真正的变革者 70D和Dual Pixel CMOS AF

·细说Dual Pixel CMOS AF技术——Dual Pixel CMOS AF技术解析

　　Canon对于DP对焦技术的解释比较简单化，基本套用了透镜分离系统的示意图。实际上DF自动对焦系统的单个像素无法完成相位检测，系统需要观察同一排像素中，RGB滤镜下哪些邻近像素左边的光电二极管接收到的连续成像信号，与哪些像素右边的存在关联，通过IC芯片预处理后，由DIGIC 5+处理器解算对焦信息。这里比较复杂，还没想好如何图解。可以参阅Dual Pixel CMOS AF介绍短片。理论上，在电子取景下，相机随时可以知道对焦区域内任何一个物体的对焦距离。整个系统就是简化版的光场相机，其设计精妙复杂，又不火星科技。

　　EOS 70D的DP CMOS有4030万光电二极管，很多摄友都会提到一个问题：为什么不直接做成4030万像素？交流会上宫成大咖的回复比较官方口径，他提到一味追求高像素会带来一定的负面影响，比如说对高感光度性能下降，微小的抖动会给画质带来较大的影响等等。

　　实际上最简单的原因在于两个光电二极管都是长形的，无法对应数码照片上的像素点。进一步考虑，两个光电二极管共用一个微透镜和一个芯片单元，在同一个RGB色彩滤镜下和低通滤镜下，几乎不可能获取两个独立清晰的光信号。即便将4030万个信号单独记录，最终的成像也远达不到4030万像素应有的分辨率。

　　宫成洋提到的数据处理压力也很重要。假设4030万像素达到7张/秒的连拍速度，70D的DIGIC 5+处理器必须达到500 MB/s的图像数据吞吐能力，目前DIGIC 5+在其他机型上达到的最高速率只有220MB/s，还是不参与对焦处理的情况下。4030万像素的RAW格式文件将高达50MB，对70D目标用户来说处理和保存都是问题。

　　撞针还有一个假说，源自宫成洋一句耐人寻味的话： EOS 70D每个像素集成的两个光电二极管之间“没有物理分隔”！这句话的语境是为了证明DP自动对焦不会影响像素成像质量。如果两个光电二极管之间加入一条窄缝的话就会形成感光盲区，成像效果不理想。没有物理分割是否意味着两个光电二极管的光敏半导体是合在一起的，这有两种可能性，一是Canon的芯片技术足以将一块光敏半导体在几乎没有损失的情况下分成了两个独立工作的部分，二是光敏半导体没有完全独立工作，主要依靠两套传输、放大线路分连接半导体左右两半分别读取数据。回过头来看Canon给出的其他信息，撞针比较倾向后一种解释。这种结构有利于控制Dual Pixel CMOS的制造成本，也更容易解释为什么EOS 70D的CMOS无法提供4030万像素。

　　如果真是这样，两个光电二极管之间的信号是否有干扰？能否准确读取？对焦速度和精度有无影响？撞针猜测是只要对焦像素足够多，邻近像素综合计算足以消除误差。这个问题不用太考虑理论，看疗效就好。

　　有一个问题撞针也没找到答案：两个光电二极管是左右排列还是上下排列，抑或两种情况兼而有之。如果都是一个方向排列，那么DP自动对焦就有可能对这个方向的线条无法对焦。由于像素密度高，出现这种问题的几率会比透镜分离系统小得多，但不能绝对排除。很后悔交流会上没提出这个问题。

　　EOS 70D的2020万像素几乎全部都是双光电二极管，为什么对焦区域依然无法达到100%呢？其实和有限像素相位对焦一样，成像边缘部分镜头光线倾斜照射，角度不断增大，镜头本身的像差也大，给精确对焦带来了困难。撞针很想精确测试EOS 70D中央部分和对焦区域边缘是否存在精度差异，当然还要等量产机才行。

　　DP自动对焦系统兼容性相当不错，支持103款单反镜头。理论上DP自动对焦对镜头光圈是没有特殊限制的，但考虑到驱动、成像情况问题等等，DP自动对焦要求镜头光圈大于f/5.6。实际在取景、视频拍摄时，即便光圈收缩到f/11，DP自动对焦依然可以工作。目前的信息是Dual Pixel CMOS AF支持副厂镜头，是否和原厂头一样好还有待实践检验。

　　有一点非常不爽。在电子取景时，摄影者常常会放大画面查看对焦情况，此时DP自动对焦无法对焦，只能确定对焦方向，随后由反差对焦法进行合焦。

　　还有一点不爽的而是在拍摄瞬间DP自动对焦无法对焦，因此电子取景下开启连拍，DP自动对焦将很难进行伺服追焦。

　　DP自动对焦是否需要STM马达配合？STM步进马达是配合反差对焦的，特点是马达可以一格一格地精确控制运转，每走一格测量一次画面反差。DP自动对焦一开始就会告诉镜头想那个方向运行多少，不需要步进工作状态，因此STM马达并没突出贡献，仅仅比普通微型马达宁静一些。