2015年之前,基于对比度的自动对焦曾经是最先进的技术。然而,这种自动对焦方法有几大缺点。它通过观察移动镜头元件时图像对比度的变化来工作,但系统并不知道何时已达到了最大对比度。而且镜头必须移到超过最佳位置后返回,方能确认对焦。更糟糕的是,开始对焦时,它并不知道应该拉长还是缩短对焦距离。比如它从一米的距离开始对焦,随后可能会对焦到无穷远处,如果没有找到最高对比度,它才会切换方向,最后终于在50厘米处找到清晰度的峰值。这一问题对于视频的影响尤其严重,因此苹果决定让iPhone 5s仅在录制开始时锁定焦点,在录像过程中完全不进行对焦,导致该手机在视频自动对焦测试中的得分非常低。

2015年,传感器制造商在这一组合中添加了相位检测(PDAF),将专用的相位检测传感器集成到图像传感器的像素矩阵中。三星Galaxy S5是第一款采用这种传感器的智能手机,随后则是iPhone 6。苹果公司的表现明显比三星更好,因此iPhone 6成为了自动对焦方面的新标准。然而,相位检测在低光条件下的表现并不理想,因此iPhone 6的低光测试中的结果实际上比它的前身iPhone 5s更差。一年后,苹果公司在iPhone 6s上采用了一个更实际的方法,它在低光下将对焦方式切换为对比度自动对焦,从而提高了自动对焦的得分。同时,三星也在Galaxy S6上实现了更好的相位检测整合,从而改善了自动对焦的表现。
一些较新的手机使用更先进的系统来改善自动对焦性能。例如,三星Galaxy S7和谷歌Pixel是测试中最出色的机型,其表现甚至优于目前所有的iPhone机型,但它们是以不同的方式来提高自动对焦的速度。Galaxy S7使用所谓的双像素,这项技术最早出现在2013年的佳能数码单反相机上,它将其图像传感器上的所有1200万像素当作相位像素,以降低系统对噪点的敏感度,使其更适合于在低光条件下拍摄。三星在内部开发了双像素智能手机传感器,在2016年的竞赛中取得了真正的优势。
而谷歌在2016年推出最早的Pixel手机时,尚无法使用双像素传感器的技术,因此,谷歌工程师使用了激光飞行时间传感器来估算拍摄对象的距离,就像Nexus 6P采行的方法。这项技术在低光条件下进行短距离拍摄的效果很好,但是在高光条件下就相形见绌了,而且在长距离拍摄时则完全失灵。但是,之后谷歌Pixel 2增加了一个双像素传感器,将飞行时间传感器与相位检测相结合后,将自动对焦性能提升到了更高的水平,取得了令人印象深刻的拍摄结果。反观苹果的iPhone仍然仰赖极少的相位检测传感器,因为目前尚无可用于iPhone手机内的小尺寸传感器的双像素传感器,导致其照片和视频的自动对焦得分较低。
与传统的袖珍型数字相机相比,变焦仍是智能手机明显屈居劣势的少数几个领域之一。由于高端智能手机的薄型机身不能提供足够的空间来集成传统的伸缩式变焦镜头,因此智能手机长期以来一直仅限于数字变焦。不过,即使它们没有使用任何高级的变焦方法,也可以拍出可用的结果。诺基亚808凭借其大型传感器和高达4100万像素的分辨率,目前仍然是室内条件下表现最好的变焦相机之一。三星Galaxy S6也取得了不俗的成绩,特别是在光线较弱的情况下,它凭借其1600万像素的传感器和光学影像防抖,仍有不错的表现。
智能手机引入第二个远摄镜头,成为双手机之后,其变焦性能获得了巨大的改进,但是这项技术目前还很新,而且还在不断发展中。苹果的首款双手机iPhone 7 Plus在高光下取得了不俗的成绩。然而,与以前的iPhone相比,尤其是在室内低光下与单镜头iPhone 7相比,它的改进显得相当微不足道,其原因在于苹果认为在这样的光线条件下变焦镜头的图像质量并不够好,因此7 Plus在低光下会切换到主进行数码变焦。您可以在这篇文章中阅读有关iPhone 7和7 Plus之间的差异的详细分析。
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