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无论是无反光镜还是手机,自动对焦无疑是一项非常有用的相机功能。即使在不太理想的条件下,它也能确保我们的图像清晰,从而提供非常好的输出。随着发展的进步,双像素自动对焦在智能手机中越来越受欢迎。这项技术有望实现更快的对焦,例如在拍摄动作镜头或在弱光环境下时。但它是如何运作的呢?

双像素自动对焦是相位检测对焦(又名 PDAF)的延伸,多年来一直在智能手机相机中使用。 PDAF 基本上使用图像传感器上向左和向右看的专用像素来计算图像是否对焦。如今,许多用户依赖手机的拍照设备,甚至没有经典相机。对精彩画面的渴望驱使制造商不断创新,因此即使是 PDAF 自动对焦技术也没有停滞不前,还在不断改进。更现代的智能手机开始使用多向 PDAF、全像素对焦或激光自动对焦等技术。

如前所述,双像素自动对焦的前身是 PDAF。后者基于图像传感器像素中内置的屏蔽左视和右视光电二极管创建的略有不同的图像。通过比较这些像素之间的相位差,即可计算出所需的焦距。相位检测像素通常约占所有传感器像素的 5-10%,使用更多专用相位检测像素对可以提高 PDAF 的可靠性和准确性。

所有传感器像素的连接

借助双像素自动对焦,传感器的所有像素都参与对焦过程,其中每个像素都分为两个光电二极管,一个向左看,另一个向右看。然后,这些有助于计算相位差和由此产生的焦点,从而与标准 PDAF 相比提高了准确性和速度。使用双像素自动对焦拍照时,处理器首先分析来自每个光电二极管的焦点数据,然后将信号组合并记录在生成的图片中。

三星双像素对焦

上面的三星图像传感器图显示了传统 PDAF 和双像素自动对焦技术之间的差异。唯一真正的缺点是,实现这些小型相位检测光电二极管和微透镜(它们也参与聚焦过程)既不容易也不便宜,这对于非常高分辨率的传感器来说变得很重要。

模型内的 108Mpx 传感器就是一个例子 Galaxy S22 Ultra 不使用双像素技术,而型号中的分辨率较低的 50Mpx 摄像头 Galaxy S22a Galaxy S22 Plus 确实如此。因此,Ultra 的自动对焦稍差一些,但手机的辅助摄像头已经具备双像素自动对焦功能。

尽管这两种技术具有共同的基础,但 Dual Pixel 在速度和对快速移动主体保持聚焦的能力方面优于 PDAF。您会欣赏这一点,尤其是在拍摄完美的动作镜头时,无论安全感如何,您只需要快速拿出相机,就知道您的图像将始终清晰。例如,华为 P40 凭借该技术实现了毫秒级对焦时间。

还值得注意的是,三星在 Dual Pixel Pro 上更进一步,将各个光电二极管对角线分开,这带来了更高的速度和准确性,这要归功于以下事实:这里定位进入焦点过程,同时也是顶部和底部定位方面。

PDAF 最显着的缺点之一是低光性能。相位检测光电二极管是半个像素,这使得噪声很难获得准确的 informace o 弱光阶段。相比之下,双像素技术通过从整个传感器捕获更多数据,很大程度上解决了这个问题。这样可以消除噪点,即使在相对黑暗的环境中也能实现快速自动对焦。这里也有限制,但这可能是目前自动对焦系统最大的改进。

如果您认真对待手机摄影,那么具有双像素自动对焦技术的相机将帮助您确保您的照片始终清晰,并且在选择手机的拍照设备时绝对值得考虑它的存在或不存在。

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