Mis on arvutusfotograafia ja kuidas see töötab?

Arvutusfotograafia kasutab fotode digitaalseks täiustamiseks tarkvara. Seda tehakse mitmel viisil ja seda kasutatakse kõige sagedamini nutitelefonides. Tegelikult on arvutuslik fotograafia suuresti vastutav selle eest, miks nutitelefoni kaamerad on nüüd nii head - eriti võrreldes palju suuremate ja kallimate kaameratega.

Vaatame, mida arvutuslik fotograafia hõlmab ja kuidas seda piltide täiustamiseks kasutatakse.

Kuidas arvutuslik fotograafia pilte parandab?

Traditsiooniliselt tehakse iga foto kahe peamise protsessi abil. Esiteks on optiline komponent, mis sisaldab objektiivi, kaamera andurja seaded ning seejärel on pilditöötlus. Tavaliselt toimub pilditöötlus pärast foto tegemist, filmi väljatöötamisel või kujutisega manipuleerimisel, kasutades sellist tarkvara nagu Photoshop.

Seevastu arvutuslik pildistamine toimub automaatselt, tegeliku pildistamisega kõrvuti. Näiteks nutitelefoni kaamera avamisel on juba toimumas mitu asja, sealhulgas kohaliku piirkonna värvi analüüs ja stseenis olevate objektide nagu nägude tuvastamine. Need protsessid toimuvad enne foto tegemist, selle ajal ja vahetult pärast seda ning võivad selle kvaliteeti oluliselt parandada.

Niisiis, millised on arvutusliku fotograafia mõned funktsioonid?

Piltide virnastamine

Piltide virnastamine on mitme pildi kombineerimine, et säilitada nende parimad omadused. Nutitelefonid kasutavad seda väga sageli, eriti suure dünaamilise ulatusega (HDR) fotode tegemisel. Kaamera teeb järjestikuseid pilte väga kiiresti, muutes iga kord pisut säritust. Pilte virnastades saab säilitada pildi heledamatest ja tumedamatest osadest pärinevaid detaile.

See on eriti kasulik stseenide puhul, kus on nii heledaid kui ka tumedaid osi. Näiteks võite pildistada linna, mille taga on ere päikeseloojang. Piltide virnastamine võimaldab teie telefonil nii päikest kui ka tumedamat linna õigesti paljastada, võimaldades teha elavat ja üksikasjalikku pilti.

Pixel Binning

Nutitelefonide probleem on see, et nende kaamera andurid peavad olema väga väikesed, mis tähendab, et suure eraldusvõimega anduri puhul peavad pikslid olema ka väga väikesed. Näiteks üks neist Samsung S21andurite mõõtmed on 64 megapikslit ja 1,76 tolli. See võrdub pikslite suurusega 0,8 mikromeetrit - enam kui viis korda väiksem kui enamik DSLR -piksleid, mis on probleem, sest väiksemad pikslid lasevad vähem valgust kui suured pikslid, mille tulemuseks on madalama kvaliteediga pildid.

Pikslite eraldamine väldib seda probleemi, ühendades naaberpikslite teabe üheks piksliks. Nii saab neli naaberpikslit üheks. Probleem on selles, et see kaotab lõpliku eraldusvõime veerandi võrra (seega 48-megapiksline kaamera tekitab 12-megapikslise pildi). Kuid kompromiss on pildikvaliteedi osas tavaliselt seda väärt.

Simuleeritud teravussügavus

Märkate, et nutitelefoni pildid näitavad üldiselt kõike enam -vähem fookuses, sealhulgas võtte tausta. Selle põhjus muutub natuke tehniliseks, kuid põhimõtteliselt, kuna nutitelefoni andur on nii väike ja objektiivi ava on tavaliselt fikseeritud, on igal pildil suur teravussügavus.

Võrdluseks-tippklassi kaamerate, näiteks DSLR-ide, piltidel on sageli väga pehme fookusväline taust, mis parandab pildi üldist esteetilist kvaliteeti. Selle tulemuse saamiseks saab manipuleerida kõrgtaseme kaamera objektiivide ja anduritega.

Selle efekti saavutamiseks kasutavad nutitelefonid tarkvara. Mõnel telefonil on mitu objektiivi, mis pildistavad samal ajal esiplaani ja tausta mõnel on tarkvara, mis analüüsib stseeni objektide ja nende servade osas ning hägustab tausta kunstlikult.

Mõnikord ei tööta see protsess eriti hästi ja nutitelefon ei suuda servi üles võtta õigesti, hägustades inimese või eseme osad tahaplaanile ja viies mõne huvitava juurde fotod. Tarkvara muutub aga keerukamaks, mille tulemuseks on nutitelefonidest suurepärane portreefotograafia.

Värviparandus

Peaaegu igal kaameral on värvide tasakaalustamise võimalus. Tänapäeval saab enamik kaameraid seda täielikult teha. Kaamera võtab teavet stseeni värvitemperatuuri kohta ja määrab, milline valgustus on rikkalik. Kas see on päikeseloojangu soe oranž sära või siseruumi luminofoorvalgustuse särav sinine? Kaamera võtab selle teabe ja kohandab vastavalt fotol värve.

Teritamine, müra vähendamine ja toonide manipuleerimine

Piltide kvaliteedi parandamiseks rakendavad paljud nutitelefonid fotole erinevaid efekte, sealhulgas teravustamist, müra vähendamist ja toonide manipuleerimist.

• Teravustamine kehtib valikuliselt piltide teravustatud osadele.
• Müra vähendamine kõrvaldab suure osa teralisusest, mis tekib vähese valguse korral.
• Tooniga manipuleerimine on nagu filtri rakendamine. See muudab foto varje, esiletõstmisi ja kesktoone, et anda sellele atraktiivsem välimus.

Kasutab arvutusliku fotograafia jaoks

Arvutifotograafia on meie nutitelefonide väikestel, märkamatutel kaameratel teinud hämmastavaid asju võimalikuks.

Öine pildistamine

HDR-piltide virnastamine stseenist mitme särituse tegemiseks võimaldab nutitelefonidel teha hämaras valguses teravaid ja kvaliteetseid pilte.

Astrofotograafia

Teatud telefonid, nagu Google Pixel 4 ja uuemad, sisaldavad astrofotograafia režiimi. Näiteks teeb Pixel 4 16 15-sekundilist säritust. Pikk säritus võimaldab telefoni anduril koguda nii palju valgust kui võimalik, samal ajal kui 15 sekundit säritus ei ole piisavalt pikk, et tähtede liikumine tekitaks tulemuseks triibu foto.

Seejärel need pildid kombineeritakse, esemed eemaldatakse automaatselt ja tulemuseks on uhke öötaeva pilt.

Portree režiim

Teravussügavuse simuleerimise võimalusega saavad nutitelefonid teha suurepäraseid portreefotosid, sealhulgas selfisid. See suvand võib ka stseenis olevaid objekte isoleerida, lisades taustale fookusvälise välimuse.

Panoraamrežiimid

Nagu HDR, hõlmavad ka muud pildistamisviisid mitme pildi ühendamist. Enamiku nutitelefonide panoraamrežiim hõlmab mitme foto tegemist ja seejärel tarkvara õmblemist kohtades, kus nad kokku saavad, et luua suur foto.

Mõned kaamerad sisaldavad sellest tõesti huvitavaid versioone. Näiteks mõned droonid nagu Mavic Pro 2 sisaldavad sfäärilise foto valikut. Droon teeb fotoseeria ja ühendab need kokku, et luua miniatuurne Maa.

Arvutusfotograafia: väikesed andurid, suurepärased fotod

Arvutusliku fotograafia arenedes paranevad drastiliselt väiksemad kaamerad, nagu telefonides, droonides ja tegevuskaamerates. Võimalus simuleerida paljude suuremate ja kallimate kaamera/objektiivi kombinatsioonide soovitud efekte on paljude jaoks ahvatlev.

Nende protsesside automatiseerimine aitab tavalistel fotograafiakogemusteta inimestel teha hämmastavaid fotosid - professionaalsed fotograafid ei pruugi selle üle liiga õnnelikud olla!

Kas FaceTime ei tööta? 15 potentsiaalset parandust, mida proovida

Kas FaceTime ei tööta? Siit saate teada, kuidas lahendada probleeme, kui FaceTime ei loo ühendust või tekib muid probleeme.

Loe edasi

Autori kohta