Sensor Shift技术如何提升相机对焦与画质？-睿诚科技协会

Sensor Shift（传感器位移式防抖）是一种将相机图像传感器本身进行微小移动，以抵消手抖动造成的画面模糊的技术。

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为了更好地理解,我们先把它和另一种常见的防抖技术做个对比。

两种主流防抖技术对比

工作原理： 镜头内部的镜片组会发生微小的移动和偏转，来补偿相机的晃动，想象一下，你的眼睛是传感器，你通过轻微移动手中的放大镜（镜头）来让视野保持稳定。
优点：
- 技术成熟： 广泛应用于手机、卡片相机、消费级镜头上。
- 视频防抖效果好： 对于拍摄视频时的平移、倾斜等抖动补偿效果不错。
缺点：
- 成本高： 在长焦镜头中，需要移动的镜片组更复杂,成本急剧上升。
- 有物理极限： 镜片组可移动的范围有限,在严重抖动或超长焦下效果会下降。
- 可能影响画质： 镜片组的移动可能导致画质（如锐度、色散）在边缘区域略有下降。
- 不适合高像素传感器： 随着传感器像素越来越高，OIS的微动精度可能跟不上,难以完全抵消像素级别的位移。

工作原理： 固定镜头，将相机核心的图像传感器（也就是“底”）进行微小的移动，想象一下，你的眼睛（传感器）在头骨（相机机身）里左右上下移动,来让你看到的景象始终是稳定的。
优点：
- 防抖范围更大： 传感器作为一个整体，可以移动的范围通常比OIS中的镜片组更大，苹果iPhone 13 Pro的Sensor Shift可以实现高达数千微米的移动范围。
- 精度极高： 传感器本身就是成像平面，移动它来补偿抖动，理论上可以实现像素级的精准对位,对高像素传感器非常友好。
- 对画质影响小： 由于镜头是固定的，光线始终以最佳路径通过镜头中心,避免了OIS中移动镜片可能带来的画质损失。
- 功耗更低： 移动一个沉重的传感器比移动复杂的镜片组理论上更节能。
缺点：
- 技术复杂，成本高昂： 需要非常精密的机械结构、驱动马达和算法来控制一个沉重的传感器。
- 实现难度大： 早期主要应用于高端单反/微单相机的机身防抖（In-Body Stabilization, IBIS），因为机身空间大,可以容纳复杂的机械结构。
- 视频防抖的“滚动快门”问题： 在拍摄视频时，如果传感器在垂直方向上移动，可能会与电子快门的“滚动扫描”特性产生冲突，导致画面出现果冻效应或变形,现代技术已经能很好地缓解这个问题。

与高像素传感器完美匹配： 随着手机和相机进入1亿像素甚至更高的时代，一个微小的抖动就可能让好几个像素点发生偏移，导致画面模糊，Sensor Shift可以直接在成像面上进行像素级的补偿,这是OIS难以企及的精度。
无与伦比的“机身防抖”能力： 在专业相机领域，Sensor Shift技术是机身防抖的核心，这意味着任何搭配该机身的镜头，无论有没有OIS，都能获得防抖效果，这大大降低了用户购买带防抖镜头的成本，并且对于没有OIS的老镜头（如经典的单反镜头）也能实现防抖。
实现“像素级”的对焦： 这是Sensor Shift技术最革命性的应用之一，尤其是在智能手机上，它不再仅仅是“防抖”，而是进化成了“对焦”工具。
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- 工作流程：
  1. 拍摄一张照片。
  2. 将传感器移动一个微小的距离（比如半个像素）。
  3. 再拍摄一张照片。
  4. 对比这两张照片的细节差异。
  5. 通过算法分析，判断出哪个方向的细节更锐利,从而确定最佳的对焦位置。
- 效果： 这种方式可以实现比传统相位对焦和反差对焦更精确的对焦，尤其是在暗光环境下，对焦速度和成功率都得到极大提升，苹果称之为“传感器位移式对焦”，并将其与计算摄影结合,实现了Pro级RAW格式的拍摄。

专业相机领域： 索尼、尼康、松下等品牌的旗舰微单相机，其机身防抖核心技术都是Sensor Shift。
智能手机领域： 苹果是首个将Sensor Shift技术下放到智能手机的公司，在iPhone 13 Pro系列上首次采用，极大地提升了其拍照和视频的稳定性，此后，小米、vivo等安卓旗舰手机也迅速跟进,将其作为顶级影像系统的核心卖点之一。