感測器相位對焦遮擋畫素（PDAF Striping）在逆光強反差下的條紋偽影成因

一、無反相機極速對焦的硬體代價：片上遮擋相位畫素（Shielded Pixels）

單反相機擁有獨立的專用對焦模組，而無反相機必須在成像感測器（CMOS）表面直接整合對焦畫素：

• 片上相位對焦畫素（On-Chip Phase Detection Pixels）：
  • 感測器廠商（如索尼半導體）在晶圓製造時，挑出數以萬計的特定成像感光畫素（通常成對分佈在特定水平行線上）；
  • 用一層極其微小的金屬鋁遮光掩膜（Metal Mask），把這些畫素的左半邊或右半邊物理遮擋住；
  • 這樣左畫素只接收來自鏡頭右出瞳的光線，右畫素只接收左出瞳的光線，透過微秒級比對兩側光電訊號的相位差，實現閃電般的自動對焦。
• 缺失的成像資料與機內填補插值：
  • 由於半邊被金屬遮擋，這些專用對焦畫素實際上喪失了一半的正常感光通光能力；
  • 相機影象處理器（ISP）在生成 RAW 和 JPEG 時，依靠相鄰上下兩行的正常畫素透過插值演算法‘腦補猜色’，填補這些對焦畫素留下的空洞。在 99% 的日常光線下，這種猜色插值肉眼完全無法辨識。

二、PDAF 條紋（PDAF Striping / Banding）的物理觸發邊界

為什麼在特定大逆光場景下，這種插值遮掩會徹底破功露餡？

• 極端斜射光的空間視差干涉：
  • 當強烈的點光源（如低角度夕陽直射鏡頭、刺眼的汽車大燈、或強力舞臺鐳射）從畫面邊緣以極大的傾角射入感測器時；
  • 光線在微透鏡（Microlens）與金屬遮光掩膜邊緣發生劇烈的光波衍射與斜向內部散射；
  • 正常的感光畫素與帶有金屬遮光板的 PDAF 畫素，對這種大角度斜射雜光的物理散射吸收率產生巨大的非線性斷層；
• 演算法補償溢位失效：
  • 機內的常規線性插值演算法面對這種極端的光學斜射偏差徹底癱瘓，補償過度或補償不足；
  • 視覺病症：包含 PDAF 畫素的那一條條特定水平行線，在畫面上呈現為一條條整齊排列、貫穿整個背光高反差邊緣的細密水平明暗條紋、紫色柵欄紋（PDAF Lines）！
  • 尼康 Z6/Z7 一代、索尼早期 A7 系列機型在極高對比度大逆光下均曾遭遇該光學物理現象的熱烈討論。

三、後期演算法去條紋神兵：針對性畫素行濾波器

如果拍攝的大逆光大片已經出現了這種水平條紋，切忌用普通塗抹降噪磨皮：

• PDAF 條紋的嚴格幾何規律性：
  • 條紋並不是隨機噪點，它們在感測器晶圓上的物理行號座標是絕對固定的（例如每隔 12 行固定出現一對）；
• 專門開源修復工具（如 RawTherapee / PDAF Lines Filter）：
  • 免費開源專業 RAW 顯影軟體 RawTherapee 內建了專門的“PDAF 去除濾波器（PDAF Lines Artifact Removal）”；
  • 軟體直接比對已知感測器型號的晶圓掩膜圖譜，在去馬賽克插值之前，精準鎖定產生條紋的特定畫素行；
  • 施加高階雙三次樣條濾波插值，瞬間 100% 徹底抹平所有水平條紋，同時完好無損地保全周圍髮絲與皮膚微觀毛孔銳度！

四、現場規避與現代雙畫素（Dual Pixel）陣列終極進化

• 現場規避準則：
  • 使用深度鏡頭遮光罩，嚴防強光源以大斜角直接照射前組鏡片激發斜射散射；
  • 避免將鏡頭光圈收到極小（如 f/16f/22，強光衍射會加劇掩膜散射），保持在 f/5.6f/8 黃金光圈。
• 終極硬體進化——全畫素雙核（Dual Pixel CMOS AF）與四畫素對焦（Quad Pixel）：
  • 佳能全畫素雙核徹底摒棄了物理金屬遮擋；
  • 每一個畫素內部天生並聯兩個獨立的完整光電二極體（左 A / 右 B），既能各自獨立輸出相位訊號，曝光合成時又能瞬間合併輸出 100% 滿血感光訊號！
  • 索尼最新一代堆疊式全向感測器亦走向微透鏡分光技術，徹底在硬體根源上告別了 PDAF 遮光條紋的歷史遺留痛點。

---