怎麼提升手機暗光拍攝效果？谷歌有了新進展

資料來源 | Google Research Blog

作者 | 張晟瑞

GOOGLE，這家頂級科技公司在圖像技術研究領域從未止步。在推出「史上最強拍照手機」PIXEL XL 以後，谷歌最近又在手機暗光拍攝方面有了新進展，故事是這樣的：

當谷歌軟體工程師 Florian Kainz 向朋友炫耀他用佳能 EOS-1 D X 單反拍攝的夜景風光照片時，這位來自 Gcam 團隊的朋友表示不服。於是他倆來了個挑戰：用智能手機和相機拍同樣的低光環境，誰的控噪能力更強。

先看佳能旗艦級 135 單反的拍攝效果：

光圈 f/2.8，快門 4s，ISO 400，使用佳能 EOS-1 D X Mark II 和蔡司 Otus 28mm f/1.4 ZE 拍攝

放大截圖

谷歌手機表現如何呢？請看下面這張——

光圈 f/2.0，快門 4s，ISO 1600，使用 Nexus 9P 手機拍攝

還有一張，滿月升起：

光圈 f/2.0，快門 1/6s，ISO 1600，使用 Nexus 9P 手機拍攝

老實說，無論是細節表現還是噪點水平，從手機屏幕上看，佳能 EOS-1 D X 和谷歌 Nexus 6P 拍出的照片區別並不大。

谷歌的黑科技真是了不起！下面我們就詳細聊聊：

這項研究成果剛剛發布在谷歌研究博客上（Google Research Blog）。實際上，與谷歌的 HDR 拍攝模式相類似，這項新技術（工程師開發了一款內測 App）將谷歌 HDR 原本的連續 10 幀記錄提升到連續 64 幀，經過後期的幀合成演算法，有效控制噪點。

按下手機的快門按鈕後，App 在幾秒內拍攝 64 張照片，並以 DNG 格式記錄下來。如果想獲得更好的效果，Florian Kainz 還提供了一個好辦法：除了 64 幀正常拍攝以外，再用黑膠帶遮住手機攝像頭，額外拍攝 32 幀純黑圖片。每幀純黑圖片用於模擬黑色電平校準電路的功能，可以消除因局部黑色電平變化帶來的網格偏差。

光圈 f/2.0，快門 1/10s，ISO 4800，使用 Google Pixel 手持拍攝，單幀噪點不忍直視，可以看到通過黑色電平校準後（左側暗部），高感效果好了很多。

通過這種演算法，能改善手機高感畫質嗎？我們先來科普一下「噪點」的類型和產生原理。

攝影愛好者都知道：對於同一塊感測器而言，感光度越高，產生的噪點就越多，畫面也就越不純凈。具體說來，噪點主要有以下兩種：

熱噪點：感測器在長時間曝光（3 分鐘以上）時，由於散熱不暢導致感測器升溫，部分像素點停止信息採集或數據溢出，這類噪點一般為亮點狀。

彩色噪點：在較高 ISO 時，產生電信號雜訊，由此帶來更多噪點。一般為紫色、綠色等彩色噪點，影響畫面細節表現。

Florian Kainz 使用這款 App 拍出的照片效果（以下照片均由 Florian 使用谷歌 Nexus 6P 手機和谷歌 Pixel 手機拍攝）——

光圈 f/2.0，快門 4s，ISO 1600，使用 Nextus 6P 手機拍攝，32 幀合成

光圈 f/2.0，快門 2s，ISO 6400，使用 Google Pixel 手機拍攝，64 幀合成

光圈 f/2.0，快門 2s，ISO 12800，使用 Google Pixel 手機拍攝，64 幀合成

可以看到，經過多幀合成（整整 32 幀或 64 幀）後的照片，效果非常好。畫面非常純凈，細節也都保留了下來。每幀的曝光時間是 2 秒，也就是說總共需要兩分鐘來拍攝一張照片，不算機內後期時間。

單幀拍攝效果

光圈 f/2.0，快門 2s，ISO 6400，32 幀合成效果

光圈 f/2.0，快門 2s，ISO 6400，最終效果

話說回來，放眼如今各大手機廠商，硬體上除了追求更大的光圈，就是在不斷普及雙攝的「旗艦標配」；而在軟體層面，多幀合成、精細摳圖、景深虛化等方面的演算法水平也在穩步提升。

只要有了強大的演算法和性能跟得上的處理器，用手機拍出畫面純凈的夜景大片，不成問題。無論如何，這對手機攝影愛好者而言，實在是一件值得期待的事。

*英文好的朋友們可以點擊閱讀原文，查看 Google Research Blog 上的完整文章：《Experimental Nighttime Photography with Nexus and Pixel》。

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究竟要花多少錢，才能讓感動黨們轉投索大好的懷抱？

（點上圖看詳情）

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