【相机知识详解】6/10 对焦原理

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【相机知识详解】6/10 对焦原理

2024-07-15 13:06| 来源: 网络整理| 查看: 265

        本篇文章包含对反差对焦、相位对焦、全像素双核对焦、全像素全向对焦的介绍讲解。

如未了解过前面的相关知识,建议先看一下之前的文章

传送门:CV9177067   前言CV9266076   基础篇(上)CV9340341   基础篇(下)CV9377605   手机中的算法CV9518899   杂项CV9529972   CIS的大致组成

        对焦都是依靠镜头中镜片组的移动来进行的,而对镜片组的控制则依靠以下对焦方式:

 一、反差对焦(对比度自动对焦)        当物体不在焦内时,画面虚化成一个个弥散圆叠加在一起,弥散圆的半径远大于点,因此亮度低,对比度低。当对焦准确时,焦内是一个个的点,画面锐利,对比度高。与人采用手动对焦时大脑对它的判断方法是类似的。        当手动对焦时,相机可以显示对比度最高的位置并用某种颜色的点标出,这种辅助手动对焦的方式称为峰值对焦辅助。

相机上用蓝色标出高对比度部分

二、相位检测自动对焦(相位对焦,Phase Detection Auto Focus,PDAF)

        当人分别用左右眼观察同一个物体时,会感觉它不在同一个位置,通过这种方式便可以对物体的距离有判断。        一般地,在提及PDAF时,指的都是掩蔽式相位对焦,即在CIS上,将某些像素的左边遮挡,另外某些像素的右边遮挡,就可以组成“一双眼睛”,从而完成对与物体间距离的测算,通过计算直接操控镜头进行对焦。这是所有相位对焦方式的基本原理。

        各种相位对焦方式的速度都远快于反差对焦,但精度略低一些(可以忽略不计)。因此相机在单次对焦(AF-S)时采用两种方式进行混合对焦。单反采用的也是相位对焦,但是结构不同。掩蔽式相位对焦由于有部分像素无法参与成像,因此画质会有小幅下降。        目前这种对焦方式主要用于SONY的相机CIS和部分手机CIS、Samsung的部分手机CIS。

三、全像素双核自动对焦(Dual-Pixel PDAF)        也可写作DPDAF、2PD、双核对焦等等        原理与PDAF相同,但是CIS上每个像素都被分割成两个“子像素”。这种方式相比传统的PDAF,对焦更好,但由于影响了FWC,会对画质造成微小的影响(可以忽略不计)。这种对焦方式由Canon最早产出,现在应用在Canon相机以及SONY和Samsung生产的部分手机旗舰级CIS上。

四、全像素全向自动对焦        该种对焦方式在2019年由SONY产出,并运用在imx689搭载在OPPO FindX2 Pro上。这种对焦方式需要结合Quad-Bayer排列,并且每一片OCL覆盖颜色相同的四个像素(即2x2OCL)。本质上就是把一个像素拆分为4个“子像素”,而后同一个OCL下相邻的两个像素即可通过类似双核对焦的方式进行对焦。

        不同于双核对焦只能对水平方向进行检测,这种对焦方式可以对不同方向进行相位检测。相当于将双核对焦中每个子像素又按上下拆成两个可以相位对焦的像素。

五、其它的相位对焦

        其余的相位对焦,例如华为P40系列宣称的“全像素八核对焦”,以及2x1 OCL等等,原理没有改变,基本都为上述对焦方式的微调或结合。

目录:

下一篇涉及果冻效应、制造工艺(前照式、背照式、堆栈式等)的讲解将于2.11左右发布

        我不是专门学这个的,这些知识都是我在购买相机前,以及个人兴趣从网上的文章中学的,结合自己的理解写的这一系列的文章。或因为原文章本身有误,或因为我的记忆或理解出现差错,不能保证文章的内容都是正确的。如果文章中有错误,可以在评论区指出或私信与我讨论。



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