什么是相位對焦?
相位對焦,是通過尋找像差最小的點來進行對焦。物體的某一個點會從各個方向發(fā)出光線通過鏡片成像到sensor上面去,當不同方向的光線成像落到sensor的同一個位置的時候,像差最小。
圖像的清晰度最好的時候是對比度最大的時候同時也是像差最小的時候,反差對焦就是通過找對焦區(qū)域對比度最大的點作為對焦準確的點,而相位對焦則是找對焦區(qū)域相差最小的點作為對焦準確的點。
手機自動對焦的對焦方式
簡單介紹
激光對焦,簡單來說,通過記錄紅外激光從裝置發(fā)射處理啊,經過目標表面反射,最后再被測距儀接收到的時間差,來計算目標到測試儀器的距離。這項技術原本是美國軍方一直采用的技術,不過后來由于技術的普及以及成本降低,激光對焦技術在民用領域也得到了廣泛的應用。
激光對焦:對焦速度相對于相位對焦和反差對焦來說屬于中等,但能保證了成像成功率,且對弱光或純色環(huán)境適應性較強,是屬于主動對焦型的對焦方式。如果拍照設備是A,拍照對象是B, 其原理就是在A處發(fā)射紅外激光到達B處后,再發(fā)射回來A。測得這段距離繼而完成對焦。這里要說明一下,激光對焦使用的是紅外波長的光,屬于不可見光,不是平時所聽到的激光(鐳射)。后者是對人體有危害的,國家也有對使用激光的產品進行嚴格限制功率。所以準確來說“激光對焦”這個詞表達有誤,但廠商覺得大家對這個詞感覺應該是高大上的,也就這么使用了。激光對焦的好處是暗光條件下對焦相比相位對焦和反差對焦更為精準一些。
局限性
就是它在光線良好的情況下對焦速度確實十分迅速,但是在弱光條件下則會慢很多,不過在對焦成功率方面沒有問題。相比于傳統(tǒng)智能手機采用相位對焦的方式,LG G3、OPPO R7 Plus出乎意料的采用了主動式對焦,大大增加了手機相機對焦的成功率,雖然激光對焦在智能手機應用場景中還有一定的局限性,但這種主動尋求創(chuàng)新和改變的態(tài)度還是非常值得肯定的。 相位對焦,英文為:“Phase Detection Auto Focus”,簡稱:PDAF。字面意思就是“相位檢測自動對焦”。需要指出的是,相位對焦技術在數(shù)碼相機領域應用已凱嘩晌經十分成熟,在智能手機領域則仍處于起步階段。
相位差檢測方式是單反數(shù)碼相機普遍使用的對焦方案,現(xiàn)在也被應用到手機攝像頭對焦系統(tǒng)上來。從單反數(shù)碼相機角度上講,相位對焦是應用在單反相機搭載的自動對焦的專用傳感器上。此方案是通過檢測對焦點前后方向存蘆臘在多少差值來實現(xiàn)高速合盯鋒焦的。簡單可以理解為相位是否一致,可以知道是否同一個點進來的光線,也就知道是否合焦。當然這種方式對光線要求很高,不管是手機還是相機的硬件性能要求也很高。屬于被動型對焦方式。 反差對焦:鏡片通過不斷地對當前對焦區(qū)域進行摸索,不斷伸縮以尋找到對焦點與環(huán)境有顏色反差的邊緣從而判斷到要拍照的對象在哪里。那么問題又來了,如果我要拍攝的對象是一片純色呢。那就抱歉了,采用反差對焦的這個設備做不到。這種對焦方式耗時長,因為鏡頭是伸縮全過程必須進行著,就算過程中發(fā)現(xiàn)合焦的地方也不會停下來,只有全過程進行完畢才判定最清晰的對焦位置。但它也不是沒有優(yōu)點的,反差對焦的多數(shù)環(huán)境下適應力強對焦也很精準。反差對焦屬于被動型的對焦方式。
對焦模式分為三大類,分別是反差式對焦(CDAF),相位對焦(PDAF),激光對焦(LDAF),基于這三大類對焦模式還衍生了集各家所長的混合式對焦。而相位對焦中又衍生了雙核相位對焦(dual-PD),2*I OCL模式,2*2 OCL模式等等;激光對焦中同樣也衍生了itof,dtof等多點激光對焦模式。
反差式對焦:反差式對焦在所有對焦模式中是思路最清奇的一個,因為上述所有方式以及之后要講的激光對焦本質上原理都是測距,只是結構與實現(xiàn)的方法不一樣,只有反差式對焦沒有用到測距的思路。反差式對焦(CDAF)看名字就知螞巖做道,通過比對差值而進行的對焦模式。其比對的既不是相位信息,也不是距離信息,而是直接比對圖像信息。反差式對焦的原理是根據焦點處畫面的對比度變化,尋找對比度最大時的鏡頭位置,也就是準確對焦的位置。這個過程中鏡頭的對焦馬達需要一直工作,從而獲得最準確的對焦點。如果換成更容易理解的方式來講,就是通過一套比對算法,相機自動幫你完成了你手動對焦的那一套過程。但是反差式對焦的算法就像是沒有開啟峰值對焦的你一樣,他并不會在一次鏡組運動中就確定精確地對焦點,而是先鎖定一個較小的范圍,再不棗鎮(zhèn)斷移動完成合焦。即使實在合焦后,因為要繼續(xù)維持對焦的準確性,對焦馬達仍在工作,這時你看到的圖像并不是完全清晰的,如果出現(xiàn)了較大幅度的變化,對焦馬達會重新來一次對焦,這也就出現(xiàn)了我們平時所說的拉風箱現(xiàn)象。
相位對焦:手機上往往我們比較常見到的是相位對焦,很多人可能認為相位對焦是新技術,而反差式對焦才是被替代的。這個想法一般對一半錯,相位對焦是最早出現(xiàn)的方案,但是集成到片上確實花了不少時間,最早片上對焦只能是反差式對焦CDAF(contrast detection auto focus),后來隨著半導體工藝進步索尼把相位檢測器塞到了像素中,才實現(xiàn)了相位對焦PDAF(phase detection auto focus)。理一下思路就是,相位對焦才是硬件對焦的思路,也是最早誕生的方案,但是在手機上確實是多年后才取代掉反差式對焦。
激光對焦:
近些年我們見到的激光對焦越來越多了,這樣的測距方案本身并不是給手機設計的,最早均為工業(yè)用途,而在手機對對焦要求越來越高的當下,激光對焦也被引入到手機當中,他們被統(tǒng)稱為ToF(Time of Flight)傳感器(飛行時間傳感器),被稱為激光對焦的原因是因為他們的發(fā)射端為激光(這不是廢話嗎哈哈哈,不是激光怎么測距)。其中激光對焦分為三大類,ToF,iToF,dToF,我們一般把Tof叫做激光對焦,后兩者叫做激光點陣對焦。
ToF,激光對焦,所有激光對焦模式的原理都基于反射的原理,發(fā)射端發(fā)射激光,接收端再接收到,中間這段時間再悶衡通過光速就能計算出距離。激光對焦是點對點的,根據在手機上的位置排布我們也很容易看出一般測算的距離是畫面中心位置的距離,也就是說我們一般用到得激光對焦,輔助完成的是中心對焦模式,如果環(huán)境比較復雜就沒有任何用。順帶一提,目前激光對焦只能作為輔助對焦!