Obsah
Jednou z nejzajímavějších funkcí, kterou Google předváděl při zahájení letošního roku v chytrých telefonech Pixel v New Yorku, byla jedna, se kterou se telefony ve skutečnosti nedodaly. Night Sight vypadal, že doslova zpochybňuje limity nízkého osvětlení. Když se ohlédneme zpět, je zcela zřejmé, proč byli lidé velmi skeptičtí, když to Google stáhl.
Nyní, když je Night Sight k dispozici veřejnosti, jsme měli šanci jej prosadit. Robert Triggs odvedl skvělou práci a podrobně popsal, co může Night Sight na Google Pixel 3 vytáhnout, a dokonce jsme se podívali na to, jak se hromadí v nočním režimu Huawei Mate 20 Pro.
Google zveřejnil velmi zajímavou bílou knihu, která vědu pozvedne za svou novou technologií, a nabídne pohled na to, jak společnost spojila prvky strojového učení se stávajícím hardwarem, aby se zlepšily možnosti telefonu. Je to velmi komplikované.
Zkusme zjednodušit vědu o technologii za Night Sight.
Umění fotografie při slabém osvětlení
Existuje několik způsobů, jak přistupovat k fotografiím se slabým světlem, každý s odlišnými kompromisy. Velmi častým způsobem, jak pořídit snímek za méně než dokonalého osvětlení, je zvýšení citlivosti ISO. Zvýšením citlivosti senzoru můžete získat poměrně jasný snímek, přičemž kompromisem je mnohem větší množství šumu. Větší 1palcový senzor APSC nebo Full Frame na DSLR by mohl tento limit posunout trochu, ale výsledky jsou obvykle pro telefon katastrofální.
Senzor fotoaparátu telefonu je mnohem menší než vyhrazený fotoaparát, s mnohem menším prostorem pro dopad světla na jednotlivé fotografické weby (fotografické weby jsou jednotlivé pixely tvořící senzorovou oblast). Snížení počtu megapixelů při zachování stejných fyzických rozměrů senzoru zvyšuje velikost fotocitů. Druhým přístupem je fyzické zvětšení velikosti senzoru, ale protože by se tím zvýšila velikost telefonu, není to ideální.
Nenechte si ujít: To nejlepší z Androidu 2018: Jaký smartphone má nejlepší fotoaparát?
Druhým faktorem, který je třeba vzít v úvahu, je poměr signál-šum, který se zvyšuje s dobou expozice. Zvýšením doby expozice můžete zvýšit množství světla dopadajícího na senzor fotoaparátu a snížit šum pro jasnější snímek. Tato technika se používá v tradiční fotografii po celá desetiletí. Můžete prodloužit expoziční čas pro zachycení jasného obrazu statického monumentu v noci nebo použít stejný trik k zachycení světlých stezek nebo hvězdných stezek.
Trik k dosažení výjimečných snímků při nízkém osvětlení je kombinovat tyto dva faktory. Jak jsme již dříve hovořili, telefon má fyzická omezení ohledně toho, jak velký senzor můžete napchat. Existuje také limit, jak nízké rozlišení můžete použít, protože fotoaparát musí zachytit dostatečné množství detailů pro denní snímky. Pak je také důležité si pamatovat, že člověk může držet telefon tak dlouho, dokud není. Tato technika nebude fungovat ani s pohybovým modicem.
Přístup společnosti Google je v podstatě stohování expozice steroidů. Tato technika je podobná technologii HDR +, kde fotoaparát zachycuje kdekoli od 9 do 15 snímků, aby se zlepšil dynamický rozsah. Za denního světla se této technice podaří zabránit vyfukování světel a zároveň vytáhnout detaily ze stínových oblastí. Ve tmě však stejná technika funguje zázraky ke snížení hluku.
To samo o sobě však nestačí k vytvoření použitelného obrazu, když se předmět pohybuje. V boji proti tomu Google používá velmi šikovnou techniku využívající optický tok. Optický tok označuje vzorec zdánlivého pohybu objektů ve scéně. Jeho změřením může telefon vybrat pro každý snímek jiný čas expozice. V rámečku, kde detekuje pohyb, zkracuje fotoaparát expoziční čas. Na druhou stranu, pokud není pohyb příliš velký, telefon to posouvá až na sekundu na snímek.
Celkově lze říci, že v závislosti na tom, jak jasné je nastavení, a na množství pohybu a podání ruky, telefon dynamicky posouvá počet snímků, které zachytil, a dobu expozice pro jednotlivé snímky. Na Pixel 3 to může být až 15 snímků až 1/15 sekund nebo 6 snímků až 1 sekunda. Toto číslo se bude lišit na pixelech 1 a 2 kvůli rozdílům v hardwaru. Tyto záběry jsou poté zarovnány pomocí expozice.
Google používá dva různé přístupy k tomu, jak tyto obrázky sloučí a zarovná. U pixelů 3 a 3 XL fotoaparát používá stejné techniky jako Super Res Zoom ke snížení šumu. Pořízením snímků z mírně odlišných poloh může fotoaparát vytvořit snímek s vyšším rozlišením s více detaily než z jednoho snímku. Zkombinujte to s delšími expozičními rámečky a můžete vytvořit jasný a vysoce detailní obraz při slabém osvětlení.
Na pixelech 1 a 2 telefon používá HDR + k dosažení stohování a snímání obrázků. Vzhledem k tomu, že telefon nemá kapacitu zpracování potřebnou ke zpracování funkce Super Res Zoom při dostatečné rychlosti, bude konečný výsledek pravděpodobně postrádán detailů ve srovnání s pixelem 3. Přesto bude schopen zachytit jasný obraz s malým nebo žádným rozmazáním pohybem docela výkon sám o sobě.
Dokument white paper společnosti Google hovoří o několika dalších krocích, ve kterých fotoaparát používá algoritmy založené na strojovém učení, aby přesně určil vyvážení bílé. Delší expozice může určité barvy přesycovat. Google prohlašuje, že vyladil své AWB algoritmy založené na strojovém učení tak, aby poskytovaly věrnější vykreslování života. To se projevuje v mírně nesaturovaných a chladnějších tónech generovaných v záběrech.
To, co Night Night Sight dosáhne, je snadné. Používání softwaru k překonání naprostých limitů uložených hardwarem je působivé, ale není bez nedostatků. Noční záběry se mohou často jevit nepřirozeně jasné a nemusí nutně vždy sdělovat scénu, jak to skutečně bylo. Navíc v extrémně slabém světle jsou obrázky zcela jistě hlučné. Jistě, pomáhají vám dostat výstřel tam, kde jste možná nic nestihli, ale je to něco, čeho se musíte obávat. Záblesky se světelnými zdroji světla také odhazují fotoaparát vytvářením artefaktů odlesku objektivu.
Co si myslíš o Night Sight? Přistupuje společnost Google k budoucnosti, nebo byste raději měli další hardware, jako jsou monochromatické senzory pro zlepšení citlivosti při nízkém osvětlení? Dejte nám vědět v sekci komentáře.
Další: Shootout kamery Google Pixel 3
