Pixel和单反的对决-谷歌实验室

这是一篇来自谷歌工程师 Florian Kainz 的文章。文中详细记述了他如何尝试用 Google Nexus 6P 在低光下挑战单反的拍摄效果,在技术上有一定的参考价值。本文由IT派对翻译并编辑自:《Experimental Nighttime Photography with Nexus and Pixel》

Pixel的相机一直是谷歌的一大焦点。谷歌计划在Pixel中解决低光环境下拍摄问题。Pixel 2“相机像素不会太高,但将通过更多功能弥补这一不足”。谷歌在对多款配置不同芯片的Pixel版本进行测试,高配版本将配置高通骁龙83X,其他版本则配置英特尔芯片。联发科的芯片也是谷歌的一个备选方案。本期IT派对带领大家一同提前一览GooglePixel2相机表现。

谷歌在内部测试“数款”被称作“Pixel 2B”的原型设备,其发布时间将与“Pixel 2同步或稍晚”。“Pixel 2B”配置更低,价格也更低,“面向不同市场”。谷歌此举,也是希望不把Pixel局限在高端市场,让所有市场的人士都能体会到谷歌的诚意。

Florian Kainz 是 Google Daydream 团队(VR)的软件工程师。一天,他在旧金山以北的马林岬(Marin Headlands)用一台专业的单反相机、一个颗笨重的镜头和一个三脚架,拍摄了一张金门大桥和城市后面的灯光的照片。


使用 Canon 1DX 拍摄的金门大桥夜景↑

他得意地跑去给自己在 Gcam(Google 专注于计算机图像的研究团队)的朋友看这张照片。朋友看过之后,向他发起了一个挑战——手机能不能拍摄出同样的效果?

FlorianKainz 很清楚目前手机摄影方面的进步,他也想搞清楚这个问题,于是开始了手机拍摄夜景的实验。


第一次实验为了更加利于分析数据:他自己写个 App,他动手写了一个简单的 Android 相机应用程序,手动控制曝光时间、ISO(感光度) 和对焦距离。相机的曝光时间被设置在了数秒钟,且按下一次快门能够记录下 64 张图像(而 Pixel 和 Nexus 相机的 HDR+ 模式只能合成 10 张)。

为了测试这款应用程序,在一个满月的夜晚,作者去了旧金山西北约三十英里的加利福尼亚海岸的 Point Reyes 灯塔。他用 Nexus 6P 拍摄这座灯塔,用 ISO 1600 的感光度记录了 32 个镜头,每张照片的拍摄时间为 4 秒钟。回到办公室,他将原始文件加载到 Photoshop 中。虽然单张照片的噪点多,但作者通过 Photoshop 合成了这 32 张照片,得到了最终的图像,看起来非常不错。


使用 GoogleNexus6P 拍摄的 PointReyes 灯塔↑

作者对于这次实验非常满意。虽然灯塔的亮光部分被过度曝光了,但其余的场景都非常好,噪点低且具有令人愉悦的自然色。

不过拍摄灯塔照片时,灯塔的光线依旧比较充足,于是作者准备尝试拍摄光照更低的环境——月光下的星空。

第二次实验:开始挑战低光。拍摄星空和拍摄灯塔并不一样。虽然两到四秒的曝光可以轻松捕捉到明亮的星星,但星星并不是绝对静止的,它们会随着地球的公转和自转发生角度的变化。不过,幸好这个过程足够缓慢,几秒钟的曝光间歇是几乎察觉不到的。但是,当拍摄达到几十帧时,最终合成图像上会出现星轨(下左)。当然,我们可以通过移动和旋转照片可以将星星对齐,而避免出现星轨。不过,又会出现新的问题:天空干净了,星星清晰了,但地面由于照片的选择而变得模糊(下右)。


星星对齐前后对比照片↑

要想得到一张完美的星空,我们可以将上面的两张照片拼合。一个地面很清晰,一个天空很清晰。作者最终得到一张完美的图片:


使用 GooglePixel 拍摄的户外夜景↑

第三次实验:极限低光。如果在只有星光,没有月光,附近没有人造光源,也没有遥远城市发出的背景光的极限低光照中,手机还能拍出好看的照片吗?

为了找到这样的环境,作者开车到了加利福尼亚海岸,那里的夜晚将会非常纯净。作者将 Pixel 手机对准星空,使用 ISO 12800 的感光度拍摄了 64 张 2 秒曝光的照片。


使用 GooglePixel 拍摄的星空↑

这张照片虽然称不上完美,但也应该是手机目前能拍摄的极限低光条件了。

照片里,天蝎座和射手座清晰可见。但是海平面已经消失,更不要说海上的礁石了。这主要是由于 Pixel 单张 2 秒曝光时长的限制。如果能将曝光时长提高到 8 到 10 秒钟,星星仍然不会有明显的运动模糊。 但随着曝光时间的延长,可以设置较低的 ISO 感光度,从而大大降低单张照片的噪点,得到更清晰和更详细的最终图像。

回到最初的挑战:拍摄金门大桥

这张照片的分辨率虽然不如数码单反相机拍摄,但图像质量令人惊讶得好。照片上也没有太多可见的噪点,捕获动态范围非常饱和。除了局部的过度曝光,整体非常不错。

通过这样一个有趣的实验说明了,使用手机进行户外夜景拍摄是可能的。然而,目前只能借助手机完成拍摄,如果要得到最终清晰的照片,仍需要导入到桌面计算机上进行大量仔细的后期处理。这个过程对于普通人显然太过麻烦。如果今后能直接使用手机完成,一定是令人兴奋的。

不管怎样Google的Pixel可谓令人惊叹,凭借原生的Android系统,出众的外观设计,出色的人工智能助手服务,以及拍摄质量一流的摄像头,相信pixel会是不少极客们的菜。随着2017年5/17谷歌的I/O大会的来临,相信到时候pixel2的真身不会让大家失望

IT派对-小编 Author

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文章评论

    IT派对-小编

    (2017年4月26日 - 下午11:31)

    与你一起期待5/17的Google开发者大会

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