在光線昏暗或是拍攝運(yùn)動(dòng)物體，又或是隨手抓拍的過(guò)程中，手機(jī)記錄下來(lái)的畫(huà)面經(jīng)常是發(fā)虛的。究其原因，手機(jī)對(duì)焦速度不夠快總是逃不脫干系。為此，手機(jī)的對(duì)焦技術(shù)也在不斷革新之中，繼我們熟悉的反差、激光、相位對(duì)焦之后，一項(xiàng)名為雙核對(duì)焦的技術(shù)再度來(lái)襲。

反差對(duì)焦的耗時(shí)尷尬

每一款手機(jī)攝像頭都支持反差對(duì)焦，它的基本原理是由攝像頭模組內(nèi)的音圈馬達(dá)反復(fù)推動(dòng)鏡頭，不斷伸縮以尋找到對(duì)焦點(diǎn)與環(huán)境有顏色反差的邊緣，從而判斷用戶此次想要拍攝的對(duì)象在哪里。

問(wèn)題來(lái)了，如果我們要拍攝的對(duì)象顏色和背景色非常接近，那就會(huì)出現(xiàn)對(duì)不上焦的問(wèn)題。此外，由于反差對(duì)焦的過(guò)程中鏡頭需要反復(fù)伸縮全程數(shù)次（專業(yè)名詞叫“反復(fù)震蕩”）才能找到對(duì)焦點(diǎn)，耗時(shí)相對(duì)很長(zhǎng)，也因此容易失去捕捉精彩瞬間的機(jī)會(huì)，或是出現(xiàn)照片發(fā)虛的問(wèn)題（圖1）。

激光對(duì)焦望遠(yuǎn)興嘆

想解決反差對(duì)焦總是需要反復(fù)推動(dòng)鏡頭這種物理位移尋找對(duì)焦點(diǎn)的繁瑣，提前預(yù)知對(duì)焦點(diǎn)位置，再控制音圈馬達(dá)直接捕捉對(duì)焦點(diǎn)就是最佳解決方案。于是，通過(guò)激光輔助對(duì)焦的技術(shù)便出爐了。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，激光對(duì)焦就是在攝像頭旁邊加入激光發(fā)射器，借助激光的超高速和反射原理，可快速鎖定對(duì)焦物體的距離，從而讓鏡頭一步到位移動(dòng)到指定的位置完成拍攝過(guò)程（圖2）。激光對(duì)焦除了速度快外，在弱光或純色環(huán)境下適應(yīng)性最強(qiáng)?？上Вす鈱?duì)焦存在嚴(yán)重的距離限制，通常超過(guò)2米的距離，激光對(duì)焦就會(huì)失效，手機(jī)攝像頭也會(huì)自動(dòng)切換到反差對(duì)焦的模式，只能“望遠(yuǎn)興嘆”。

相位對(duì)焦及時(shí)補(bǔ)位

考慮到激光對(duì)焦存在距離限制，于是基于CMOS傳感器的相位對(duì)焦技術(shù)便順應(yīng)接班。相位對(duì)焦的基本原理是在感光元件上預(yù)先設(shè)定多組對(duì)焦像素，專門(mén)用來(lái)進(jìn)行相位檢測(cè)，通過(guò)像素之間的距離及其變化判斷對(duì)焦的偏移值，從而通知音圈馬達(dá)將鏡頭直接推向準(zhǔn)確對(duì)焦點(diǎn)。

需要注意的是，相位對(duì)焦技術(shù)的每一個(gè)對(duì)焦像素都是由屏蔽了1/2面積的像素點(diǎn)構(gòu)成。其中，左側(cè)的像素點(diǎn)只負(fù)責(zé)拍攝左側(cè)的圖像，而右側(cè)像素點(diǎn)則僅負(fù)責(zé)右側(cè)的圖像（圖3），系統(tǒng)通過(guò)對(duì)比（合成）左右圖像來(lái)判斷焦點(diǎn)的位置。

和反差對(duì)焦相比，相位對(duì)焦的最大優(yōu)勢(shì)就是快，但依然存在弱光下容易失效的遺憾。在“沒(méi)有最快，只有更快”理念的鞭策之下，相位對(duì)焦的接班人——雙核對(duì)焦技術(shù)也在手機(jī)領(lǐng)域現(xiàn)身了。

雙核對(duì)焦快上加快

雙核對(duì)焦的基本原理和相位對(duì)焦相似，只是它重構(gòu)了對(duì)焦像素的組合方式：讓對(duì)焦像素不再分散排布，而是緊挨在一起，而且不再屏蔽1/2的面積（圖4）。如此一來(lái)，雙核對(duì)焦技術(shù)就能通過(guò)左右2個(gè)完整的像素點(diǎn)進(jìn)行對(duì)焦。

如果將對(duì)焦像素比作人眼，那相位對(duì)焦就像是通過(guò)2對(duì)被遮住一半視線的眼睛來(lái)進(jìn)行對(duì)焦，每對(duì)眼睛都會(huì)失去50%的取景范圍和進(jìn)光量，最終將2對(duì)眼睛看到的畫(huà)面進(jìn)行合成對(duì)比進(jìn)而實(shí)現(xiàn)最終的對(duì)焦（圖5）。

而雙核對(duì)焦，就像是直接通過(guò)1對(duì)完整的眼睛來(lái)進(jìn)行對(duì)焦，視野范圍和進(jìn)光量都能在相位對(duì)焦的基礎(chǔ)上翻倍（圖6）。如此一來(lái)，不僅可以明顯提升對(duì)焦速度，還能有效解決在光線不足或移動(dòng)拍攝的情況下拍照容易發(fā)虛的問(wèn)題。

雙核對(duì)焦技術(shù)的分類(lèi)

雙核對(duì)焦技術(shù)最早出現(xiàn)在佳能7D mark2和70D等相機(jī)身上，而手機(jī)領(lǐng)域首度引入這個(gè)概念的則是三星旗下的Galaxy S7家族。需要注意的是，Galaxy S7的攝像頭（IMX260傳感器）采用了“全像素雙核”，其1200萬(wàn)像素傳感器中的每一個(gè)像素點(diǎn)都內(nèi)置2個(gè)光電二極管，而且都能用于對(duì)焦（圖7）。換句話說(shuō)，Galaxy S7的傳感器擁有1200萬(wàn)個(gè)對(duì)焦像素。

OPPO R9s則是手機(jī)領(lǐng)域第二款引入雙核對(duì)焦概念的產(chǎn)品。和Galaxy S7的“全像素雙核”不同的是，R9s屬于“部分像素雙核”，其內(nèi)置的IMX398傳感器中大概有90萬(wàn)個(gè)像素用于對(duì)焦。

這兩種雙核對(duì)焦方案談不上孰優(yōu)孰劣，雖然Galaxy S7使用的IMX260傳感器對(duì)焦像素更多，但它的像素卻只有1200萬(wàn)像素，限制了拍攝照片的最高分辨率。而OPPO R9s的IMX398傳感器雖然對(duì)焦像素偏少，但它的像素值卻達(dá)到了1600萬(wàn)像素，在很多消費(fèi)者都習(xí)慣以“像素值論英雄”的大環(huán)境下，這種更高像素的雙核傳感器顯然更具噱頭。

小結(jié)

毫無(wú)疑問(wèn)，在手機(jī)整體性能趨于飽和的今天，更高端處理器僅能換來(lái)理論跑分成績(jī)的提升，對(duì)實(shí)際體驗(yàn)的影響卻逐漸減低。此時(shí)，更持久的續(xù)航時(shí)間、更高品質(zhì)的拍照效果就成為了智能手機(jī)差異化突圍的方向。不知道在雙核對(duì)焦之后，未來(lái)還會(huì)有哪些能進(jìn)一步改善手機(jī)拍照潛力的技術(shù)出現(xiàn)呢？讓我們拭目以待吧。