Что такое технология Dual Pixel и как она улучшает фазовый автофокус

Мы постарались собрать только самую важную информацию, чтобы кратко изложить принцип работы Dual Pixel и почему он не используется в сенсорах на 108 Мп.

Что такое Dual Pixel и как он работает

Автофокусировка Dual Pixel — это расширение фазовой автофокусировки. Если PDAF (Phase-Detection Autofocus) используется в смартфонах с 2014 года, то технология Dual Pixel — с 2016 года, и впервые на мобильных устройствах появилась в Samsung Galaxy S7. Хотя дебютировал двухпиксельный автофокус ещё в 2013 году с зеркальной камерой Canon EOS 70D.

Технология PDAF работает следующим образом: камера получает два изображения одного кадра —  с левой и правой половин линзы (в случае со смартфоном используются выделенные пиксели). Если изображения смещены друг от друга, значит, объект не в фокусе. Как это работает, наглядно показано на примере человеческого глаза:

При использовании Dual Pixel для механизма фазовой фокусировки используются каждый пиксель, что значительно повышает точность и скорость по сравнению со стандартным PDAF. Это часто достигается с помощью микролинз, размещённых сверху пикселей. При фотографировании процессор сначала анализирует данные фокусировки с каждого фотодиода, а затем объединяет сигналы для записи полного пикселя, используемого в конечном изображении.

На приведённом ниже изображении показано различие между PDAF и Dual Pixel.

Недостатком двухпиксельной технологии является сложность реализации и, соответственно, более высокая цена. Именно по этой причине их используют в основном в флагманских моделях, и то не во всех. Например, в 108-мегапиксельном датчике Samsung Galaxy S20 Ultra нет Dual Pixel из-за слишком высокого разрешения датчика. Зато технология есть Galaxy S20, поэтому автофокус в более дорогом S20 Ultra хуже.

Dual Pixel улучшает PDAF

Технология Dual Pixel обеспечивает гораздо более быструю фокусировку и способность точнее удерживать фокус на быстро движущихся объектах, чем PDAF. Это особенно актуально, когда вам нужно быстро достать смартфон из кармана и что-то снять. Как это работает, продемонстрировано в GIF от Android Authority:

Слабым местом фазового автофокуса являются условия низкой освещённости, поскольку фотодиоды определения фазы состоят из половины пикселя, поэтому шум затрудняет получение точной информации. Dual Pixel сглаживает шум, позволяя сфокусироваться даже в тёмном помещении. 

Надеемся, выше представленная информация дала понять, что лучше выбирать смартфон или камеру с двухпиксельной автофокусировкой, если для вас важная скорость фокуса. Если информация оказалась полезной, пишите в комментариях, позже разберём лазерную или контрастную системы фокусировки.