深度解析vivo X5Pro的“相位对焦”

　　自从iPhone和三星分别在各自的旗舰机型上使用了PDAF相位对焦技术，使其拍照能力大幅提升之后，这一技术就成为了各家智能手机厂商热衷的“黑科技”之一。虽然部分高端单反和旗舰数码相机使用相位对焦技术已经有一段时间，但在手机那么小的空间内还是有一定的技术桎梏，所以采用的厂商并不多。

　　最近vivo智能手机也宣布其最新的vivo X5Pro将搭载该技术，对焦速速度据称接近0秒。那么，vivo X5Pro是如何实现0秒对焦的？极速闪拍系统又究竟是怎么回事呢？

　　其实不论是手机还是相机，其基本的成像原理几乎都差不多。在手机上，一般是通过马达推动镜头中的镜片，使需要拍摄的景物清晰的成像在图像传感器上，而这个“马达推动镜片”的过程，就是我们常说的对焦过程。

　　而传统的摄像头，其推动镜片的马达是位于摄像头的底部，当我们启动相机并对焦的时候，马达会推动镜片，从镜头的底部，一直移动到镜头的顶部，即完成一轮“最近焦距——最远焦距”的对焦过程，并在这个过程中实时记录每一步的成像结果，最终通过对比每一步的成像结果的锐度、对比度等相关参数的反差值，找到最清晰的那个成像，这就是我们说的焦点。然后再由马达把镜片推动到这个“最清晰的成像”的位置，即对焦完成，这个时候我们在屏幕上就可以看到清晰的图像了。

　　所以，正是由于传统对焦和传统马达的工作原理，所以不论我们对焦的焦距如何，其结果必然是马达一定会走完全程的距离，并记录所有可能的情况，这也就是为什么我们在对焦的时候，会在屏幕中看到成像模糊——成像清晰——成像模糊的过程，而这个“寻找最清晰的成像”的过程也就是造成普通手机对焦时间过长的最大因素。

　　vivo X5Pro通过两种方式改进对焦速度，一是PDAF相位对焦，二是中置式马达。

　　其中核心为PDAF相位对焦，其最大的特点就是免去了普通对焦中的对比过程，通过在图像传感器牺牲掉一部分像素（称为掩蔽像素Masked Pixels，成对出现），这些掩蔽像素均由两个“像素”组成，左边“像素”只拍摄左边图像，右边“像素”只拍摄右边图像，然后通过对比左边图像和右边图像的相关值（即相位差）就可以直接判断出焦点的位置，所以成为PDAF相位对焦技术。这与人类双眼（类似成对出现的掩蔽像素）的对焦目的和原理基本相同，当然，人眼对焦要比这个复杂得多。

　　运用了该技术之后，vivo X5Pro就免去了普通手机对焦的过程，即不需要去“寻找最清晰的成像”，“几乎”可以直接判断出焦点的位置，然后再由马达把镜片直接推到这个焦点的位置上去，所以省去了对焦大量的时间。

　　而中置式马达则在原本就非常迅速的对焦过程上，又增加了辅助工程：即把对焦用的镜片和马达都放到了整个摄像头的中部，由于相比普通对焦，PDAF相位对焦不需要通过移动马达来检测焦点距离，所以将马达放置在中间之后，可以极大的减少马达移动的距离，相当于如果将马达放到底部，那么通过相位对焦检测到焦点的最远距离的话，那么马达推动镜片还是移动了全程，如果将马达放在中间的话，不论是相位对焦检测到焦点的最远距离还是最近距离，马达马达推动镜片移动的位置最多也仅有整个镜头模组的一半。

　　所以vivo X5Pro搭载的极速闪拍系统通过PDAF相位对焦+中置式马达的组合，能够达到业内最快的对焦速度，肉眼几乎看不到对焦过程。

　　其实，这也是极速闪拍系统的一个特殊情况，我们之前讲了两种对焦原理，其最大的区别在于普通对焦每次都需要通过对比检测焦点位置，而相位对焦则一开始就知道了焦点的位置，而通常情况下，我们拍照时需要通过移动手机来进行构图，以达到我们心中最美的画面，而这个过程中，其实焦点是有一定的变化的，但一般来说都在同一个焦平面上，所以普通手机，我们每移动一次，摄像头就要重新检测一次焦点，就是马达要推动镜片从头到尾再走一边，而vivo X5Pro的PDAF相位对焦在我们第一次对焦的时候，马达就已经把对焦的镜片移动到了焦点位置，那么我们就算移动手机，只要焦平面不变的情况下，PDAF相位对焦检测之后告诉我们的焦点位置，就刚好是马达和镜片所在的位置，所以马达并不需要移动，大大节约了对焦时间。