拍照很簡單,但關於對焦你知道多少?

手機拍照已是常態,隨手拍出好照片是每個人的追求,但這得有個前提,先對好焦。我就經常在我爸媽的手機相冊里發現很多模糊的照片,要麼是因為手抖,要麼就是沒對好焦。

這個對焦到底是什麼東西?

對焦就是通過鏡組的移動,讓成像最為清晰的焦平面落在sensor上,使被拍物成像清晰的過程。

手機攝像頭上的對焦一共有三種方式。

反差對焦

這是最普遍的一種對焦模式,你拍照的時候注意觀察,當對焦開始的時候畫面會有一個對焦框出現,然後取景畫面來回伸縮一下,待畫面穩定,對焦框消失,對焦就完成了。畫面的伸縮在弱光環境下會更明顯,而且對焦的時間也會較長。

這一個動作就是鏡片通過不斷地對當前對焦區域進行摸索,尋找到對焦點與環境有反差的邊緣,藉助這一區域的峰值信號判斷對焦點在哪裡。

那要怎麼判斷在這個過程之中是否對焦成功了呢,這裡就要靠一個叫「爬山演算法」的東西。原理圖就不做了,網上找了一張非常詳細的圖大家看看。

在馬達推動鏡片組運動的過程中,演算法會計算鏡片組移動每一步時的反差量,當反差量到達一個峰值後開始下降,那麼馬達會將鏡片組直接推到反差量峰值的位置,完成對焦動作。

反差對焦的優點是對焦精準度較高,缺點就是對焦速度比較慢,而且對純色物體對焦較困難(純色物體反差量小)。

相位對焦

相位對焦就是從像素感測器上挑出成對的像素點(或者是三星的 Dual Pixel Sensor,所有的像素都是一對相位對焦像素點,速度更快),通過格柵原理對場景中的物體進行相位信息的檢測。

就像人的眼睛一樣,通過相位信息直接對目標的距離進行判斷,馬達將鏡片組一步推到對應位置,即為對焦成功。

不過在使用的時候往往會感覺相機沒有對焦動作,還真是有點不習慣。

下圖為三星的 Dual pixel Sensor,藍色與紅色就相當於人的左右眼,合併起來就是一個像素。試想一下,一塊 Sensor 幾十雙眼睛,對焦能不快嗎?

有優點當然會有缺點,相位對焦容易受光照條件的影響,對焦精準度與光照強度有關。所以在弱光條件下,為了保證對焦精準度,一般都會啟用反差對焦來輔助,這也就是常說的混合對焦。

激光對焦

激光對焦被大多數人所熟知是在 LG 推出 G3 的時候。

通過後置攝像頭旁邊的紅外激光感測器向被攝物體發射低功率激光,經過反射後被感測器接收,並計算出與被攝物體之間的距離。之後馬達直接將鏡片推到相應位置,完成對焦。

這種對焦方法的速度介於反差對焦和相位對焦之間,但它的環境適應程度是最高的,能大幅改善弱光下的對焦性能,因為跟反差對焦和相位對焦不同,它不是被動的接收環境光線,而是主動發出光線來對焦。。

另外還要提醒一點,這裡說的激光對焦使用的是紅外光,屬於不可見光,功率在安全範圍之內,並不是平時聽到的鐳射激光(對人體有害),所以大家放心使用。國家安全標準有嚴格要求,對其功率限制的很嚴,放心用就好了,而且LG 上面這個激光組件原本是用在家用掃地機器人上面的,很成熟了。從嚴格意義上來說「激光對焦」屬於標題黨行為。

現在的手機大多數都採取了混合對焦,即反差對焦+相位對焦,反差對焦+激光對焦,大家可以看看自己的手機採用的是哪種對焦方法。


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