十四講 - AF自動對焦原理與發展史(下）

Mr. OH!主述
ANAN 策劃 / 編輯
Minoltaα7000 AF 自動對焦技術量產指標
AF 自動對焦技術不斷演進，到了1984年日本相機製造業普遍認為 AF 將是引領未來相機業的主流 ，特別是針對當時最有能力購買相機的族群 - 中年人士！同學們可以想像一下，在一個經濟尚未起飛的時代，攝影器材的價格是相當昂貴，也只有中年事業有成的人士，在有錢有閒的前提下才有能力擁有專業攝影器材，這與今日傻瓜相機、數位相機已經普及到2～3萬元一台的價位來說，在那時是無法想像。不過，這些有能力購買專業攝影器材的人士，普遍都有一個困擾『視力』退化！這件事嚴重影響手動對焦的準確性。
  
Minoltaα7000 第一部真正實現 AF 完美自動對焦夢想的單眼機身 / 圖右：日本版的Minolta α7000
1985年2月，Minolta 整合先前的 AF 設計經驗，以市場導向推出了世界上第一部真真正正的 AF單眼機身 α7000( A7000為歐洲市場銷售代號，日本市場爲α7000，美洲則爲MAXXUM 7000)，不同於我們在上一講提到的 X系列，α7000是一架全新設計的機種 ，特別的是 Minolta 放棄了傳統 MD接環，改用新型的AF接環，機頂設有液晶顯示面板(LCD)，用來顯示如各種參數，替代了原來的刻度盤。α7000還一反過去的光圈調整是作在鏡頭上的設計，將光圈調節改在機身上操作。全部取消過去常用的轉盤旋紐，改以按鍵代替，同時創新 PASM 四種曝光方式加入，打下未來機身的標準。Minoltaα7000 係自 X-600推出之後最大手筆的研究開發，總投資超過 15億日元，影響所及讓 Minolta 一舉成為領先 Nikon、Canon、Pentax以及 Olympus 等日本同業公司，由於α7000性能優異，價格合理，總計全球銷售了265萬部，連帶啟動 Minolta 交換鏡頭工業的升起，並成功擊敗當時銷售第一的 Canon公司。Minoltaα7000連續奪得了1985~86年度 TIPA歐洲相機最佳推薦和1985年日本相機大賞。一連串的功成名就，讓Minolta 嚐到了一夕成名的滋味，也從此 Minolta 的頂級産品就特別偏好『7』和『α』這兩個字（例如：現在的數位相機 DiMAGE 7i）。
不過，純就技術上來說α7000其實並沒有原理上的創新突破，α7000之所以能讓AF系統如此成功(其應用的是後期TTL檢測系統)，主要是解決了將對焦系統與馬達微型化並成功的塞進機身，又能提供使用者方便且直覺的操作 AF 系統。是一真正的以 AF 為主導，而非像以前的機種多將 AF 列為輔助裝置的相機。α7000的出現，成功的刺激了當時正逐步萎縮的單眼機身市場，頗類似今日數位機身 D-SLR 的出現，帶動攝影另一波高潮一般。
雨後春筍般出現的 AF 相機
α7000 太成功了，成功的讓眾家業者眼紅，而 Minolta 也再接再厲開發更專業的AFα9000以及精簡版α5000，企圖囊跨上、中、下所有的市場區間。α9000並首次引進了連續AF（Continuous AF）方式，這種方式與α7000的單次AF(Single AF）方式不同，在任意時刻均可按下快門拍照。最快推出能與Minotal  α7000 批敵的是日本 Nikon 公司，不過時間也要到1986年3月，新F-501系列，F-501是首部提供兩種AF方式選擇的單眼機身(S和C AF，α7000只有 S AF，而α9000則只有C AF)，但F-501的相容性更好，不僅能使用新型的AF鏡頭，還能相容以前的手動對焦鏡頭（但不能啟動TTL 自動曝光與測光)。1986年10月，Olympus 也推出了該公司的第一部AF單眼相機 OM 707，其最大的特點是世界第一部內建AF照明輔助燈的單眼相機，在光線不足的室內，使用者半按快門的同時，如果不使用外接閃光燈下，能夠自動投射一組光線，幫助照明與對焦。

Nikon 急起直追 F501 AF對抗 Minolta α7000 的大軍壓境 / Canon 加入戰局 EOS650披掛上陣
α7000 太優秀了！這個時期的相機廠商，除了 Nikon之外，幾乎沒有一家是 Minolta 的對手。就連Canon佳能也要到1987年5月才推出EOS 650與之抗衡。Canon 捨棄Copy Minolta 的做法改將AF馬達裝在鏡頭內，徹底強化AF速度，同時放棄傳統的FD接環，全面改換EOS系統，EOS代表的是電子光學系統(Electronic Optical System)之縮寫，此一變化將過去採用 T、A 系列命名的 Canon 相機完成統整，甚至影像了20年後數位相機的興起（例如：Canon EOS D60）。EOS 650採用今日為人所熟知的EF系列鏡頭，取消了純機械聯動，改以電子訊號連動鏡頭與機身，創新八觸點資訊交換，減少了長期使用磨損所帶來的誤差。EF鏡頭內有兩部馬達，一為自動對焦；一為光圈控制。

PENTAX SFX QD 加入石英鐘日期時間打印功能成為後來眾多機種模仿的對象
1987年2月PENTAX也推出了首部AF單眼機身SFX。Pentax 師法 Nikon 的策略，為SFX保留了Pentax 傳統的KA接環相容性，更棒的是 KA 手動對焦鏡頭在 SFX 上除不能自動對焦外，其他的功能都可以發揮效用。1988年5月Minolta 推出了第二代AF單眼相機 Dynax 7000i，全面改良α7000 ，特別是首次在系列機種中加入『i』（intelligence）代表人工智慧。首創焦點預測AF利用三組共255個CCD，提供高精度AF區域對焦，並且起始對焦時主景不一定要在畫面中央的先河；人工智慧還能幫助相機根據主景的運動狀況自動判斷AF方式。
具有 AI 人工智慧的 AF 相機誕生
Minolta Dynax 7000i（又名Minolta X-700、美洲版 Maxxmum 7000）不僅將 AF 的設計推向更高的境界，還引入了『AI 人工智慧』的焦點預測法。利用這種方法的自動對焦，Dynax 7000i 有能力測量出主體的運動速度，在按下快門時，相機內的微處理器就能預估出主體在快門開啓的一瞬間運動到什麼位置，成功了消除了上一代 AF 系統在快門開啟，反光鏡上翻的狀態下所產生的 0.07秒的延遲狀態。加上新的多分區測光方式，7000i還能根據主體在畫面上所占的位置來調整測光值，使曝光更準確。由於Dynax7000i，有效解決AF 對焦高速運動場合下（例如：賽車、個人田徑），常發生之對焦失敗以及失誤的情況，開啟高速運動攝影的先河。

Minolta Dynax 7000i第一部掛有『i』字號的單眼機身
1987年7月Minolta仿 α7000  的市場策略在Dynax7000i的基礎上推出了精簡版 Dynax 3000i，重量只有420克，是當時最輕巧的AF單眼相機。1988年底 Nikon 終於發飆了第四代專業單眼相機 F4的推出正式宣告全自動專業相機的時代來臨！Nikon F4 以功能齊全著名，象徵 Nikon 精神：樸實耐用。F4集合了這個時期所有的相機科技，包括：焦點預測AF、1/8000秒高速快門、自動包圍曝光等等，然而 F4 也是出名的頑固，其操作設計仍是沿襲一貫的轉盤操作，對於 Nikon 的愛用者來說不用去適應新一代的『按鈕』相機，直接拿到 Nikon 機就會使用是一大賣點。
AF 頂級機『標準』確立
Nikon 以F4 確立自動化專業單眼相機的標準『性能』！Canon 也於1989年9月推出了EOS系列以來最強的機種 EOS-1。同樣具備 1/8000秒快門速度，但EOS-1更進一步強化AF系統，除了擴展 AF曝光補償的檢測範圍外，並為第一部採用三次測距法來預測焦點，比起F4和Dynax 7000i的兩次測距法更勝一籌。以Canon EOS系列相機的命名習慣來看，Canon 喜歡將自己認爲最好的產品稱為『1』（例如：數位相機時代之EOS-1D、EOS-1DS）。Canon EOS-1就是當時與其他大廠之 AF 頂級機對抗的代表機種。


1988/12 Nikon F4 打響 AF 頂級機決戰號角
Nikon F系列簡史：1959年首部F機誕生、1971年推出 F2、1980年F3、1988年F4以及1996年現代版頂級機F5
1989/9 Canon 展現全部實力在 EOS-1 系列上
Canon EOS-1系列簡史：
1994/11 推出EOS-1N、2000/3 推出 EOS-1V/1VHS
性能擴充時代
1990年初半導體工業正在開始蓬勃發展，雖然此時半導體的容量仍相當有限，但是Minolta 以及 Canon 已經能夠藉由外插 ROM （唯獨型記憶體 - 類似今日電腦中所使用的 BIOS ），PUSH 相機的性能，Minolta 曾為旗下的相機系列推廣一種『場景智慧卡』，擴充其拍攝能力，Canon 家族則在其 EOS 10中，加入了條碼程式系統，使用者可根據實際需要，藉由手冊條碼來改變相機內的程式用，EOS 10並首次配備了可獨立使用的三區域AF 對焦系統，可以方便地拍攝不在中心點的主體；同時提供手動選擇任一AF區域，堪稱當時創舉。


Canon EOS10 條碼程式拍攝功能
Nikon F801S 重返戰場

Dynax 7xi首部邏輯思考相機 PENTAX Z10 邁向 FA 道路
1991年3月 Nikon 推出了改良款 F-801S，總算加入了此時引領風騷的焦點預測AF以及點測光模式，開始拉近了與Minolta、Canon 的競爭距離。91年 6月Minolta 推出了第三代AF 單眼相機 Dynax 7xi，這次『xi』代表了『專業智能 Expert i*』。Dynax 7xi引進一種全新的技術稱為Fuzzy 邏輯推理系統，內建四組測距元件，使其AF選擇區域比以往的任何一部AF都還要大，AF速度是Dynax 7000i的兩倍。因為AF區域加大，搭配上新的對焦推理系統，Dynax 7xi 號稱能夠預測各方向以及突然轉向之主體運動焦點，也就是現在連行蹤飄忽不定的 UFO 都可以拍得到。Dynax 7xi還具有蜂巢式測光系統並能與AF聯動，能更準確地判斷出主體位置和曝光量；在P模式上，7xi也改變了以往根據鏡頭焦距來選擇程式的做法，而以主體的運動狀況與焦距結合運算。
PENTAX 自 SFX 之後，就少有新作，1991年7月終於推出了新一代AF單眼相機Z10和新 FA系列鏡頭。Z10具有流行的焦點預測AF功能，也採用了六分區域測光。Z10有效的簡化控制操作，卻又不損其功能性。以 Z10為開路先鋒，Pentax 頂級AF機 Z-1，搭配最高1/8000秒快門速度和1/250秒閃光燈同步速度，含三種測光方式以及18種自選功能。Z1具有強力之MTF程式曝光修正，且還自創了自動變焦曝光能力，使用者可以一邊變焦一邊拍攝，製造出具有『移動感』效果的照片（今日同學可以利用 PhotoImpact 的動態攝影選項達到這樣的效果)。
專利敗訴，日本走向自發性開創專業技術
Minolta 走過 α7000 的風光期，卻因 1992年美國原創 AF 系統設計公司 Honeywell與長達7年之久的AF專利之爭，Minolta 敗訴需判賠 1.27億美元（相當於台幣40億，依現在的物價指數來看相當於55億）。此一專利權的訴訟，深深的牽動了當時所有的日本相機生產商（這一案例對照今日的台灣工業，相當於三菱工業控告國內 CD-R 大廠的染料案以及熱門的 TFT LCD 專利權之爭）。影響所及 Minolta 除了賠款外，加上各種因素，致使1992年的利潤有所下降，給公司的照相機部的發展蒙上了一層重重的陰影。這個期間所進行的美日貿易大戰，影響了所有的日本製造業，有鑑於 Minolta 慘痛的歷史教訓，驅策更多日本相機廠投入經費於專利技術的研發上，從此擺脫對美國的技術依賴，造就今日日本相機工業的榮景。1992年的這一役，雖說讓日本工業吃了一記悶棍，但是就長遠來看，這記悶棍還是相當值得！
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