春节期间，许多人热衷于拍摄烟花照片留存美好瞬间，然而拍摄效果却参差不齐。有人满心欢喜以为拍出了绝佳作品，回家查看相册却发现照片全过曝，原本绚烂的烟花秀变成了刺眼的“闪光弹突袭”。与之形成鲜明对比的是，社交平台上他人拍摄的烟花照片层次丰富、明暗对比鲜明，令人羡慕不已。
经过仔细对比不同手机拍摄的照片后发现，出现这种差异的原因在于手机CMOS是否具备“LOFIC”超高动态技术。近期，不少手机厂商都在大力宣传这项技术，声称在CMOS上加装一个小硬件就能解决拍照过曝问题，那么它究竟是如何发挥作用的呢？
其实，LOFIC技术的原理并不复杂。以生活中用瓶子装水作类比，当水过多，小瓶子装不下时，就需要用大一点的“桶”来承接溢出的水，避免水白白流失。在拍摄烟花这类场景时，烟花绽放发出的光信号超出了像素点能容纳的上限，也就是满阱容量，多出来的光信号无法被记录，画面就会缺失内容，导致照片过曝。而LOFIC技术是在像素点原有的光电二极管旁边，横向集成一个额外的电容结构，用来保存溢出的光信号。导出照片时，将这些信号统一合并转换成电信号，就能在画面上保留更多有效信息。在夜晚拍摄烟花这种明暗对比强烈的场景时，LOFIC技术通过单次曝光，就能让手机同时记录下明暗部细节，输出一张高动态的HDR照片。
有人可能会问，手机几年前就能用算法拍HDR照片了，额外加装LOFIC技术似乎也是为了拍HDR，二者究竟有什么区别呢？此前，手机主要通过“多帧合成”技术实现HDR效果。手机会拍摄几张不同曝光的照片，然后通过算法将亮部细节压暗、暗部细节提亮，从而得到一张明暗对比强烈的HDR照片。不过，多帧合成技术存在一些弊端。一方面，拍摄时间较长，按一次快门需要等待较久，期间手机不能晃动，否则照片就会模糊。另一方面，算法无法改变CMOS的物理上限，遇到大光比场景时，照片依然可能出现亮部压不住、暗部没细节的情况。
相比之下，LOFIC技术从硬件层面提升了CMOS的动态范围。作为单帧HDR技术，手机单次曝光就能记录更多信息，基本能做到预览框里看到什么，成片就是什么样，有效解决了出片慢和成片模糊的问题。
然而，LOFIC技术虽然强大，但并非所有手机都能配备。从硬件角度看，LOFIC技术是用部分CMOS面积来换取一套功能硬件。在几年前堆栈式结构（Stacked CMOS）尚未普及的时候，CMOS像素结构简单，几乎无法集成LOFIC这类复杂元件。即便如今堆栈式结构成为主流，由于大部分手机CMOS面积有限，很难为每个像素增加一个电容结构，所以目前只有配备大底传感器的手机才会采用LOFIC技术。
除了硬件空间限制，后续的数据处理也是一大难题。加入LOFIC技术后，像素里的光电二极管负责正常成像，当画面亮度接近像素满阱容量时，多余的电子才会“溢出”到LOFIC电容里。这意味着一个像素在不同亮度区间采用两套不同的成像路径，拼接输出照片时，衔接处容易出现“画质断层”和异常噪点。若要将LOFIC记录的高光信息精细还原，对手机ISP的能力和算力要求极高。如果后端处理能力不足，即便LOFIC保存了高光信息，最终成片中也可能看不到这些细节。
CMOS作为精密器件，额外集成LOFIC电容会使结构更复杂。若设计和制造工艺不成熟，电容在高温或长曝光情况下可能产生暗电流，干扰光电二极管的正常工作。而且LOFIC电容也会接受光子，若遮光处理不好，杂光进入会导致照片不清晰。为保证质量，厂商还需额外采取措施，这无疑增加了成本，因此目前LOFIC技术仅出现在少数主打影像功能的机型上。
在提升CMOS动态范围方面，LOFIC技术虽表现出色，但并非唯一方案。例如，Sony、三星广泛应用的“DCG”技术，是在CMOS电路上安装智能开关，根据光线强弱自动调整灵敏度。强光环境下切换到大电容，避免过曝；暗光环境下使用小电容，减少照片噪点。如今，不少厂商将DCG和LOFIC技术搭配使用，中低亮度靠DCG智能调优，极端高光由LOFIC处理，使动态范围更宽且平滑，HDR效果更自然。
除了DCG和LOFIC技术，还有其他提升影像效果的技术。2x2 OCL（全像素对焦）技术放弃了像素数量和微透镜1：1的设计，采用四个像素共用一个大微透镜的方式，增加进光量，提升边缘光线收集效率，为HDR提供更干净的原始数据。更前沿的In-Pixel Memory（像素内存储）技术则集成高速缓存，让CMOS具备“记忆”能力，单次曝光可多次读出，在硬件层面实现HDR。
近年来，消费者对影像的追求逐渐转向“真实感”“所见即所得”，促使厂商从硬件层面解决问题。LOFIC技术作为直接的高光抑制方案，尽管面临诸多挑战，但已成为当下主流趋势。人们期待厂商能进一步优化LOFIC技术，让拍摄烟花等场景时能轻松获得满意的作品。
