关于可变光圈Camera的Shading校正方案的思考

1.背景

可变光圈相机方案是近年来手机摄影领域的一项重大突破。它为我们带来了更多摄影创作的可能性。相比传统固定光圈，可变光圈相机方案能够根据不同场景的光照条件自动调节光圈大小（当然，也可以手动调节），从而获得更好的曝光控制和图像质量。比如华为MATE50系列，小米13 Ultra就采用了这种方案。

从微单相机的角度，可变光圈的可拆卸镜头属于常规配置，这里不做过多描述。

2.Shading校正效果OK与NG的判定

关于镜头Shading校正是否成功的定义，分为两个方面：①通过客观标准；②符合镜头的光学特征。

客观标准：可以来源于国标或行业标准；可以来源于具体镜头和平台的预期；可以来源于参考机。重要的是基于标准达成共识。

光学特征：镜头在Shading校正前和校正后，光学特征保持一致。

例如：

把图像的中心定义为0FA，边角定义为1.0FA，从中心到边角以亮度信息为度量的Image Height是递减的。这种特征也适用于校正前的判定。

 这幅图中，从0FA到1.0FA的Image Height是递增的。

即使它的Uniformity解析值通过了客观标准，但是从光学特征的角度判定，它是NG的。

3.基于Android平台可变光圈Camera方案的案例

首先，我们可以明确，Shading校正的Lens FOV应该设置成最大，通常处于Lens的Infinity端。

将光圈设置为最大F1.7，Shading校正完成后得到图像并解析：

从客观标准和光学特征两个方面判定，校正后的效果是OK的。

保持此时的校正参数不变，将光圈调整到F5.6，拍摄得到图像并解析：

客观解析值OK，光学特征明显NG。此时可以判定Shading校正NG。

由此可得出：F1.7的Shading校正参数并不适用于F5.6。

于是，将光圈设置为F5.6，在此条件下重新校正完成后，拍摄图片并解析：

从客观标准和光学特征两个方面判定，校正后的效果是OK的。

4.结论

关于可变光圈Camera的Shading校正方案，可以得出以下结论：

① 需要根据不同F值做单独的校正，光圈变化时切换相对应的校正参数。根本原因是基于Android平台ISP的LSC模块没有光圈触发器（TRIGGERS），不能根据光圈的变化做线性差值，一组参数无法适配全部光圈；

② F1.7的校正参数可能cover F2.8；F5.6的校正参数可能cover F8，需要根据设备做具体实践和分析；

③ 根据不同F值分别做Shading校正，同样适用于非Android平台，也适用于微单相机（仅限于可与机身通信的自动对焦镜头，不能与机身通信的手动对焦镜头无法实时切换不同光圈的校正参数）。