精度高速度快廠商愛

沃爾頓

2015年，一些國產(chǎn)廠商開始大肆炒作PDAF相位對焦技術(shù)這一概念，一時(shí)間只要是旗艦機(jī)的新品發(fā)布會(huì)上PDAF這幾個(gè)字母幾乎必被提及。在今年新發(fā)布的產(chǎn)品中，OPPO R7、vivo X5Pro、樂視的樂1 Pro甚至是售價(jià)不到千元的ono手機(jī)（TCL）都支持相位對焦技術(shù)了。那么，究竟什么是相位對焦技術(shù)，它的優(yōu)勢和劣勢又是什么呢？

智能手機(jī)的圈子就是這樣，每隔一段時(shí)間就得上點(diǎn)所謂“黑科技”，而只要在一款產(chǎn)品上得到應(yīng)用馬上就會(huì)大范圍普及。用上面這段話形容手機(jī)攝影技術(shù)的發(fā)展并不為過，繼背照式CMOS、6P鏡片組、雙色溫閃光燈爛大街后，PDAF相位對焦技術(shù)也有“爛大街”的趨勢了。

說到相位對焦技術(shù)其實(shí)早在2014年初發(fā)布的三星S5上就已經(jīng)得到應(yīng)用，只不過當(dāng)時(shí)三星似乎并沒有把它當(dāng)成一個(gè)概念加以炒作，而只是簡單地稱其“大幅提高了對焦速度”。下半年發(fā)布的蘋果iPhone 6將其稱為Focus Pixels，基本上也是同一個(gè)意思。

而到了2015年，一些國產(chǎn)廠商開始大肆炒作PDAF相位對焦技術(shù)這一概念，一時(shí)間只要是旗艦機(jī)的新品發(fā)布會(huì)上PDAF這幾個(gè)字母幾乎必被提及。在今年新發(fā)布的產(chǎn)品中，OPPO R7、vivo X5Pro、樂視的樂1 Pro甚至是售價(jià)不到千元的ono手機(jī)（TCL）都支持相位對焦技術(shù)了。那么，究竟什么是相位對焦技術(shù)，它的優(yōu)勢和劣勢又是什么呢？

速度慢但精準(zhǔn)的反差對焦

首先我們扒開PDAF的外衣，它的全稱是Phase Detection Auto Focus，字面意思就是“相位檢測自動(dòng)對焦”。需要指出的是，相位對焦技術(shù)在數(shù)碼相機(jī)領(lǐng)域應(yīng)用已經(jīng)十分成熟，在智能手機(jī)領(lǐng)域則仍處于起步階段。

通常而言相機(jī)的自動(dòng)對焦方式有兩種：反差對焦和相位對焦。反差對焦的原理是根據(jù)焦點(diǎn)處畫面的對比度變化，尋找對比度最大時(shí)的鏡頭位置，也就是準(zhǔn)確對焦的位置。

以拍攝一枚硬幣為例，最開始畫面是虛焦的狀態(tài)，隨后鏡頭移動(dòng)，人們可以看到屏幕中的硬幣逐漸清晰起來。直到某一個(gè)位置（合焦?fàn)顟B(tài)）硬幣最為清晰，但攝像頭模組自身是意識(shí)不到此時(shí)已經(jīng)合焦完畢的，鏡頭會(huì)繼續(xù)移動(dòng)，此時(shí)人們會(huì)看到硬幣又變得模糊。這時(shí)攝像頭模組才意識(shí)到鏡頭“走過站了”，于是回退至剛才清晰的焦點(diǎn)位置，這樣一次對焦就完成了。

其實(shí)看上面這段話大家也能明白反差對焦的弊端了，沒錯(cuò)就是耗時(shí)太長。鏡頭從開始對焦到最后合焦完畢一直不停移動(dòng)，“走過站”以后的回退過程更是讓對焦行程增大，反映給用戶的就是對焦速度較慢。此外由于要檢測畫面對比度的反差，一旦被攝物體與背景顏色趨近（比如在一堵白墻前面拍一張白紙），要想實(shí)現(xiàn)合焦就更加困難。

速度快但要求高的相位對焦

再來說說相位對焦，它的原理是在感光元件上預(yù)留出一些遮蔽像素點(diǎn)，專門用來進(jìn)行相位檢測，通過像素之間的距離及其變化等來決定對焦的偏移值從而實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確對焦。

傳統(tǒng)的單反相機(jī)擁有對焦傳感器，在反光板背面還有副反光板，副反光板會(huì)把從鏡頭入射的部分光線送到對焦傳感器上，通過測距確定焦點(diǎn)，再由系統(tǒng)控制鏡頭的移動(dòng)完成自動(dòng)對焦。而由于手機(jī)攝像頭模組高度集成的要求，獨(dú)立的對焦傳感器肯定是放不進(jìn)去的，于是人們直接在CMOS（感光元件）上留出一些成對兒的遮蔽像素點(diǎn)來進(jìn)行相位檢測。

遮蔽像素點(diǎn)由兩個(gè)像素成對組成，兩個(gè)像素通過微透鏡各自成像。對焦系統(tǒng)根據(jù)判斷信號波峰的位置可判斷出鏡頭應(yīng)該往前還是往后偏移，從而迅速準(zhǔn)確合焦。

相比反差對焦，相位對焦不需要鏡頭的反復(fù)移動(dòng)，對焦行程短了很多，對焦過程干凈不猶豫。但另一方面，由于需要利用CMOS上的遮蔽像素點(diǎn)進(jìn)行相位檢測，故此相位對焦對光線強(qiáng)度的要求比較高。如果環(huán)境光線強(qiáng)度太弱，遮蔽像素點(diǎn)的正常工作就會(huì)受到影響，對焦精度和速度也會(huì)出現(xiàn)問題。

混合對焦是未來手機(jī)拍照新趨勢

上面介紹了反差對焦和相位對焦的原理和利弊，大家也能發(fā)現(xiàn)兩種對焦模式的優(yōu)勢劣勢都很明顯。如果單純考慮對焦速度那么相位對焦肯定占優(yōu)，但考慮到弱光條件下的拍攝狀況，反差對焦又有其優(yōu)勢。怎么合理利用兩種模式的優(yōu)勢呢？混合對焦就應(yīng)運(yùn)而生了。

所謂的混合對焦模式其實(shí)就是兼容了傳統(tǒng)的反差對焦和“時(shí)髦”的相位對焦，充分利用不同條件下兩種對焦模式的優(yōu)勢，能夠提供更精準(zhǔn)的對焦精度和更快的對焦速度。剛剛發(fā)布不久的OPPO R7便采用了這種混合對焦模式。

當(dāng)然受制于硬件的因素，手機(jī)攝像頭上的相位對焦技術(shù)在實(shí)際使用體驗(yàn)上與專業(yè)相機(jī)還有很大的差距，不過能夠?qū)⒃雀卟豢膳实募夹g(shù)跨界移植過來已經(jīng)是不小的突破。最近幾年手機(jī)攝影領(lǐng)域的發(fā)展也要?dú)w功于諸如這樣的功能下放，對于用戶而言，雖然可能要為其付出一定的額外經(jīng)濟(jì)成本，但在使用體驗(yàn)上的提升絕對是物有所值。