Мақолаи аслӣ дар вебсайт ҷойгир карда шудааст ва дар 3DNews бо иҷозати муаллиф нашр шудааст. Мо матни пурраи мақоларо пешниҳод мекунем, ба истиснои шумораи зиёди истинодҳо - онҳо барои онҳое, ки ба ин мавзӯъ таваҷҷӯҳи ҷиддӣ доранд ва мехоҳанд ҷанбаҳои назариявии аксбардории ҳисоббарориро амиқтар омӯзанд, муфид хоҳад буд, аммо барои шунавандагони умумй мо ин материалро зиёдатй хисоб кардем.
Имрӯз, ягон презентатсияи смартфон бидуни лесидани камера анҷом дода намешавад. Ҳар моҳ мо дар бораи муваффақияти навбатии камераҳои мобилӣ мешунавем: Google ба Pixel тирандозиро дар торикӣ меомӯзонад, Huawei ба мисли дурбин калон карданро меомӯзад, Samsung лидарро муаррифӣ мекунад ва Apple гӯшаҳои мудаввари ҷаҳонро месозад. Кам ҷойҳое ҳастанд, ки дар ин рӯзҳо инноватсия ин қадар босуръат ҷараён дорад.
Дар баробари ин, оинаҳо ба назар вақтро нишон медиҳанд. Sony ҳамасола ба ҳама матритсаҳои нав медиҳад ва истеҳсолкунандагон танбалӣ рақами версияи охиринро навсозӣ мекунанд ва истироҳат ва тамокукаширо дар канор идома медиҳанд. Ман дар мизи ман 3000 доллари амрикоӣ DSLR дорам, аммо ҳангоми сафар ман iPhone-и худро мегирам. Чаро?
Тавре ки классик гуфт, ман бо ин савол онлайн шудам. Дар он ҷо онҳо баъзе "алгоритмҳо" ва "шабакаҳои нейрон" -ро муҳокима мекунанд, бидуни ҳеҷ тасаввуроте, ки онҳо ба аксбардорӣ чӣ гуна таъсир мерасонанд. Рӯзноманигорон бо овози баланд шумораи мегапикселҳоро мехонанд, блогерҳо яксон кушодани қуттиҳои пулакӣ мебинанд ва эстетикҳо худро бо "дарки ҳассосонаи палитраи рангҳои матритса" олуда мекунанд. Ҳама чиз маъмулӣ аст.
Ба ман лозим омад, ки нишаста, нисфи умрамро сарф кунам ва ҳамаашро худам муайян кунам. Дар ин мақола ман ба шумо он чизеро, ки омӯхтам, мегӯям.
Аксбардории ҳисоббарорӣ чист?
Дар ҳама ҷо, аз ҷумла Википедиа, онҳо чунин таъриф медиҳанд: аксбардории ҳисоббарорӣ ҳама гуна техникаи сабт ва коркарди тасвирҳост, ки ба ҷои тағироти оптикӣ компютерҳои рақамиро истифода мебарад. Ҳама чиз дар бораи он хуб аст, ба истиснои он ки он чизеро шарҳ намедиҳад. Ҳатто автофокус барои он мувофиқ аст, аммо пленоптика, ки аллакай ба мо бисёр чизҳои муфид овардааст, мувофиқат намекунад. Норавшании таърифхои расмй ба назар мерасад, ки мо тасаввуроте надорем, ки мо дар бораи чй гап мезанем.
Пешвои аксбардории ҳисоббарор, профессори Стэнфорд Марк Левой (ки ҳоло масъули камера дар Google Pixel аст) таърифи дигаре медиҳад - маҷмӯи усулҳои визуализатсияи компютерӣ, ки имкониятҳои аксбардории рақамиро беҳтар ё васеъ мекунанд, ки бо истифода аз онҳо акси муқаррарӣ ба даст оварда мешавад. бо ин камера аз чихати техникй гирифтан мумкин набуд.камера ба тарзи анъанавй. Дар мақола ман инро риоя мекунам.
Ҳамин тавр, смартфонҳо барои ҳама гунаҳкор буданд.
Смартфонҳо илоҷе надоштанд, ба ҷуз аз тавлиди як намуди нави аксбардорӣ: аксбардории ҳисоббарор.
Матрицаҳои хурди ғавғо ва линзаҳои хурди оҳиста-оҳистаи онҳо, мувофиқи тамоми қонунҳои физика бояд танҳо дард ва азоб меоварданд. Онҳо ин корро карданд, то он даме, ки таҳиягаронашон дарк накунанд, ки чӣ гуна ҷиҳатҳои тавонои худро барои бартараф кардани заифи худ оқилона истифода баранд - пардаҳои электронии зуд, протсессори пурқувват ва нармафзор.
Аксари пажӯҳишҳои пурсарусадо дар соҳаи аксбардории ҳисоббарорӣ байни солҳои 2005 ва 2015 сурат гирифтаанд, ки дар илм айнан дирӯз баррасӣ мешавад. Холо дар пеши назари мо ва дар кисаи мо як сохаи нави дониш ва техника инкишоф меёбад, ки аз ин пеш вучуд надошт.
Аксбардории ҳисоббарорӣ танҳо дар бораи селфи бо нейробоке нест. Акси охирини сӯрохи сиёҳ бидуни техникаи ҳисоббарории аксбардорӣ имконнопазир буд. Барои гирифтани чунин акс бо телескопи муқаррарӣ, мо бояд онро ба андозаи Замин созем. Бо вуҷуди ин, тавассути омезиши маълумот аз ҳашт радиотелескоп дар нуқтаҳои гуногуни тӯби мо ва навиштани чанд скрипт дар Python, мо аввалин акси уфуқи рӯйдодро дар ҷаҳон ба даст овардем. Барои селфи низ хуб аст.
Оғоз: коркарди рақамӣ
Биёед тасаввур кунем, ки мо соли 2007 баргаштем. Модари мо анархия аст ва аксҳои мо ҷипҳои ғавғои 0,6 мегапикселӣ мебошанд, ки дар скейтборд гирифта шудаанд. Тақрибан дар он вақт мо хоҳиши аввалиндараҷаи пошидани танзимоти пешакӣ дорем, то бадбахтии матритсаҳои мобилиро пинҳон кунем. Биёед худамонро инкор накунем.
Матан ва Instagram
Бо нашри Instagram, ҳама ба филтрҳо машғул шуданд. Ҳамчун шахсе, ки X-Pro II, Lo-Fi ва Valencia-ро бо ҳадафҳои тадқиқотӣ тарҳрезӣ кардааст, ман то ҳол дар ёд дорам, ки онҳо аз се ҷузъ иборат буданд:
- Танзимоти ранг (Ранг, Сатрӣ, равшанӣ, Контраст, Сатҳҳо ва ғайра) - коэффисиентҳои оддии рақамӣ, ба монанди ҳама танзимоти пешакӣ, ки суратгирон аз замонҳои қадим истифода кардаанд.
- Харитаҳои оҳанг векторҳои арзишҳо мебошанд, ки ҳар кадоми онҳо ба мо гуфтанд: "Ранги сурх бо ранги 128 бояд ба ранги 240 табдил дода шавад."
- Оверлей як тасвири шаффоф бо чанг, ғалла, виньетка ва ҳама чизҳои дигарест, ки метавонанд дар боло ҷойгир карда шаванд, то таъсири ғайриоддии филми кӯҳнаро ба даст оранд. На ҳамеша ҳузур дошт.
Филтрҳои муосир аз ин трио дур нестанд, онҳо танҳо дар математика каме мураккабтар шудаанд. Бо пайдоиши shaders сахтафзор ва OpenCL дар смартфонҳо, онҳо зуд барои GPU аз нав навишта шуданд, ва ин ваҳшӣ олӣ ҳисобида шуд. Барои соли 2012, албатта. Имрӯз, ҳар як донишҷӯ метавонад дар CSS ҳамин корро кунад ва ӯ то ҳол имкони хатми донишгоҳро надорад.
Бо вуҷуди ин, пешрафти филтрҳо имрӯз қатъ нашудааст. Масалан, бачаҳои Дехансер дар истифодаи филтрҳои ғайрихаттӣ хеле хубанд - ба ҷои харитасозии оҳанги пролетарӣ, онҳо дигаргуниҳои мураккабтари ғайрихаттиро истифода мебаранд, ки ба гуфтаи онҳо, имкониятҳои бештарро мекушоянд.
Шумо метавонед бо тағироти ғайрихаттӣ бисёр корҳоро анҷом диҳед, аммо онҳо бениҳоят мураккабанд ва мо одамон бениҳоят аблаҳем. Ҳамин ки сухан дар бораи тағироти ғайрихаттӣ дар илм меравад, мо бартарӣ медиҳем, ки ба усулҳои ададӣ биравем ва шабакаҳои нейронро дар ҳама ҷо пур кунем, то онҳо барои мо шоҳасарҳо нависанд. Дар ин ҷо ҳам ҳамин тавр буд.
Автоматикунонӣ ва орзуҳои тугмаи "шодевр"
Вақте ки ҳама ба филтрҳо одат карданд, мо онҳоро мустақиман ба камераҳо оғоз кардем. Таърих пинҳон мекунад, ки кадом истеҳсолкунанда аввалин буд, аммо танҳо барои фаҳмидани он, ки он чанд вақт пеш буд - дар iOS 5.0, ки соли 2011 бароварда шуда буд, аллакай API-и оммавӣ барои такмилдиҳии худкор вуҷуд дошт. Танҳо Ҷобс медонад, ки он пеш аз кушода шудан ба омма чанд вақт истифода мешуд.
Автоматика ҳамон кореро анҷом дод, ки ҳар яки мо ҳангоми кушодани акс дар муҳаррир анҷом медиҳад - он холигоҳҳоро дар рӯшноӣ ва сояҳо хориҷ кард, сершавӣ илова кард, чашмони сурх ва ранги рӯяшро тоза кард. Истифодабарандагон ҳатто дарк накарданд, ки "камераи ба таври назаррас такмилёфта" дар смартфони нав танҳо хидмати як ҷуфти навтарин аст. То ба нашр расидани Google Pixel ва оғози аксбардории ҳисоббарор панҷ сол боқӣ монда буд.
Имрӯз, мубориза барои тугмаи "шодевр" ба соҳаи омӯзиши мошинсозӣ гузашт. Бо харитасозии оҳангҳо ба қадри кофӣ бозӣ карда, ҳама шитофтанд, ки CNN ва GAN-ро омӯзонанд, то слайдерҳоро ба ҷои корбар интиқол диҳанд. Ба ибораи дигар, аз тасвири воридшуда, маҷмӯи параметрҳои оптималиро муайян кунед, ки ин тасвирро ба фаҳмиши субъективии муайяни "аксгирии хуб" наздиктар мекунанд. Дар ҳамон Pixelmator Pro ва дигар муҳаррирҳо амалӣ карда шудааст. Он, тавре ки шумо гумон мекунед, кор мекунад, на он қадар хуб ва на ҳамеша.
Ҷойгиркунӣ 90% муваффақияти камераҳои мобилӣ мебошад
Аксбардории воқеии ҳисоббарорӣ аз stacking - дар болои ҳам ҷойгир кардани аксҳои сершумор оғоз ёфт. Дар ним сония клик кардани даҳҳо фоторамка барои смартфон мушкиле нест. Камерахои онхо кисмхои механикии суст надоранд: диафрагма устувор буда, ба чои пардаи харакаткунанда пардаи электронй гузошта шудааст. Протсессор танҳо ба матритса фармон медиҳад, ки чанд микросония бояд фотонҳои ваҳшӣ дошта бошад ва он натиҷаро мехонад.
Техникӣ, телефон метавонад аксҳоро бо суръати видео ва видеоро бо ҳалли аксбардорӣ гирад, аммо ҳамааш ба суръати автобус ва протсессор вобаста аст. Аз ин рӯ, онҳо ҳамеша маҳдудиятҳои барномаро муқаррар мекунанд.
Худи Стейкинг муддати дароз бо мо буд. Ҳатто бобоҳо плагинҳоро дар Photoshop 7.0 насб карданд, то якчанд аксҳоро ба HDR-и чашмгиранда ҷамъ кунанд ё панорамаи 18000 × 600 пикселро пайваст кунанд ва... дар асл, ҳеҷ кас нафаҳмиданд, ки минбаъд бо онҳо чӣ кор кунад. Афсӯс, ки замона ғанӣ ва ваҳшӣ буд.
Ҳоло мо калонсолон шудаем ва онро "аксгирии эпилон" меномем - вақте ки бо тағир додани яке аз параметрҳои камера (экспозиция, фокус, мавқеъ) ва якҷоя кардани чаҳорчӯбаҳои натиҷавӣ чизе ба даст меорем, ки онро дар як кадр гирифтан ғайриимкон аст. Аммо ин истилоҳ барои назариячиён аст, дар амал номи дигар реша гирифтааст - стакинг. Имрӯз, воқеан, 90% тамоми навовариҳо дар камераҳои мобилӣ ба он асос ёфтааст.
Чизе, ки бисёриҳо дар бораи он фикр намекунанд, аммо фаҳмидани тамоми аксбардории мобилӣ ва компютерӣ муҳим аст: камераи смартфони муосир баробари кушодани барномаи он ба гирифтани акс оғоз мекунад. Ин мантиқист, зеро вай бояд бо ягон роҳ тасвирро ба экран интиқол диҳад. Аммо, ба ғайр аз экран, он чаҳорчӯбаҳои баландсифатро дар буфери ҳалқаи худ захира мекунад ва дар он ҷо онҳоро барои якчанд сонияи дигар нигоҳ медорад.
Вақте ки шумо тугмаи "аксбардорӣ" -ро пахш мекунед, он воқеан гирифта шудааст, камера танҳо акси охиринро аз буфер мегирад.
Имрӯз ҳама гуна камераи мобилӣ ҳамин тавр кор мекунад. Ақаллан дар ҳама флагманҳо на аз партовгоҳҳо. Буферкунӣ ба шумо имкон медиҳад, ки на танҳо таъхири сифрии пардаро, ки аксбардорон кайҳо боз орзу мекарданд, балки ҳатто манфиро дарк кунед - вақте ки шумо тугмаро пахш мекунед, смартфон ба гузашта назар мекунад, 5-10 акси охиринро аз буфер холӣ мекунад ва ба таври хашмгинона таҳлил мекунад. ва онҳоро часбонед. Дигар интизори пахш кардани чаҳорчӯбҳои телефон барои HDR ё режими шабона нест - танҳо онҳоро аз буфер гиред, корбар ҳатто намедонад.
Воқеан, маҳз бо ёрии таъхири манфии пардаҳо Live Photo дар iPhones амалӣ карда мешавад ва HTC дар соли 2013 бо номи аҷибе Zoe чизе ба ин монанд дошт.
Андозаи экспозитсия - HDR ва мубориза бо тағирёбии равшанӣ
Новобаста аз он ки сенсорҳои камера қодиранд тамоми доираи равшании ба чашми мо дастрасро сабт кунанд, як мавзӯи кӯҳнаи баҳс аст. Баъзеҳо мегӯянд, не, зеро чашм қодир аст то 25 истгоҳи f-ро бубинад, дар ҳоле ки ҳатто аз матритсаи пурраи чаҳорчӯбаи боло шумо метавонед ҳадди аксар 14-ро ба даст оред. Дигарон ин муқоисаро нодуруст меноманд, зеро майна ба чашм тавассути танзими худкор кӯмак мекунад. шогирд ва ба итмом расонидани тасвир бо шабакаҳои нейронии худ ва фаврӣ Диапазони динамикии чашм дар асл танҳо аз 10-14 ф-истҳо зиёд нест. Биёед ин баҳсро ба беҳтарин мутафаккирони курсии интернет вогузорем.
Воқеият боқӣ мемонад: вақте ки шумо дӯстонро дар муқобили осмони дурахшон бидуни HDR дар ягон камераи мобилӣ тир меандозед, шумо ё осмони муқаррарӣ ва чеҳраи сиёҳи дӯстон ё дӯстони хуб кашидашуда мегиред, аммо осмон то марговар сӯхтааст.
Ҳалли кайҳо боз ихтироъ шудааст - васеъ кардани диапазони равшанӣ бо истифода аз HDR (диапазони баланди динамикӣ). Ба шумо лозим аст, ки якчанд фоторамкаҳоро бо суръати гуногуни парда гиред ва онҳоро якҷоя кунед. Ҳамин тавр, яке "муқаррарӣ" аст, дуюм сабуктар аст, сеюм ториктар аст. Мо ҷойҳои торикро аз чаҳорчӯбаи равшан мегирем, аз ҳад зиёд экспозитсияҳоро аз торик пур мекунем - фоида. Танҳо ҳалли масъалаи қавсаи автоматӣ боқӣ мемонад - то чӣ андоза экспозицияи ҳар як кадрро тағир додан лозим аст, то аз ҳад зиёд нашавед, аммо ҳоло донишҷӯи соли дуюми донишгоҳи техникӣ метавонад муайян кардани равшании миёнаи тасвирро ҳал кунад.
Дар охирин iPhone, Pixel ва Galaxy, режими HDR одатан ба таври худкор фаъол мешавад, вақте ки алгоритми оддии дохили камера муайян мекунад, ки шумо дар рӯзи офтобӣ чизеро бо контраст тир медиҳед. Шумо ҳатто метавонед пайхас кунед, ки чӣ гуна телефон режими сабтро ба буфер иваз мекунад, то чаҳорчӯбаҳое, ки дар экспозиция иваз шудаанд, нигоҳ дошта шаванд - fps дар камера паст мешавад ва худи тасвир ширинтар мешавад. Лаҳзаи гузариш дар iPhone X ҳангоми наворбардорӣ дар беруни бино ба таври равшан намоён аст. Дафъаи дигар низ ба смартфони худ бодиққат назар кунед.
Камбудии HDR бо қавсҳои экспозитсионӣ беэътибории он дар равшании камбизоат аст. Ҳатто бо равшании чароғҳои ҳуҷра, чаҳорчӯбаҳо чунон торик мешаванд, ки компютер наметавонад онҳоро ба ҳам созад. Барои ҳалли мушкилот бо рӯшноӣ, дар соли 2013 Google дар смартфони он вақт баровардашудаи Nexus муносибати дигарро ба HDR нишон дод. Вай вақтро истифода бурд.
Вақти stacking - моделиронии экспозитсияи тӯлонӣ ва гузашти вақт
Ҷойгиркунии вақт ба шумо имкон медиҳад, ки бо истифода аз як қатор экспозицияҳои кӯтоҳ эҷод кунед. Пионерон мухлисони аксбардории пайраҳаҳои ситораҳо дар осмони шабона буданд, ки якбора ду соат кушодани пардаро номувофиқ медонистанд. Пешакӣ ҳисоб кардани ҳамаи танзимот хеле душвор буд ва каме ларзиш тамоми чаҳорчӯбаро вайрон мекард. Онҳо тасмим гирифтанд, ки пардаро ҳамагӣ чанд дақиқа, вале борҳо боз кунанд ва баъд ба хона рафтанд ва чаҳорчӯбаҳои ҳосилшударо дар Photoshop часпонанд.
Маълум мешавад, ки камера аслан ҳеҷ гоҳ бо суръати тӯлонии парда акс нагирифтааст, аммо мо эффекти тақлид кардани онро тавассути илова кардани якчанд кадрҳои дар як саф гирифташуда ба даст овардем. Як қатор барномаҳо барои смартфонҳо навишта шудаанд, ки муддати тӯлонӣ ин ҳилларо истифода мебаранд, аммо ҳамаи онҳо лозим нестанд, зеро ин хусусият қариб ба ҳама камераҳои стандартӣ илова карда шудааст. Имрӯз, ҳатто iPhone метавонад ба осонӣ экспозицияи дарозро аз Photo Live якҷоя кунад.
Биёед ба Google бо HDR-и шабонаи он баргардем. Маълум шуд, ки бо истифода аз кронштейнҳои вақт шумо метавонед HDR-и хубро дар торикӣ татбиқ кунед. Технология бори аввал дар Nexus 5 пайдо шуд ва HDR+ ном дошт. Боқимондаи телефонҳои Android онро ҳамчун тӯҳфа гирифтанд. Технология то ҳол он қадар маъмул аст, ки онро ҳатто дар муаррифии пикселҳои навтарин ситоиш мекунанд.
HDR+ хеле содда кор мекунад: бо муайян кардани он, ки шумо дар торикӣ тирандозӣ мекунед, камера 8-15 акси охирини RAW-ро аз буфер холӣ мекунад, то онҳоро дар болои ҳам ҷойгир кунад. Ҳамин тариқ, алгоритм барои кам кардани садо - пикселҳо дар бораи минтақаҳои торикии чаҳорчӯба маълумоти бештар ҷамъ меорад, ки дар он ҷо бо баъзе сабабҳо камера тамоми маълумотро ҷамъ карда натавонист ва хато кард.
Ин ба он монанд аст, ки агар шумо намедонистед, ки капибара чӣ гуна аст ва шумо аз панҷ нафар хоҳиш кардаед, ки онро тавсиф кунанд, ҳикояҳои онҳо тақрибан якхела хоҳанд буд, аммо ҳар як ҷузъиёти беназирро зикр мекунад. Бо ин роҳ шумо маълумоти бештареро ҷамъ меоваред, на танҳо пурсидан. Бо пикселҳо низ ҳамин тавр аст.
Илова кардани фоторамкаҳое, ки аз як нуқта гирифта шудаанд, ҳамон эффекти дурударозии қалбакиро ба мисли ситораҳои дар боло овардашуда медиҳад. Намоиши даҳҳо кадрҳо ҷамъбаст карда мешавад, дар як хатогӣ дар дигараш кам карда мешавад. Тасаввур кунед, ки барои ноил шудан ба ин чанд маротиба шумо бояд пардаи DSLR-ро пахш кунед.
Танҳо ҳалли масъалаи ислоҳи автоматии ранг боқӣ монд - фоторамкаҳое, ки дар торикӣ гирифта шудаанд, одатан комилан зард ё сабз мешаванд ва мо як навъ фаровонии рӯзро мехоҳем. Дар версияҳои аввали HDR+, ин танҳо тавассути тағир додани танзимот, ба монанди филтрҳои Instagram, ҳал карда шуд. Сипас онҳо шабакаҳои нейронро ба кӯмак даъват карданд.
Ҳамин тавр, "Нигоҳи шаб" пайдо шуд - технологияи "аксгирии шабона" дар Pixel 2 ва 3. Дар тавсиф онҳо мегӯянд: "Усулҳои омӯзиши мошинсозӣ дар болои HDR+ сохта шудаанд, ки Night Sight кор мекунанд." Дар асл, ин автоматикунонии марҳилаи ислоҳи ранг аст. Мошин дар маҷмӯаи аксҳои "пеш" ва "баъд аз" таълим дода шуд, то аз ҳама гуна аксҳои каҷҳои торик як зебои зебо созад.
Воқеан, маҷмӯаи маълумот дастраси умум гардид. Шояд бачаҳои Apple онро гиранд ва дар ниҳоят белҳои шишагини худро дар торикӣ дуруст аксбардорӣ кунанд.
Илова бар ин, Night Sight ҳисобкунии вектори ҳаракати объектҳоро дар чаҳорчӯба барои ба эътидол овардани норавшание, ки бешубҳа бо суръати тӯлонии парда ба амал меояд, истифода мебарад. Ҳамин тариқ, смартфон метавонад қисмҳои равшанро аз дигар чаҳорчӯба гирифта, ширеш кунад.
Стекинги ҳаракат - панорама, суперзум ва паст кардани садо
Панорама барои сокинони дехот машхур аст. Таърих то ҳол ҳеҷ гуна ҳолатҳоеро намедонад, ки дар он акси ҳасиб ба ғайр аз муаллифи он каси дигар ҷолиб бошад, аммо онро сарфи назар кардан мумкин нест - барои бисёриҳо, дар ин ҷо ҷамъоварӣ дар ҷои аввал оғоз шудааст.
Аввалин роҳи муфиди истифодаи панорама ин ба даст овардани акси дорои қарори баландтар аз он аст, ки матритсаи камера имкон медиҳад, ки бо якҷоя кардани якчанд чаҳорчӯба. Суратгирон муддати тӯлонӣ нармафзори гуногунро барои аксҳои ба истилоҳ олӣ истифода мебаранд - вақте ки аксҳои каме ивазшуда байни пикселҳо якдигарро пурра мекунанд. Бо ин роҳ шумо метавонед тасвири ҳадди аққал садҳо гигапикселро ба даст оред, ки ин хеле муфид аст, агар ба шумо лозим аст, ки онро дар плакати таблиғотии андозаи хона чоп кунед.
Равиши дигари ҷолибтар ин Pixel Shifting мебошад. Баъзе камераҳои бе оина ба монанди Sony ва Olympus онро дар соли 2014 дастгирӣ карданд, аммо онҳо ба ҳар ҳол маҷбур буданд, ки натиҷаро дастӣ часпонанд. Навовариҳои маъмулии камераҳои калон.
Смартфонҳо дар ин ҷо бо як сабаби хандаовар муваффақ шуданд - вақте ки шумо акс мегиред, дастҳоятон меларзанд. Ин мушкили ба назар намоён барои татбиқи қарори олии маҳаллӣ дар смартфонҳо асос гузошт.
Барои фаҳмидани он ки ин чӣ гуна кор мекунад, шумо бояд дар хотир доред, ки матритсаи ягон камера чӣ гуна сохтор дорад. Ҳар як пиксели он (фотодиод) қодир аст, ки танҳо шиддати рӯшноиро, яъне шумораи фотонҳои воридшударо сабт кунад. Аммо, пиксел ранги худро (дарозии мавҷ) чен карда наметавонад. Барои ба даст овардани тасвири RGB, ба мо лозим омад, ки дар ин ҷо асобағол илова кунем - тамоми матритсаро бо як шабакаи пораҳои гуногунранг пӯшед. Татбиқи маъмултарини он филтри Байер номида мешавад ва имрӯз дар аксари матритсаҳо истифода мешавад. Ба расми зер монанд аст.
Маълум мешавад, ки ҳар як пиксели матритса танҳо R-, G- ё B-ро мегирад, зеро фотонҳои боқимондаро филтри Байер бераҳмона инъикос мекунанд. Он ҷузъҳои гумшударо тавассути ба таври дақиқ миёна кардани арзишҳои пикселҳои ҳамсоя эътироф мекунад.
Дар филтри Байер ҳуҷайраҳои сабз бештар мавҷуданд - ин бо муқоиса бо чашми инсон анҷом дода шудааст. Маълум мешавад, ки аз 50 миллион пиксел дар матритса сабз 25 миллион, сурх ва кабуд - 12,5 миллион ҳар кадомро мегирад. Боқимонда ба ҳисоби миёна ҳисоб карда мешаванд - ин равандро дебайеризатсия ё демозайкизатсия меноманд ва ин як асобачаи хандаовар дар рӯи он аст. ки ҳама чиз ором аст.
Дарвоқеъ, ҳар як матритса алгоритми маккоронаи патентшудаи демозайксияи худро дорад, аммо барои ҳадафҳои ин ҳикоя мо инро сарфи назар мекунем.
Дигар намудҳои матритсаҳо (масалан, Фовеон) то ҳол ба гунае даст наёфтаанд. Гарчанде ки баъзе истеҳсолкунандагон кӯшиш мекунанд, ки сенсорҳоро бе филтри Байер барои беҳтар кардани равшанӣ ва диапазони динамикӣ истифода баранд.
Вақте ки рӯшноӣ кам аст ё ҷузъиёти ашё хеле ночиз аст, мо маълумоти зиёдеро аз даст медиҳем, зеро филтри Байер фотонҳоро бо дарозии мавҷи номатлуб ошкоро буридааст. Аз ин рӯ, онҳо бо Pixel Shifting пайдо шуданд - матритсаро ба 1 пиксел ба боло-поён-рост-чап иваз мекунанд, то ҳама онҳоро дастгир кунанд. Дар ин ҳолат, акс 4 маротиба калонтар намешавад, чунон ки ба назар чунин мерасад, протсессор танҳо ин маълумотро барои дақиқтар сабт кардани арзиши ҳар як пиксел истифода мебарад. Ба ҳисоби миёна на аз ҳамсояҳои худ, балки беш аз чаҳор арзиши худ аст.
Чун ларзиши дасти мо ҳангоми аксбардорӣ дар телефон ин равандро натиҷаи табии месозад. Дар версияҳои охирини Google Pixel, ин чиз амалӣ карда мешавад ва вақте ки шумо масштабро дар телефон истифода мебаред, фаъол мешавад - он Super Res Zoom номида мешавад (бале, ба ман номи бераҳмонаи онҳо низ маъқул аст). Чиниҳо низ онро ба лафзи худ нусхабардорӣ карданд, гарчанде ки он каме бадтар шуд.
Ҷойгир кардани аксҳои каме ивазшуда дар болои якдигар ба шумо имкон медиҳад, ки маълумоти бештарро дар бораи ранги ҳар як пиксел ҷамъ кунед, ки маънои кам кардани садо, баланд бардоштани равшанӣ ва баланд бардоштани ҳаҷмро бидуни зиёд кардани шумораи физикии мегапикселҳои матритса дорад. Парчамҳои муосири Android ин корро ба таври худкор, бидуни он ки корбарони онҳо ҳатто дар бораи он фикр намекунанд.
Фокус stacking - ҳама гуна умқи майдон ва рефокус дар пас аз истеҳсолот
Ин усул аз аксбардории макро бармеояд, ки дар он умқи ками майдон ҳамеша мушкилот буд. Барои он ки тамоми объект дар фокус қарор дошта бошад, шумо бояд якчанд чаҳорчӯбаеро бо тағир додани фокус ба пеш ва бозгашт гирифта, сипас онҳоро ба як чорчӯбаи тез пайваст кунед. Ҳамин усулро аксар вақт суратгирони манзара истифода мебурданд, ки пеш ва заминаро мисли дарунрав тез мегардонд.
Ҳамаи инҳо низ ба смартфонҳо гузаштанд, гарчанде ки бесарусомониҳои зиёд надоранд. Соли 2013 Nokia Lumia 1020 бо "Refocus App" ва дар соли 2014 Samsung Galaxy S5 бо режими "Фокуси интихобӣ" бароварда шуд. Онҳо аз рӯи ҳамон схема кор мекарданд: бо пахш кардани тугма зуд 3 акс гирифтанд - яке бо фокуси "муқаррарӣ", дуюм бо фокус ба пеш ва сеюм бо фокус ба ақиб. Барнома чаҳорчӯбаҳоро ба ҳам мувофиқ кард ва ба шумо имкон дод, ки яке аз онҳоро интихоб кунед, ки он ҳамчун назорати фокуси "воқеӣ" дар пас аз истеҳсол таъриф карда мешуд.
Коркарди минбаъда вуҷуд надошт, зеро ҳатто ин хаки оддӣ кофӣ буд, ки боз як мехи дигарро ба сарпӯши Литро ва ҳамсолони он бо тамаркузи ростқавлашон бизанад. Дар омади гап, биёед дар бораи онҳо сӯҳбат кунем (мастери гузариш 80 lvl).
Матрицаҳои ҳисоббарорӣ - майдонҳои равшан ва пленоптика
Тавре ки мо дар боло фаҳмидем, матритсаҳои мо даҳшат дар асобагон мебошанд. Мо акнун ба он одат кардаем ва кӯшиш мекунем, ки бо он зиндагӣ кунем. Сохтори онҳо аз ибтидои замон каме тағйир ёфтааст. Мо танҳо раванди техникиро такмил додем - мо масофаи байни пикселҳоро кам кардем, бар зидди садои интерференсия мубориза бурдем ва пикселҳои махсусро барои автофокуси фаза муайян кардем. Аммо агар шумо ҳатто гаронбаҳотарин DSLR-ро гиред ва кӯшиш кунед, ки гурбаро бо он дар равшании ҳуҷра акс кунед - гурба, нармтар карда гӯем, ғолиб хоҳад шуд.
Мо кайҳо боз кӯшиш мекардем, ки чизи беҳтареро ихтироъ кунем. Кӯшишҳо ва таҳқиқоти зиёде дар ин самт барои "сенсори ҳисоббарорӣ" ё "сенсори ғайрибайерӣ" ҷустуҷӯ карда мешаванд ва ҳатто мисоли Shifting Pixel-ро метавон ба кӯшишҳои такмил додани матритсаҳо бо истифода аз ҳисобҳо мансуб кард. Аммо, ҳикояҳои умедбахш дар бист соли охир ба мо маҳз аз ҷаҳони ба истилоҳ камераҳои пленоптикӣ омадаанд.
Барои он ки шумо аз интизории калимаҳои мураккаби дарпешистода хоб нашавед, ман ба инсайдер хоҳам дод, ки камераи охирини Google Pixel танҳо "каме" пленоптикӣ аст. Ҳамагӣ ду пиксел, аммо ҳатто ин ба он имкон медиҳад, ки умқи оптикии чаҳорчӯбаро ҳатто бидуни камераи дуюм, мисли дигарон ҳисоб кунад.
Пленоптика аслиҳаи пуриқтидорест, ки ҳанӯз оташ нагирифтааст. Дар ин ҷо як истиноди яке аз охирини дӯстдоштаи ман аст. , ки ман мисолҳоро аз куҷо гирифтам.
Камераи пленоптикӣ - ба наздикӣ
Соли 1994 ихтироъ шуда, соли 2004 дар Стэнфорд ҷамъоварӣ шудааст. Аввалин камераи истеъмолӣ Lytro соли 2012 бароварда шуд. Саноати VR ҳоло бо технологияҳои шабеҳ фаъолона озмоиш мекунад.
Камераи пленоптикӣ аз камераи муқаррарӣ танҳо дар як модификация фарқ мекунад - матритсаи он бо шабакаи линзаҳо фаро гирифта шудааст, ки ҳар яки онҳо якчанд пикселҳои воқеиро фаро мегиранд. Чизе монанди ин:
Агар шумо масофаро аз шабака то матритса ва андозаи диафрагма дуруст ҳисоб кунед, тасвири ниҳоӣ кластерҳои равшани пикселҳо дорад - як навъ мини-версияҳои тасвири аслӣ.
Маълум мешавад, ки агар шумо, масалан, аз ҳар як кластер як пиксели марказӣ гиред ва тасвирро танҳо бо истифода аз онҳо часпонед, он аз он чизе, ки бо камераи муқаррарӣ гирифта шудааст, фарқе нахоҳад дошт. Бале, мо ҳалли худро каме гум кардем, аммо мо танҳо аз Sony хоҳиш мекунем, ки дар матритсаҳои нав мегапикселҳои бештар илова кунад.
Шавқовар танҳо оғоз мешавад. агар шумо аз ҳар як кластер як пиксели дигар гиред ва расмро дубора якҷоя кунед, шумо дубора акси муқаррарӣ хоҳед гирифт, танҳо гӯё ки он бо гузариш аз як пиксел гирифта шуда бошад. Ҳамин тариқ, бо кластерҳои 10 × 10 пиксел, мо 100 тасвири объектро аз нуқтаҳои "каме" гуногун мегирем.
Андозаи кластер калонтар маънои тасвирҳои бештар дорад, аммо ҳалли камтар. Дар ҷаҳони смартфонҳо бо матритсаҳои 41-мегапикселӣ, гарчанде ки мо метавонем ба ҳалли каме беэътиноӣ кунем, ҳама чиз маҳдудият дорад. Шумо бояд мувозинатро нигоҳ доред.
Хуб, мо камераи пленоптикиро ҷамъ кардем, пас ин ба мо чӣ медиҳад?
Тамаркузи ростқавл
Хусусияте, ки ҳама рӯзноманигорон дар мақолаҳо дар бораи Литро садо медоданд, ин қобилияти ростқавлона танзим кардани фокус дар пас аз истеҳсол буд. Бо одилона мо дар назар дорем, ки мо ҳеҷ гуна алгоритмҳои нофаҳмо истифода намебарем, балки танҳо пикселҳои дар даст доштаро истифода мебарем, онҳоро аз кластерҳо бо тартиби зарурӣ интихоб мекунем ё ба ҳисоби миёна ҳисоб мекунем.
Аксгирии RAW аз камераи пленоптикӣ аҷиб менамояд. Барои аз он ҷипи тези муқаррарӣ берун кардан, шумо бояд аввал онро ҷамъ кунед. Барои ин, шумо бояд ҳар як пиксели ҷипро аз яке аз кластерҳои RAW интихоб кунед. Вобаста аз он, ки мо онҳоро чӣ гуна интихоб мекунем, натиҷа тағйир меёбад.
Масалан, кластер аз нуқтаи паҳншавии чӯби аслӣ ҳар қадар дуртар бошад, ҳамон қадар ин нур аз фокус дуртар аст. Зеро оптика. Барои ба даст овардани тасвири аз рӯи фокус ивазшаванда, мо бояд танҳо пикселҳоро дар масофаи дилхоҳ аз аслӣ интихоб кунем - наздиктар ё дуртар.
Со сдвигом фокуса на себя было сложнее — чисто физически таких пикселей в кластерах было меньше. Сначала разработчики даже не хотели давать пользователю возможность фокусироваться руками — камера сама решала это программно. Пользователям такое будущее не понравилось, потому фичу добавили в поздних прошивках под названием «креативный режим», но сделали рефокус в нем сильно ограниченным ровно по этой причине.
Харитаи амиқ ва 3D аз як камера
Яке аз амалҳои оддитарин дар пленоптика гирифтани харитаи амиқ аст. Барои ин ба шумо лозим аст, ки ду чаҳорчӯбаи гуногунро ҷамъ кунед ва ҳисоб кунед, ки объектҳои дар онҳо ҷойгиршуда чӣ қадар кӯчонида мешаванд. Гузариши бештар маънои дуртар аз камераро дорад.
Google ба наздикӣ Lytro-ро харид ва кушт, аммо технологияи онҳоро барои VR ва... барои камераи Pixel истифода бурд. Аз Pixel 2 сар карда, камера бори аввал "каме" пленоптикӣ шуд, гарчанде ки кластерҳои ҳамагӣ ду пиксел доранд. Ин ба Google имкон дод, ки мисли ҳама бачаҳо камераи дуюмро насб накунад, балки харитаи чуқуриро танҳо аз як акс ҳисоб кунад.
Харитаи амиқ бо истифода аз ду чаҳорчӯба сохта шудааст, ки аз ҷониби як субпиксел иваз карда шудаанд. Ин барои ҳисоб кардани харитаи амиқи бинарӣ ва ҷудо кардани замина аз замина ва норавшан кардани охирин дар бокеи ҳозира кофист. Натиҷаи чунин қабатбандӣ инчунин тавассути шабакаҳои нейронӣ, ки барои беҳтар кардани харитаҳои амиқ омӯзонида шудаанд, ҳамвор ва "беҳбуд" карда мешавад (ва тавре ки бисёриҳо фикр мекунанд, норавшан нестанд).
Ҳилла дар он аст, ки мо пленоптикаро дар смартфонҳо қариб ройгон гирифтем. Мо аллакай линзаҳоро ба ин матритсаҳои ночиз гузоштаем, то ки ҷараёни рӯшноиро бо ягон роҳ зиёд кунем. Дар Pixel-и навбатӣ, Google нақша дорад, ки минбаъд пеш равад ва чор фотодиодро бо линза пӯшонад.
Манбаъ: 3dnews.ru