Smartfony Google Pixel "widzą" w ciemności lepiej, niż ludzkie oko

"Night Sight", czyli tryb nocny w smartfonach Google Pixel pozwala na fotografowanie w naprawdę kiepskich warunkach oświetleniowych. Dzięki nowej aktualizacji aplikacji aparatu, zrobicie wyraźne zdjęcia nawet, jeśli sami ledwo widzicie, co fotografujecie. Co ciekawe, tryb ten będzie działał nie tylko w najnowszej generacji smarfonów Google, ale we wszystkich trzech.

W 2014 roku Google stworzyło technologię HDR+, która pomaga radzić sobie z szumem na zdjęciach wykonanych w słabym oświetleniu, poprzez wykonanie serii zdjęć i połączenie ich za pomocą programu. Głównym celem HDR+ była oczywiście poprawa zakresu jasności na fotografiach, ale jak się okazało, technika ta świetnie sprawdziła się w przypadku redukcji szumów.

Google w artykule na temat trybu "Night Sight" pisze, że aparat wykorzystujący technikę HDR+ może robić zdjęcia w świetle na poziomie nawet 0,3 luxa, kiedy większość smartfonów potrzebuje oświetlenia o sile co najmniej 30 luxów. Dla zobrazowania tego, ile światła potrzeba do oświetlenia sceny w nowym trybie, Google stworzyło nawet tabelę, w której opisuje poszczególne poziomy. 20 luxów porównuje do romantycznego oświetlenia w restauracji, przy 0,3 luxa natomiast, według Google, nie znajdziecie nawet kluczy na podłodze. Wychodzi na to, że nowy "Night Sight", może wam pomóc odnaleźć zagubione przedmioty w ciemności.

Domyślny tryb fotografowania w smartfonach Google korzysta z Zerowego Czasu Migawki (ZSL), który ogranicza czas ekspozycji. W momencie uruchomienia aplikacji aparat zaczyna przechwytywać klatki i zapisuje je w buforze, na bieżąco kasując najstarsze, żeby zrobić miejsce na nowe. Dzięki czemu podczas naciśnięcia spustu migawki, do oprogramowania HDR+ trafia od 9 do 15 klatek. Problem polega na tym, że czas otwarcia migawki w tym trybie jest ograniczony do 66 ms. Żeby wydłużyć czas naświetlania w przypadku słabo oświetlonych scen, Google stworzyło tryb Dodatniego Opóźnienia Migawki (PSL).

Przy wydłużeniu czasu otwarcia migawki pojawia się problem rozmycia ruchu. Optyczna stabilizacja obrazu w Google Pixel 2 i 3 redukuje drgania przy czasie około 1/8 sekundy, ale co z dłuższymi czasami? W trybie "Night Sight", smartfony wykonują "pomiar ruchu" w kadrze i jeśli nie zarejestrują większych zmian, mogą zwiększyć czas otwarcia migawki do 0,3 s. (w przypadku Google Pixel 1, oraz przednich aparatów, które nie mają stabilizacji, czas ekspozycji jest krótszy). Kiedy aparat stwierdzi, że obraz jest stabilny (na przykład na statywie), może otworzyć migawkę nawet na czas 1 sekundy.

Powstałe w ten sposób klatki, algorytm Night Sight łączy w jedną eliminując szumy, które powstały na zdjęciu.

Kolejnym wyzwaniem podczas fotografowania nocą jest automatyczne dostosowanie balansu bieli. Aby ulepszyć algorytm, Google wykorzystało technikę uczenia maszynowego. Sztuczna inteligencja została wyszkolona poprzez fotografowanie scen z różnym oświetleniem i ręczną korekcję ekspozycji.

"Jeśli nie możesz znaleźć kluczyków na podłodze, smartfon nie może ustawić ostrości”. Kto próbował korzystać z autofokusa w słabym świetle wie, że działa ona słabo, lub wcale. Google rozwiązuje ten problem wprowadzając w trybie Night Sight dwa przyciski ręcznego ustawiania ostrości: "Blisko” - bliżej niż 1,2 mera oraz "Daleko”, który ustawia ostrość na około 3,6 metra, czyli odległość hiperfokalną. Oznacza to, że wszystko, co znajduje się od połowy tej odległości, do nieskończoności powinno znaleźć się w głębi ostrości.

To, co oferuje nam googlowski tryb nocny naprawdę robi wrażenie i jest kolejnym krokiem w rozwoju fotografii mobilnej. Aparat w smartfonie, który widzi w ciemności lepiej niż ludzkie oko - aż strach (z nutka ekscytacji) pomyśleć, co będzie następne. Na Twitterze pojawiło się już wiele zdjęć, które pokazują, jak sprawdza się "Night Sight" w praktyce - aż trudno w nie uwierzyć. Zobaczcie sami.