Ночной режим съемки является одной из самых крутых и полезных функций, которая работает, как настоящая магия, позволяя владельцам смартфонов делать действительно потрясающие фотографии.
В этой статье детально разберем, что такое ночной режим съемки, и заглянем под капот этой технологии, и узнаем о принципах ее работы.
Как было раньше?
Съемка при плохом освещении являлась головной болью для владельцев мобильных устройств прямо с самого момента появления камер в этих самых мобильных устройствах.
Sony Ericsson Z600 – это один из первых массовых телефонов со встроенной камерой, который поступил в продажу в далеком 2003 году. И вот так выглядит фотография, сделанная на этот телефон.
Да, в те времена, если что-то мобильное умело фотографировать, то это уже было невероятное технологическое чудо. И в Z600 тоже есть ночной режим – выглядит это вот так:
Технически операционка просто повышает ISO, то есть чувствительность матрицы к свету, что катастрофически влияет на качество снимка, добавляя огромное количество шумов. Но зато так можно разглядеть хоть что-то на этих кадрах.
Современный ночной режим работает примерно по похожему принципу, только все это приправлено магией искусственного интеллекта и более современных технологий.
Эволюция камер
За следующие 15 лет камеры в телефонах и смартфонах проделали огромный путь и научились делать очень достойные снимки днем,. Но ведь самое интересное в жизни происходит преимущественно вечером или ночью, а вот съемка в сложных условиях освещения все равно была непосильной задачей для мобильных устройств.
Но все изменилось в 2019 году с выходом линейки iPhone 11 – более производительные чипы, развитие нейронных сетей, разработка новых алгоритмов обработки фотографий, более продвинутые сенсоры и линзы – все это позволило реализовать ту самую функцию ночной съемки в Айфонах.
В Купертино, как это обычно бывает, не были первыми, так как годом ранее Google представила свою ночного режима под названием Night Sight. Хотя, несмотря на разные названия, суть была примерно одинаковой.
Зачем камере свет?
Но прежде, чем мы углубимся в подробности работы ночного режима, стоит сказать пару слов о работе самой камеры и некоторых важных терминах, чтобы в дальнейшем все было просто и понятно.
Из чего состоит любая камера? В упрощенном варианте это объектив с набором линз и матрица.
Матрица – это что-то типа пленки в старом фотоаппарате, которая состоит из миллиона светочувствительных элементов, они же пиксели. А для того, чтобы получилось любая фотография, камере нужен свет. Как и человек, в темноте она ничего не видит.
Каждый пиксель матрицы при попадании на него света вырабатывает электрический сигнал пропорционально интенсивности светового потока. Грубо говоря, благодаря попаданию света на матрицу и получается фотография.
И чем больше физический размер матрицы, тем лучше. Крупный датчик способен улавливать больше светового потока за определенный период времени, то есть работать с высокими разрешениями ISO без шумов.
Именно поэтому крохотная Sony Ericsson Z600 превращала снимки в кашу при увеличенном значении ISO.
Логично предположить, что если поставить в смартфон матрицу покрупнее, то и качество фотографий тоже возрастет. Именно так и поступали производители смартфонов.
Но в любом случае, дело в размере матрицы.
Смартфон – это небольшое устройство, внутри его корпуса просто мало места. Физически невозможно поставить внутрь матрицу, как в полноценном фотоаппарате. Точнее возможно, но такие решения, мягко говоря, не особо популярны.
Есть и другой способ улучшить качество съемки – увеличить выдержку, то есть время, в которое матрица подвергается воздействию света. В этом случае возникает другая проблема – даже малейшее движение руки приведет к размытию кадра. А сам способ применим только для абсолютно статичных объектов.
В итоге, если просто увеличить ISO, то фотография получается, мягко говоря, не очень – слишком темной или слишком блеклой с большим количеством шумов. А при использовании долгой выдержки смартфон нужно ставить на штатив или закреплять каким-нибудь другим способом.
Как работает Ночной режим?
В итоге у производителей смартфонов было несколько классических способов, как улучшить фотографию при слабом освещении. Достаточно продвинутые, но все-таки небольшие по размеру камеры и большое желание продать нам с вами очередной новый смартфон – непростая задача. И решение этой проблемы было крайне элегантное.
Инженеры и разработчики подумали: а что если сделать не одно фото с завышенными значениями ISO или выдержки, а очень много одинаковых снимков, но с разными настройками этих параметров. А потом все это объединить в одну фотографию.
В результате одни снимки будут темными, но с большим количеством деталей; другие – ярче, но с большим количеством шумов, и так далее. Затем операционная система смартфона выравнивает и объединяет эти фотографии в один сбалансированный красивый снимок с минимальным количеством шумов и артефактов.
Звучит просто, но почему это нельзя было сделать раньше? А все дело в тех самых мощных чипах, искусственном интеллекте, нейронном процессоре и прочих аналогичных штуках, которые появились в современных смартфонах относительно недавно.
Старым телефонам или смартфонам банально не хватало мощности, чтобы моментально производить такие вычисления и операции. К тому же ночной режим – это не только про “слепить много разных фотографий в одну”, помимо этого нейронные сети занимаются и дорисовкой утраченных деталей.
Я думаю, что вы видели, на что сегодня способны нейросети, которые могут даже нарисовать картину просто по вашему описанию. Грубо говоря, искусственный интеллект проявляет некоторую “фантазию”.
Количество снимков и их параметры определяются алгоритмами системы с учетом условий съемки. Чем они сложнее, тем больше кадров нужно сделать, и тем больше времени требуется потратить на их обработку.
Поэтому иногда с момента нажатия кнопки затвора до получения итогового снимка может уйти 5 или даже 10 секунд.
При этом несмотря на то, что искусственный интеллект может компенсировать небольшое дрожание рук, но каждой технологии все равно есть свой определенный предел. Поэтому в особо сложных условиях до сих пор требуется держать смартфон максимально неподвижно.
Во многом это ограничение напоминает то, с чем мы сталкиваемся при съемке с длинной выдержкой. Но ваш смартфон очень старается собрать максимально качественную фотографию из имеющихся данных. И несмотря на некоторые недостатки, ночной режим крайне эффективен, позволяя владельцам смартфонов делать действительно потрясающие фотографии.
Теперь вы знаете, как работает эта функция. На сегодня ночной режим съемки является той самой функции, об успехах которой нам рассказывают на каждой презентации. Уверен, что такая тенденция сохранится.
А по мере развития нейронных сетей и прочих искусственных интеллектов производители будут улучшать эту технологию. Возможно в скором времени ночной режим появится и в видео, как это произошло с киноэффектом, портретным режимом. Я думаю, что ждать осталось недолго.
