技術(shù)分析：?jiǎn)螖z像頭是如何壓制雙攝軍團(tuán)的？

　IMX 378(大尺寸大像素CMOS)

　　在攝影界，盛傳著“底大一級(jí)壓死人”的鐵律，其中的“底”，指的就是感光元件的面積。更大的感光元件面積，可以在單位時(shí)間擁有更大的光通量。這其中比較出名的就是已經(jīng)消失的諾基亞PureView 808 (下圖右)和 Lumia 1020(下圖左)，兩者的感光元件面積分別達(dá)到了1/1.2英寸和1/1.5英寸，當(dāng)然超大的感光元件也讓這兩款手機(jī)的鏡頭顯得極為臃腫，一度被粉絲戲稱為“奧利奧”。

　　不過你可知道全世界感光元件最大的手機(jī)是哪一部嗎?是松下公司在2014年9月Photokina大展上推出的Lumix DMC-CM1，CMOS尺寸達(dá)到了1英寸!

　　但這外形的手機(jī)拿在手里，恐怕沒有幾個(gè)人不把它當(dāng)成相機(jī)……

　　所以在這個(gè)“三分天注定，七分靠打拼，九十分看臉”的世界里，如此挑戰(zhàn)消費(fèi)者審美的攝像頭注定難以成為主流。

　　而另一方面，雖然諾基亞PureView 808 和 Lumia 1020擁有超大的CMOS，但由于4100萬像素的加持，其實(shí)手機(jī)的單位像素面積并不大，僅有1.4微米和1.12微米。

　　舉個(gè)例子，手機(jī)CMOS就像一口大鍋，鍋越大，能裝進(jìn)的光也就越多，然而CMOS上的像素就像是圍在鍋邊等著吃飯的人，像素越少越少，單位像素面積也就越大，每個(gè)像素分得的光也就越多，于是每個(gè)像素都可以“吃到飽”。

　　擁有了更大進(jìn)光量，對(duì)于手機(jī)成像意義何在呢?最直觀的感受，莫過于照片更亮了。

　　但除了“一亮遮百丑”以外，由于單位像素增大而享受到了更多的進(jìn)光量，像素點(diǎn)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的強(qiáng)度也就越高，變相降低了相機(jī)本身模組由于通電而產(chǎn)生的電磁“噪音”串?dāng)_的比重，擁有更高的信噪比，極大降低了在暗光拍攝時(shí)，由于線路“噪音”而產(chǎn)生的偽色噪點(diǎn)的出現(xiàn)，提高了畫面的純凈度。

　　再來看位列榜首的谷歌Pixel，采用的 IMX378 就是這樣一顆傳感器，系索尼Exmor R系列背照式傳感器的最新型號(hào)，有效像素達(dá)到了1220萬，對(duì)角線尺寸為1/2.3英寸(7.81毫米)，相比iPhone 7(1/3英寸)大了59%，同時(shí)單個(gè)像素尺寸為1.55微米，進(jìn)光量相比iPhone 7(1.22微米)大了61%?？梢哉f是相對(duì)iPhone 7 CMOS 規(guī)格的全面秒殺。

Dual Pixel(全像素雙核心對(duì)焦)

　　拍攝照片時(shí)，有時(shí)會(huì)因?yàn)槭虑閬淼锰?，手機(jī)來不及對(duì)焦而拍出一張模糊的照片，讓你錯(cuò)過了稍縱即逝的永恒。

　　對(duì)焦速度雖然不能直接影響成像效果，但這項(xiàng)功能的好壞在于不僅影響到了手機(jī)是否能拍出一張清晰的照片，也影響到了拍照時(shí)等待手機(jī)對(duì)焦的心情。

　　而現(xiàn)在的手機(jī)對(duì)焦通常有以下幾種：

　　反差對(duì)焦

　　就是通過反復(fù)推拉鏡片尋找對(duì)焦區(qū)域?qū)Ρ榷茸畲蟮狞c(diǎn)作為對(duì)焦準(zhǔn)確的點(diǎn)，也是最原始的對(duì)焦方法。在拍攝被攝物體時(shí)，系統(tǒng)并不知道對(duì)比度什么時(shí)候最大，所以需要來回去移動(dòng)鏡片來尋找。因此我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，使用反差對(duì)焦對(duì)焦時(shí)，取景器會(huì)有一個(gè)來回變焦“拉風(fēng)箱”的過程，這種對(duì)焦方式不僅慢，在錄像這種需要連續(xù)對(duì)焦的場(chǎng)合，頻繁的“推焦”會(huì)極大影響畫面觀感。

　IRAF激光對(duì)焦(又稱紅外對(duì)焦，港臺(tái)譯：鐳射對(duì)焦)

　　顧名思義，就是通過攝像頭旁發(fā)射器發(fā)射一道紅外光(屬于不可見光)，當(dāng)光線碰到物體時(shí)發(fā)生反射會(huì)回到手機(jī)接收器，通過發(fā)射和返回的時(shí)間差，計(jì)算手機(jī)與物體間的距離?！?/p>

　　嚴(yán)格意義上講，由于發(fā)射的是紅外線，所以叫做紅外對(duì)焦更準(zhǔn)確(至于為什么叫激光，也許是宣傳起來比較高大上吧)。

　　由于激光對(duì)焦屬于主動(dòng)對(duì)焦，所以最大優(yōu)勢(shì)在于可以在極為昏暗的條件下完成對(duì)焦動(dòng)作，但國際上對(duì)于紅外發(fā)射器功率的限制，目前手機(jī)所搭載的激光對(duì)焦最大距離往往不超過2米。

　　相位(檢測(cè)自動(dòng))對(duì)焦(PDAF，Phase Detection Auto Focus)

　　也是目前手機(jī)上較為主流的一種對(duì)焦技術(shù)，相位對(duì)焦即通過在負(fù)責(zé)感光的傳感器上，將一些負(fù)責(zé)成像的像素遮蔽1/2面積作為相位對(duì)焦點(diǎn)。通過檢測(cè)每個(gè)對(duì)焦點(diǎn)前后方向存在多少差值來實(shí)現(xiàn)高速合焦。

　　打個(gè)比方，每?jī)蓚€(gè)相鄰的對(duì)焦點(diǎn)，可以比作人的眼睛，通過雙眼對(duì)同一物體的觀察，可以判斷是否同一個(gè)點(diǎn)進(jìn)來的光線，也就知道是否合焦。

　　然而這種對(duì)焦方式對(duì)光線要求很高，而另一方面，負(fù)責(zé)成像的像素被替換成了相位對(duì)焦點(diǎn)(一般不超過全像素的5%)，失去了部分成像的功能，而這些像素點(diǎn)只能通過手機(jī)通過參考它周圍的圖像“猜”出這個(gè)點(diǎn)應(yīng)該顯示什么。也就是說，相位對(duì)焦快的前提，是用損失一定畫質(zhì)的代價(jià)實(shí)現(xiàn)的。

全像素雙核心對(duì)焦——Dual Pixel

　　那么有沒有既不損失畫質(zhì)，也能兼顧高速對(duì)焦的技術(shù)呢?那就讓相位對(duì)焦點(diǎn)也可以成像就好了，也就是接下來要介紹的雙核對(duì)焦。

　　其實(shí)雙核對(duì)焦技術(shù)在幾年前在就已經(jīng)在佳能的單反相機(jī)上應(yīng)用，如今這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)下沉到手機(jī)產(chǎn)業(yè)中。

　　在三星S7/S7 edge搭載的IMX260 這顆傳感器中，首次將相位對(duì)焦點(diǎn)做到了雙核，原理和相位對(duì)焦基本相同，不同的是每個(gè)相位對(duì)焦點(diǎn)由兩個(gè)完整的像素(光電二極管)組成，通過兩個(gè)像素獨(dú)立感光，并分析兩個(gè)像素間的相差，就可以測(cè)算出被拍攝物體的距離，讓每一對(duì)完整的像素都可以進(jìn)行對(duì)焦，變相提高了相位對(duì)焦點(diǎn)的數(shù)量和感光面積，也就是相位對(duì)焦的升級(jí)版“雙核對(duì)焦”。

　　借助這項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，讓S7 edge在DxOMark自動(dòng)對(duì)焦速度的單項(xiàng)比拼中，以94分的最高分摘得桂冠。