相位对焦的手机(相位对焦)
1、但这次我想说的是相机的另一个很重要的功能:对焦。
2、手机对焦技术的发展路线一定是从单反产品逐渐去中心化。当然也会有专门为手机产品开发的技术,但基本上,用相机上的功能去中心化技术来形容也是大局。
【资料图】
3、目前市面上的手机上的传感器基本都更新了,对焦也有了很大的提升(相比2015年)。那么,就给大家科普一下手机上最常用的对焦技术吧。
4、对比聚焦
5、对比度对焦就是找到对焦区域对比度最大的点作为精确的对焦点,但是不同对焦区域的对比度不是固定的,系统也不知道什么时候对比度最大,所以需要回过头来移动镜头才能找到。因此,我们会发现,使用对比对焦时,
6、镜头的对焦动作会有一个来回对焦的过程。这也是反差对焦耗时长的最大原因。
7、如上所示,图像的最高清晰度是最高的对比度和最低的像差。对比度对焦是找对焦区域对比度最大的点作为对焦准确的点,相位对焦是找对焦区域差异最小的点作为对焦准确的点。所以,
8、对比对焦由于对焦速度慢,已经被相位对焦取代。到目前为止,90%的手机已经淘汰了对比度对焦,转而采用更快的相位对焦技术。
9、相位检测自动聚焦
10、相位对焦就是覆盖一个完整的像素,做多个相位检测点,找到像差最小的点进行对焦。这里简单说明一下,物体的某一点会从各个方向发出光线,通过镜头成像在传感器上。
11、当来自不同方向的光的图像落在传感器的同一位置时,像差最小,就会判断为对焦。
12、比如上图,紫色表示物体是一个焦点,黄色表示到达传感器的焦平面。当蓝镜片离传感器太远时,上下光线形成的图像不重叠;2号距离合适,上下光线形成的像重叠无像差,对焦成功;四号太接近了,
13、上下光线形成的像并不重合,但像差方向与1号不同,相位对焦是通过附加器件或特殊像素点(图中以红绿表示)判断成像相位差,因此,
14、控制对焦镜头的程序会控制镜头回到2号位置,完成对焦。这就是相位聚焦的工作原理。这使得焦点采样过程省去了计算峰值的步骤,既减轻了处理器运算的负荷,又使得拍摄视频时的焦点跟踪效果更好。
15、混合对焦方式有两种,一种是iPhone6使用的对比相位方案(6s弃用,转为性能更强的相位对焦),另一种是相位激光对焦方案,也就是OPPO R7 Plus之前的对焦方案。
16、先来说说反差、相位、激光三者之间的优势与不足。就如上图所说,没有完美的技术,只有不同的侧重点。但是,相位对焦经过好几代的更新,
17、对环境光线强度的依赖已经有了很大的改善;而反差对焦也因为处理器的性能不断提升,速度也有了明显的提高(当然,发热也明显了)。激光对焦也经过改造激光元件,提升了攻率,相应速度和激光范围也有更大的效率了。
18、当然,这里也只是说说产业情况,不代表实际使用体验。
19、再说iPhone6的混合对焦,可以说,iPhone6是首台搭载了相位对焦技术的iPhone,也是苹果首个混合对焦,传感器毫无悬念的使用索尼定制的传感器,由于当时相位对焦技术并不完善,
20、对焦依然需要反差对焦作为辅助。也因为苹果在软件优化上确实了得,混合对焦的方式确实加快了对焦的速度。只是到6s开始,相位对焦技术已经相当完善,即使没反差对焦辅助,一样拥有超越iPhone6的对焦速度了。
21、OPPO R7 Plus使用了混合对焦方案,采用激光对焦、反差合一的混合方式。反差对焦虽然存在着反复对焦检测峰值的问题,但是,加入激光对焦后,能够有限的缩小了检测范围,使对焦速度有效的加快。因此,
22、R7 Plus拥有当时足够快对焦速度,而且,对焦准确程度也足够高。但是,差不多一年后,三星使用上了全像素双核对焦而轻松稳坐了对焦速度之王的宝座。
23、全像素双核对焦
24、全像素双核CMOS AF通过图像感应器相差检测自动对焦可实现高速对焦。原理和相位对焦一样,但不一样的是:全像素指的是使用了完整的一个像素,并采用两个完整的像素合并,形成一个对焦井,
25、最终结果就是把所有对焦点,两两合并,使传感器上所有像素元件都做成对焦点。
26、所以,能够在不遮盖任何像素的前提下有效完成相对差检测,而且对焦侦测系统被分布到每一个像素,因为每个检测点的进光量都增大了2倍,所有对焦精度和速度都会有相应的提升,无需牺牲成像像素,
27、对焦的有效范围也更广,可谓是一举两得。
28、双核对焦
29、双核对焦来自于索尼最新的IMX398传感器,但与全像素双核方案并不一样,全像素双核对焦是整个传感器所有像素点均为双核设计,也就是说,所有光电二极管都是两两并列,使用同一个透镜和井容器。
30、而双核对焦并不是这样。
31、相关资料显示,IMX398的双核对焦确实一样有双像素并列结构,但并不是全部像素都使用了这个结构,而是在传感器上的中间和边缘布置了多个双核对焦集从。
32、这个设计保证了有足够多的对焦像素点进行协作运算,获得接近三星全像素双核对焦的高速性能。而且,相比全像素都采用双核,IMX398这种结构在更容易保证画质,毕竟有更多专门独立收集信息的光电二极管。所以,
33、在画质上,IMX398确实是有优势的。比如IMX398的1600万像素可以记录更多信息,方便后期照片裁剪再编辑。
34、另一方面,双核对焦和PDAF相位对焦有什么不一样?首先PDAF所使用的相位对焦点是通过单个光电二极管遮盖一半,利用单个像素点来获得像差信息进行相位检测对焦的。因此,
35、双核对焦使用完整的两个像素进行对焦检测,比PDAF整整大了4倍的通光量。这就是双核对焦速度比PDAF快了100%的原因。
本文到此结束,希望对大家有所帮助。
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