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1系历代经典机型都着力于自动对焦性能。在自动对焦的规格上力求达到最高水平。也因此获得了众多专业摄影师的信赖。EOS R1的自动对焦性能也推陈出新大幅升级。在原有像面相差检测自动对焦的基础上，自动对焦整个区域范围内可实现十字型对焦。相机导入了“加速捕获”的新理念，使得自动对焦性能产生质的飞跃。新开发的DIGIC Accelerator加速处理器数据处理能力。可高速处理和分析来自感应器的大量数据，识别、追踪被摄体的能力大幅提升。加之眼控对焦等操控方式，EOS R1构建了新维度的自动对焦体系。
相机在电子快门下的高速连拍性能获得了很大提升。相应地，也对自动对焦的速度和精度提出了更高的要求。佳能针对这一要求，提出了“Accelerated Capture（加速捕获）”的新理念。为了能以尽可能高的速度分析处理以前没有的大量数据信息，EOS R1导入了加速捕获这一新影像处理系统。其中包含全画幅约2420万有效像素的背照堆栈式图像感应器，以实现高速的数据捕捉及传输；新开发的DIGIC Accelerator加速处理器，以便能高速地分析和处理包括自动曝光/自动对焦在内的大量数据；配合强大的DIGIC X数字影像处理器，构建起Accelerated Capture（加速捕获）这个新影像处理系统，大幅提升了包括自动对焦在内的多项性能。
即便连拍速度大幅提升，自动对焦性能跟不上连拍速度也只能增加拍摄失败的照片数量。 EOS R1采用新的处理器，提升了对焦及追踪的高速计算能力。电子快门下对焦及追踪计算频率最高约60fps，镜头驱动频率也达到同样的约60fps，可高精度追踪高速运动的被摄体，提升拍摄成功率。且自动对焦框在自动对焦及拍摄时的刷新率最高达到120fps，方便拍摄者更清晰地确认追踪状态。
Accelerated Capture（加速捕获）系统可高速读取并分析图像感应器捕捉的庞大信息。配合深度学习技术，提升了被摄体识别能力。可捕获被摄体个体的特征及动作，以及被摄体周围信息，持续对画面及前后动作序列进行持续计算，之前追踪效果不好的动作也能稳定追踪，且保持对焦的高精度。追踪过程中，即便被摄体被遮挡也能保持高精度追踪。使用动作优先，可以识别追踪特定的动作，轻松定格原来很难捕捉到的决定性瞬间。
佳能在强化深度学习技术时注意增量学习区分被追踪对象及其之外对象的不同特征。通过不断学习不同特征，让相机能够持续不断地识别画面内哪个是主被摄体，篮球、足球等团队对抗的运动中，相似被摄体交错运动，即便主被摄体被遮挡或动作发生大幅改变，也能稳定保持追踪。人物识别新增了上半身识别。如果人物在画面中很小时的识别精度、被摄体姿势变化及照明变化的应对能力都得到了提升。
※ 服装、颜色、形状都类似的被摄体混杂出现时，被追踪被摄体被遮挡时间过长时，追踪对象可能转换到其他被摄体。
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相机能够自动区分人的头部及其前方障碍物，识别分析人物头部周围情况以忽略障碍物带来的干扰 。这样在人物面部被遮挡的情况下，自动对焦不会转移到障碍物上。比如，拍摄游泳比赛，人物面部很容易被水花遮挡，这时相机可以区分面部和周围水花，对人物面部实现高精度的对焦追踪。
动作优先这一功能，可以最高约60fps的频率（连拍时最高约45fps）对多个人物、关节状态、球的位置等信息进行高速的识别分析。篮球运动中传球及投篮等瞬间动作，如果是原来的单点自动对焦或识别人物的自动对焦，对焦点很难合到人物身上。如果画面中有多个人物混杂，也很难瞬间判断投篮或进攻等关键动作。而EOS R1在这些难拍场景下能够识别关键动作，锁定主被摄人物，定格决定性瞬间。
※ 仅限照片拍摄的电子快门下。人物在画面内很小时，被摄体部分被遮挡时，相似被摄体密集存在时，识别精度可能降低。
可最多注册保存100个人物※1，自动对焦范围/自动对焦框内有多个人物时，也能基于深度学习的新算法，优先识别特定人物※2。
※1 相机内可注册10个人物并作为一个文件保存到存储卡。存储卡可保存10个注册文件，所以最多可注册100个人物。(实际可识别的是相机内注册的最多10人)
※2 面部的亮度、大小、表情、动作、面部被部分遮挡等情况可能造成识别精度降低。
支持被摄体交错追踪，可与注册人物优先、动作优先组合使用，以应对不同的拍摄场景，实现更稳定的追踪。既可以让相机自动对焦于合适的被摄体，也可以让相机对焦于拍摄者认定的被摄体。
相机继承了EOS R3使用的追踪系统理念，可通过单点、定点、区域等自动对焦模式，在整个画面范围内对被摄体进行追踪。自动对焦模式与追踪方式组合，可针对被摄体动作及拍摄者的需求限定追踪范围。且新增了停止自动对焦追踪全部区域的设置，仅在设置的自动对焦框位置上进行自动对焦，不进行追踪。
不断提升的连拍速度与自动对焦性能，使相机的动态捕捉能力不断提高。为了发挥出这些能力，EOS R1与EOS R3相比，增强了检测识别的能力。人物识别除了原来的眼睛、面部、头部、身体，增加了上半身的检测。动物识别除了猫、狗、鸟，增加了马。交通工具的识别除了赛车，增加了火车和飞机。
新增对人物上半身的检测，包含头顶、肩、腰部分。提升了人物在画面中占比小时的识别力。利用上半身的信息，在交错等复杂场景下追踪更稳定。
※ 根据被摄体不同，有可能无法检测出画面中的动物，或将鸟、猫、狗、马以外的被摄体检测为动物。
※ 图像为示意。
※ 根据被摄体不同，有可能无法检测出画面中的车辆。也可能将赛车（汽车、摩托车）、火车、飞机、直升机之外的被摄体识别为交通工具。
※ 图像为示意。
EOS R1可检测的被摄体选项在EOS R3的人物、动物、车辆的基础上，新增了可同时检测这3种被摄体的“自动”。选择自动后，相机可自动检测画面中的人物、动物及车辆，如果检测出多个被摄体，可根据被摄体的种类及构图自动选择合适的主被摄体。
佳能首款在对焦系统中搭载眼控对焦功能的相机是在1992年推出的胶片单反相机EOS 5 QD。 那时，能够检测拍摄者的视线，并由此确定对焦位置的自动对焦系统还非常少见。如今，基于强大的图像处理技术及高速处理性能，配合电子取景器灵活的显示，佳能在EOS R3上再次导入了眼控对焦。EOS R1进一步提升了眼控对焦的性能。
EOS R1相比EOS R3，眼控感应器像素更高，并进行了更合理的配置，增加了LED光源数量。拍摄者眼睛检测的区域扩大，提升了眼睛位置偏离、配戴眼镜等时的视线检测稳定性。加之改善了检测算法，检测频率从原来的30fps提升到了约2倍的60fps。可实现稳定的视线检测及对视线变化的快速追踪。
※ 使用眼控对焦，须事先进行校准。根据具体使用状态，如使用太阳镜、镜面太阳镜、硬型隐形眼镜、近远视两用眼镜，或眼睛状态（眼睛小、睫毛长、眼睑厚）的个人差异等，可能无法准确使用眼控功能。需要操作按钮确定对焦点位置。
直观反映拍摄者意图的眼控对焦、操作自如的高性能追踪系统、基于深度学习开发的高精度被摄体识别体系，三者强强联合，使EOS R1的用户更加轻松自如地操作相机。高性能自动对焦系统将拍摄者从对焦焦虑中解放出来，可以更加集中精力于构图及把握拍摄时机。
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佳能的全像素双核对焦技术诞生以来，首次实现在对焦追踪中，最大100%×100%画面面积内进行十字型对焦※ 。横线条为主的被摄体、被摄体在画面占比较小、自动对焦框内混杂远处及近处被摄体或画面对比度较低等情况下，十字型对焦可提升捕捉被摄体的精度，更加稳定地追踪目标被摄体。同时还可降低被摄体纹样及障碍物的影响，对焦更稳定。野鸟等展翅飞翔、排球等体育运动中被摄人物面部被细小网格遮挡、被摄体对比度低等场景下，对焦精度都更高，且更稳定。
※ 仅限照片拍摄。电子前帘 / 机械快门的连拍模式下仅限高速连拍及低速连拍模式。预览自动对焦、对焦向导下除外。
将部分光电二极管旋转90°，可检测竖线或横线的光电二极管按照一定规则排列，从而实现了十字型对焦。之前的全像素双核对焦只要不是完全水平的横线就能检测对焦，但横线接近水平检测精度可能会降低。由此在追踪对焦过程中，可能会出现对焦不稳定的现象，进而影响之后的追踪效果。所以作为基础的自动对焦精度对被摄体追踪有很大影响。EOS R1导入十字型对焦，大幅提升了自动对焦的稳定性。且基于全像素双核，画面边缘也可十字型对焦，十字型对焦的区域范围比原先的单反相机扩大了很多。追踪运动被摄体的能力也随之提升，自动对焦性能更稳定。
全像素双核智能对焦是佳能自主研发的图像感应器对焦技术。单个像素具备两个光电二极管，图像感应器上每个像素都兼具成像及相差检测对焦的功能。因没有相差检测专用像素，所有像素都参与成像，因此成像像素不会缺失，可兼顾高画质与像面相差检测自动对焦的高精度。
EOS R1采用了全像素双核智能对焦，在搭配部分兼容镜头使用时，在识别到马、猫、狗、鸟、人、车辆、铁路、飞机等被摄体并保持追踪的状态下，对焦区域可覆盖图像感应器最大约100%×100%（水平×垂直）的面积※，全面覆盖画面可见范围。未检测出特定被摄体时，对焦区域可覆盖最大约90%×100%（水平×垂直）的面积，可在宽广的范围内实现自动对焦，便于决定构图后的对焦拍摄，此时相机还可从1053个自动对焦分区中自动选择，从而实现顺畅的被摄体追踪效果。不仅如此，在对焦区域内，可手动选择的自动对焦点位共4368个，操作多功能控制钮可微调对焦位置，实现对焦位置的精细把控。
※ 安装使用的镜头支持90%×100%（水平×垂直）的对焦范围，使用整个区域自动对焦或使用其他自动对焦区域模式检测出被摄体时。根据场景及被摄体状态，自动对焦点可能无法移动到自动对焦区域的边缘。 ※ 支持的镜头列表请参考佳能官方网站相关页面。
自动对焦区域模式通过限定画面中的自动对焦范围，令自动对焦不易脱焦到范围外的被摄体。 EOS R1的自动对焦区域模式除了整个区域自动对焦外，还有可应对不同场景的多种对焦模式。单点自动对焦可以从4368个对焦点位中选择对焦点；定点自动对焦对焦点范围更小，方便对特定点精细对焦；扩展自动对焦区域（上下左右/周围）可同时运用1个对焦点上下左右4点或周围8点进行对焦辅助，提高动态被摄体捕捉力。除此之外，还有新的灵活区域自动对焦。
EOS R1的灵活区域自动对焦模式下，用户可根据需要，最多使用999区（37 × 27）、最少9区（3 × 3）的范围进行对焦，共3种灵活区域模式可选。根据所拍被摄体在画面中的大小选择所需区域范围并移动到所需位置，拍摄动态被摄体的自动对焦就更加方便快捷。
拍摄照片时，EOS R1具有低至EV -7.5的惊人对焦亮度下限，在人眼都无法有效辨识的昏暗场景中，可通过高精细的电子取景器或液晶监视器清晰观察被摄体情况，同时使用高精度自动对焦拍摄。提高了暗环境下的拍摄能力。
※ 基于佳能测试标准（F1.2，中央对焦点，单次自动对焦，室温，ISO 100）。采用DS（平滑散焦）镀膜的RF镜头除外。
※ 短片拍摄时的对焦亮度界限4K：EV -5.5、全高清：EV -5 （F1.2，中央对焦点，单次自动对焦，室温，ISO 100，全高清29.97P/25.00P）。采用DS（平滑散焦）镀膜的RF镜头除外。
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