Artikel

Hvad er beregningsfotografering? Det er magien bag din telefons kamera

protection click fraud

OnePlus Nord 2 kameraKilde: Alex Dobie / Android Central

Din smartphones kamera er meget mere end bare et kamera. Hver gang du tager et foto, gør det meget mere end bare at svæve små prikker af lys og vise dem på skærmen. En stor del af bag-kulisserne magi er beregningsfotografering, der lyder kompliceret, men er et ret bredt begreb, der refererer til kameraer, der manipulerer et billede digitalt ved hjælp af en indbygget computer, i modsætning til at anvende god gammeldags optik.

Kameraet i enhver moderne smartphone fungerer stort set som en selvstændig computer. Det bruger specialiserede computerkerner til at behandle de digitale oplysninger, der er fanget af kamerasensoren og derefter oversætter det til et billede, vi kan se på displayet eller dele på tværs af internettet - eller endda udskrive og hænge ud væggen. Det er meget anderledes end den gamle måde, hvor fotografer brugte film og mørkerum.

Din telefons kamera er dybest set en selvstændig computer.

Billedsensoren er, hvor det hele starter. Det er et rektangulært udvalg af små, lysfølsomme halvledere kendt som fotosider. Slutproduktet er det oprettede billede, også et rektangulært array, men lavet af farvede pixels. Konverteringen er ikke et en-til-en-kort mellem fotosider og pixels. Det er her billedbehandling kommer ind, og hvor beregningsfotografering begynder.

Billedsensoren i din telefon er dækket af et mønster af røde, grønne og blå lysfiltre. Det betyder, at en enkelt fotosite kun registrerer lys i en farve (udtrykt med et bånd af lysbølgelængder). Det endelige billede har alle tre farver til rådighed i hver enkelt pixel, hvor intensiteten af ​​lysstyrke bestemmer, hvilken farve vores øjne kan se.

Pixel 4a Alex kamera vandænderKilde: Alex Dobie / Android Central

Det første trin er at anvende en algoritme, der blander billedsensorens fangede farveoplysninger til en faktiske farve, som en pixel i billedet skal vise. Navnet på dette trin er normalt kendt som demosaicing.

Det næste trin, din telefons computer/kamera gør, er at anvende en skærpningsalgoritme. Dette fremhæver kanter og blander overgange fra en farve til en anden. Husk, at hver pixel i billedet kun kan have en farve, men der er millioner af farver at vælge imellem. Kanten mellem en rød blomst og en blå himmel skal være skarp, men også blandet langs kanten. Det er ikke let at få det rigtigt.

Dernæst behandles ting som hvidbalance og kontrast. Disse processer kan gøre en stor forskel i fotoets kvalitet såvel som de faktiske farver i det. Disse ændringer er alle kun tal; efter din telefonalgoritme definerer farvekanter, er det meget enklere at derefter justere den faktiske nuance af farven eller kontrastniveauet.

For hvert foto, du tager, laver din telefon masser af talknusninger.

Endelig analyseres outputdataene, og billedet komprimeres. Farver, der er meget tæt på hinanden, skiftes til at have samme farve (fordi vi ikke kan se forskellen), og om muligt flettes grupper af pixels til et enkelt stykke information, hvilket fører til et mindre filoutput størrelse.

Disse værktøjer skaber et billede, der er lige så præcist som dem, der er skabt ved den gamle filmmetode. Men beregningsfotografering kan meget mere ved at ændre dataene ved hjælp af de samme algoritmer. For eksempel ændrer portrætfotografering kantdetekterings- og skærpningsprocessen, mens natfotografering ændrer algoritmerne for kontrast og farvebalance. Og "AI" scenedetekteringstilstande i moderne telefoner bruger også beregningsfotografering til at identificere, hvad der er i skuddet - f.eks. en solnedgang - og ændre hvidbalancen for at producere et behageligt skud med varmt farver.

Nattesyn på Pixel 4Kilde: Hayato Huseman / Android Central

For nylig udvidede smartphones øgede processorkraft betydeligt computerkraftens fotografering. Det er en stor del af, hvorfor nogle af de bedste Android -telefoner som Google Pixel -serien og de seneste Samsung Galaxy -modeller tager så flotte billeder. Disse enheders rå, talknusende kraft betyder, at telefoner kan omgå nogle af svaghederne ved deres egne små sensorer med beregningsfotografering. Mens normalt kan det være nødvendigt med en meget større sensor for at tage et klart billede i svagt lys, men beregningsteknikker kan intelligent oplyse og dæmpe billeder for at producere flotte billeder.

Din telefons nattilstandsfunktion ville være umulig uden beregningsfotografering.

Tag f.eks. Google Pixel -serien. Kernen i Google Camera-appens magi er fotografering med flere billeder. Det er en beregningsmæssig fotograferingsteknik, der involverer at tage flere fotos hurtigt efter hinanden på forskellige eksponeringsniveauer, og sy dem derefter sammen til et enkelt billede med jævn eksponering hele vejen igennem. Fordi din telefon sandsynligvis bevægede sig, mens du tog billedet, er HDR+ afhængig af Googles algoritmer for at sætte billedet tilbage sammen uden spøgelser, bevægelsessløring eller andre afvigelser, samtidig med at de intelligent reducerer forekomsten af ​​støj i steder. Det er en meget anden proces end hvad du måske tænker på som fotografering. Datakraften ombord og koden, der styrer den, er lige så vigtig, hvis ikke mere, end linsen og sensoren.

Pixel 4 på et stativ til astrofotograferingKilde: Hayato Huseman / Android Central

Multi-frame fotografering er kernen i de fleste smartphones nattilstandsfunktioner, herunder Googles Night Sight-funktion. Disse beregningstunge funktioner tager ikke kun flere lange eksponeringer over et par sekunder, men kompenserer også for den store bevægelse, der finder sted med et håndholdt skud. Endnu en gang er beregningskraft påkrævet for at indsamle alle disse data og omarrangere dem til et behageligt, sløret billede.

Tag denne idé til det næste trin, og du har Google Pixels Astrofotografi -tilstand, der bruger beregning fotografering for at kompensere for jordens rotation, hvilket frembringer klare fotos af kosmos, samtidig med at de ikke overeksponeres landskabsdetaljer.

Det næste trin i beregningsfotografering, som det ses i Google Pixel 6 -serien, anvender også disse teknikker til video. Googles flagskib i 2021 lover at bringe det samme niveau af HDR+ -behandling, der gælder for stillbilleder i tidligere pixel, til 4K -optagelser med 30 billeder i sekundet.

Kraften i beregningsfotografering er begrænset af mængden af ​​data, den kan indsamle fra din telefons sensor og antallet-knasende strøm til rådighed i din telefon, og derfor er det et af de store forsknings- og udviklingsområder for stort set alle større telefoner producenter.

Så når du bemærker din Næste telefonen tager langt bedre fotos end den model, den erstatter, er chancerne stor, at det ikke kun er kameraets hardware, der er ansvarlig. Det er snarere hele computersystemet bag.

Samsung Galaxy Z Fold 3 anmeldelse: Folding en note
En magtbrugers drøm

Samsung sigter mod mere almindelig vedtagelse af sin foldbare i højeste ende, Galaxy Z Fold 3, men går de nye ændringer langt nok til at overbevise folk om faktisk at bruge 1.800 dollar på det? Find ud af det i vores Samsung Galaxy Z Fold 3 anmeldelse!

Epic Games retsdokumenter afslører Googles lyssky Play Store -praksis
Et episk opgør

Nyligt uredigerede retsdokumenter fra Epic Games afslører, hvordan Google angiveligt kæmpede for at fastholde udviklere dens Play Store midt i frygt for, at de ville følge Epic Games 'eksempel ved at vælge deres egen distribution kanal.

OnlyFans at forbyde seksuelt eksplicit indhold kun få dage efter at have skubbet SFW -appen
Welp

OnlyFans har udtalt, at det i oktober ikke længere vil tillade seksuelt eksplicit indhold på webstedet.

Få din Samsung Galaxy S10 til at holde længere med disse robuste etuier
Behold det 'helt nye telefon' -look

Helglasdesignet på Galaxy S10 føles stadig førsteklasses og flagskibsklasse. Hvis du overvejer at få (eller allerede har) en, foreslår vi at parre den med en af ​​disse robuste sager.

instagram story viewer