Найти тему
Tech news

Как создаётся мобильная фотография?Лучшие алгоритмы камеры смартфонов.

Оглавление

Эта статья призвана объяснить простому обывателю способы создания и улучшения мобильных фотографий.Специфика мобильной фотографии заключается в том, что матрица смартфона очень маленькая, также в смартфонах редко используется сменная диафрагма, как в фотоаппаратах.Эти моменты делают фотографию,непосредственно получаемую с модуля камеры смартфона очень тёмной и «сухой».Как же современные смартфоны выдают такую светлую картинку?Ответ кроется в алгоритмах, с приходом которых мобильная фотография вышла на новый уровень.

HDR

Это алгоритм стоящий у истоков софта камеры.Принцип работы HDR: Смартфон делает 3 фотографии:с нормальной экспозицией,тёмную,переэкспанмрованную.Наложением трёх фото друг на друга, мы получаем фотографии с большим количеством света и натуральным цветом.Плюсы этой системы существенны,но есть и серьёзные минусы.Например:

Фотографии делаются не слишком быстро,движущиеся объекты смазываются

Бывают проседы в цвете фотографии

Потеря детализации

HDR+

Несмотря на схожесть названий у HDR и HDR+ масса отличий.Разработанна технология HDR+ подразделением "Google x" в 2011 году.Впервые она была применена в смартфоне Nexus 5 в версии Android 4.4.Технология сделала прорыв в ночной фотографии.

Как это работает?Этот алгоритм намного более содержательный.Он начинает свою работу ещё до нажатия затвора камеры.Таким образом он начинает съёмку до её начала,как бы странно это не было.Hdr+ держит пару снимков в кэш памяти,после снятия затвора он делает от 8 до 36 фото.Так расширятся динамический диапазон,количество деталей в тенях.Также Google пошли на хитрость, дабы нивелировать тряску смартфона.Они программно имитируют тряску объектива,чтобы реальная тряска смартфона шла только в плюс фотографии.Работает это просто идеально.

Так HDR+ обрабатывает фотографию
Так HDR+ обрабатывает фотографию

Стоит упомянуть,что apple использует собственный алгоритм hdr+,но сказать о нём особо нечего,ведь apple патентуют свои технологии и не спешат делится ими с людьми и сторонними разработчиками.

Night shift/astrophotography

И наконец,последние алгоритмы Google.Night shift-алгоритм,сделавший ночную съёмку в смартфонах по-настоящему крутой и доступной.Этот алгоритм представляет собой гибрид из HDR+ и машинного обучения.Машинное обучение распознаёт сценарии съёмки и помогает основному алгоритму HDR+ выставить количество снимков и их выдержку,а также ISO.Снимки с разной выдержкой склеиваются, и получается снимок с невероятным количеством деталей в тенях,но при этом почти без шумов.

Слева фото HDR+,справа night sight
Слева фото HDR+,справа night sight

Astrophotography-это что-то совершенно необычное для смартфонов.Раньше трудно было представить,что на фотографии со смартфона будет возможно увидеть даже созвездия,но с приходом astrophotography это стало возможным.По большему счёту это ультра алгоритм на стероидах.Он совместил в себе и HDR+,и машинное обучение,и night sight.Алгоритм очень сильно увеличивает выдержку на каждом из кадров с алгоритма night sight,использует расширенный HDR+ и технологию антисмаза.Фото может делаться до 10 минут,поэтому смартфон должен стоять на штативе,либо на неподвижной поверхности.Зачем тогда нужен антисмаз? Смартфон же стоит на месте.Дело в том,что звёзды постоянно находятся в движении,деревья покачиваются от ветра.Алгоритм определяет оптимальную сцену и склеивает все изображения в одно.Результат работы этого чуда просто порождает.

Пример работы astrophotography на pixel 4.
Пример работы astrophotography на pixel 4.