Co je to výpočetní fotografie a jak funguje?

Co je to výpočetní fotografie a jak funguje?

Výpočetní fotografie využívá software k digitálnímu vylepšení fotografií. Dělá to mnoha způsoby a nejčastěji se používá v chytrých telefonech. Ve skutečnosti je výpočetní fotografie do značné míry zodpovědná za to, proč jsou fotoaparáty smartphonů nyní tak dobré - zvláště ve srovnání s mnohem většími a dražšími fotoaparáty.





Podívejme se, co výpočetní fotografie zahrnuje a jak se používá k vylepšení obrázků.





Jak počítačová fotografie vylepšuje obrázky?

Pixabay - není vyžadováno žádné potvrzení.





Každá fotografie je tradičně vytvářena dvěma hlavními procesy. Nejprve je tu optická součást, která zahrnuje objektiv, snímač fotoaparátu a nastavení, a poté je zde zpracování obrazu. Ke zpracování obrazu obvykle dochází po pořízení fotografie, při vývoji filmu nebo při manipulaci s obrázkem pomocí softwaru, jako je Photoshop.

Naproti tomu výpočetní fotografie probíhá automaticky, bok po boku se skutečným zachycením fotografie. Například když otevřete fotoaparát smartphonu, již probíhá několik věcí, včetně analýzy barvy místní oblasti a detekce objektů, jako jsou tváře ve scéně. Tyto procesy probíhají před, během a těsně po pořízení fotografie a mohou výrazně zlepšit její kvalitu.



Jaké jsou tedy některé funkce výpočetní fotografie?

Stohování obrazu

Stahování obrázků je, když je kombinováno více obrázků, aby byly zachovány nejlepší kvality každého z nich. Chytré telefony to používají velmi často, zejména při fotografování fotografií s vysokým dynamickým rozsahem (HDR). Fotoaparát pořizuje sekvenční snímky velmi rychle a pokaždé mírně mění expozici. Stohováním obrázků lze zachovat detaily z nejsvětlejších a nejtmavších částí obrazu.





To je zvláště užitečné u scén, které mají světlé i tmavé části. Například můžete fotografovat město s jasným západem slunce za ním. Stohování obrázků umožňuje telefonu správně vystavit slunce i tmavší město, což umožňuje pořízení živého a detailního obrazu.

Pixel Binning

Problém chytrých telefonů spočívá v tom, že jejich snímače fotoaparátu musí být velmi malé, což znamená, že v případě snímače s vysokým rozlišením musí být pixely také velmi malé. Například jeden z Samsung S21 Senzory měří 64 megapixelů a mají průměr 1,76 palce. To odpovídá velikosti pixelu 0,8 mikrometru-více než pětkrát menšímu než většina pixelů DSLR, což je problém, protože menší pixely propouštějí méně světla než větší pixely, což má za následek nižší kvalitu obrazu.





Pixel binning se tomuto problému vyhýbá kombinací informací sousedních pixelů do jednoho pixelu. Tímto způsobem se ze čtyř sousedních pixelů stane jeden. Problém je v tom, že snižuje konečné rozlišení o čtvrtinu (takže 48megapixelový fotoaparát vytvoří 12megapixelový obraz). Pokud jde o kvalitu obrazu, kompromis obvykle stojí za to.

Simulovaná hloubka ostrosti

Pixabay - není vyžadováno žádné uvedení zdroje

Všimnete si, že obrázky ze smartphonů obecně ukazují vše víceméně zaostřené, včetně pozadí záběru. Důvod je trochu technický, ale v zásadě, protože senzor smartphonu je tak malý a clona objektivu je obvykle pevná, každý snímek má velká hloubka ostrosti .

Pro srovnání, obrázky z fotoaparátů vyšší třídy, jako jsou digitální zrcadlovky, budou mít často velmi měkké rozostřené pozadí, které zlepšuje celkovou estetickou kvalitu obrazu. K dosažení tohoto výsledku lze manipulovat s objektivy a senzory fotoaparátu Hign-end.

Chytré telefony k dosažení tohoto efektu místo toho používají software. Některé telefony mají více objektivů, které pořizují fotografii popředí a pozadí současně, zatímco některé mají software, který analyzuje scénu pro objekty a jejich okraje a pozadí rozmaže uměle.

Windows Server 2016 vs Windows 10

Někdy tento proces nefunguje příliš dobře a smartphone nedokáže správně zachytit okraje, rozmazat části osoby nebo předmětu na pozadí a vést k zajímavým fotografiím. Software je však stále sofistikovanější, což vede k vynikajícímu portrétnímu fotografování ze smartphonů.

Korekce barev

Skoro každý fotoaparát má možnost vyvážení barev. V dnešní době to většina fotoaparátů umí plně automaticky. Fotoaparát vezme informace o teplotě barev ve scéně a určí, jaké osvětlení je hojné. Je to teplá oranžová záře západu slunce nebo jasně modrá vnitřní zářivkové osvětlení? Fotoaparát vezme tyto informace a podle toho upraví barvy na fotografii.

Ostření, redukce šumu a manipulace s tóny

Aby se zlepšila kvalita obrázků, mnoho smartphonů použije na fotografii různé efekty, včetně doostření, redukce šumu a manipulace s tóny.

  • Ostření se selektivně vztahuje na zaostřené části snímků.
  • Redukce šumu eliminuje velkou část zrnitosti, která vzniká při slabém osvětlení.
  • Manipulace s tónem je jako použití filtru. Změní stíny, zvýraznění a střední tóny fotografie, aby na ni působil přitažlivějším vzhledem.

Využití pro výpočetní fotografii

Výpočetní fotografie umožnila na malých, nenápadných fotoaparátech v našich smartphonech úžasné věci.

Noční fotografie

Použití stohování obrazu HDR k pořízení více expozic scény umožňuje chytrým telefonům pořizovat ostré a vysoce kvalitní snímky při slabém osvětlení.

Astrofotografie

Některé telefony, jako Google Pixel 4 a vyšší, obsahují režim astrofotografie. Například Pixel 4 pořídí 16 15sekundových expozic. Dlouhá expozice umožňuje senzoru telefonu zachytit co nejvíce světla, zatímco 15sekundové expozice nejsou dostatečně dlouhé na to, aby pohyb hvězd na výsledné fotografii způsobil pruhy.

Tyto obrázky jsou poté spojeny, artefakty automaticky odstraněny a výsledkem je nádherný obraz noční oblohy.

Módní portrét

Díky možnosti simulace hloubky ostrosti mohou chytré telefony pořizovat nádherné portrétní fotografie - včetně selfie. Tato možnost může také izolovat objekty ve scéně a na pozadí přidat vzhled bez rozostření.

Panoramatické režimy

Pixabay - není vyžadováno žádné uvedení zdroje

Stejně jako HDR, i jiné formy fotografování zahrnují kombinaci více snímků. Panoramatický režim, který je součástí většiny chytrých telefonů, zahrnuje pořízení více fotografií a jejich následné softwarové spojení, kde se setkají, a vytvoření velké fotografie.

Některé fotoaparáty obsahují opravdu zajímavé verze tohoto. Například některé drony, jako je Mavic Pro 2, obsahují možnost sférické fotografie. Dron pořídí sérii fotografií a spojí je dohromady, aby vytvořil něco, co vypadá jako miniaturní Země.

jak přidat gif do snímků Google

Výpočetní fotografie: malé snímače, vynikající fotografie

Jak se výpočetní fotografie vyvíjí, menší fotoaparáty, jako jsou telefony, drony a akční kamery, se výrazně zlepší. Možnost simulovat mnoho z žádoucích efektů větších a dražších kombinací fotoaparát/objektiv bude pro mnoho lidí lákavá.

Automatizace těchto procesů pomůže běžným lidem bez zkušeností s fotografováním pořizovat úžasné fotografie - z čehož profesionální fotografové nemusí mít příliš radost!

Podíl Podíl tweet E-mailem Vyplatí se upgradovat na Windows 11?

Windows byl přepracován. Ale stačí to k tomu, abyste vás přesvědčili o přechodu z Windows 10 na Windows 11?

Číst dále
Související témata
  • Technologie vysvětlena
  • Fotografické tipy
  • Smartphone Camera
  • Fotografování na smartphonu
O autorovi Jake Harfield(32 článků zveřejněno)

Jake Harfield je nezávislý spisovatel se sídlem v australském Perthu. Když nepíše, obvykle je venku v křoví a fotografuje místní divokou zvěř. Můžete ho navštívit na www.jakeharfield.com

Více od Jakea Harfielda

Přihlaste se k odběru našeho zpravodaje

Připojte se k našemu zpravodaji a získejte technické tipy, recenze, bezplatné elektronické knihy a exkluzivní nabídky!

Kliknutím sem se přihlásíte k odběru