Portretų (bokeh) rėžimas – kaip visai tai veikia skirtinguose išmaniuose telefonuose?

Paskelbė:   Admin | 2018-01-20
Portretų (bokeh) rėžimas – kaip visai tai veikia skirtinguose išmaniuose telefonuose?
0 Pasidalinimai
200 Peržiūros
Išmaniųjų telefonų kameros žengia beprotiškais žingsniais į priekį. Praėjusiais metais rinkoje atsirado tokie telefonai kaip „Google Pixel“, „iPhone X“ ar „Samsung Galaxy Note 8“, kurie fotografuoja išties puikiai ir dažnai yra pasirenkami vietoj profesionalių fotoaparatų. Viena naujovių, kurie telefonuose atsirado visai neseniai – portretų rėžimas, kuris kitaip yra žinomas kaip bokeh efektas. Šiandien pažvelkime į bokeh efektą išsamiau ir pabandykime išsiaiškinti kaip tai veikia ir kaip skirtingais būdais jis yra sukuriamas.

Fokusavimas išmaniųjų telefonų kamerose

Norėdami suprasti, kaip veikia fokusavimas, įsivaizduokime paprastą lęšį. Kuo didesnis jo skersmuo, tuo greičiau šviesos spinduliai nukrypsta nuo pradinio kelio. Dėl to objektai, esantys už ryškumo zonos, kameros sensoriuje fiksuojami ne aiškiais taškais, o apskritimais, kurių skersmuo didėja, didėjant lęšio skersmeniui. Nuotraukos sritys, kuriose tokio apskritimo skersmuo yra didesnis už sensoriaus taško dydį, laikomos nesufokusuotomis. Kitas svarbus parametras – židinio nuotolis. Tai atstumas tarp lęšio ir sensoriaus. Kuo didesnis lęšio židinio nuotolis, tuo mažesnė ryškumo zona. Kadangi išmaniųjų telefonų lęšiai ir sensoriai yra labai maži, kalbant apie židinio nuotolį įvedamas ekvivalentinis 35 mm židinio nuotolis. Šis dydis apibūdina židinio nuotolį, kurio reikėtų norint išgauti tokio pat kampo nuotrauką naudojant standartinę kamerą su 36 x 24 mm sensoriumi. Paprastais telefonuose ekvivalentinis židinio nuotolis būna 24 ar 26 mm. Realus telefono kameros plataus kampo lęšio židinio nuotolis yra 4 – 4,5 mm. Dėl itin mažo skersmens lęšių, ir labai mažų židinio nuotolių, išmaniųjų telefonų kamerų kardo ryškumo gylis visuomet didelis. Žinoma, kadro ryškumo gylis taip pat priklauso ir nuo atstumo iki fotografuojamo objekto. Kuo mažesnis atstumas, tuo selektyvesnis tampa ryškumo gylis. Šį efektą turėjote pastebėti darydami nuotraukas macro rėžimu.

Vaizdo apdorojimas procesoriuje kompensuoja objektyvo dydį

Jeigu fotoaparatuose norimi efektai paprastai išgaunami naudojant skirtingus objektyvo parametrus, tai išmaniuosiuose telefonuose tam pasitelkiamas skaitmeninis vaizdų apdorojimas, kurį efektyviai atlieka telefono procesorius.  Siekiant sukurti sulieto fono efektą nuotraukose, darytose telefonu, kamera turi atskirti pirmą planą nuo antro (fono). Kuo aiškesnė skiriamoji riba, tuo įspūdingesnį sulieto fono efektą galima išgauti. Žinoma, šis metodas turi savų trūkumų. Pavyzdžiui, portretinėse nuotraukose žmogaus plaukai gali būti palaikyti fonu ir todėl patenka už ryškumo zonos ribų. Taip pat bokeh (gražaus sulieto fono) vaizdo efektams didele kliūtimi tampa akiniai. Už jų esantis fonas paprastai priskiriamas pirmam planui ir išlieka ryškus. Tokių problemų neiškyla įprastiniuose fotoaparatuose, kadangi ryškumo zona ten priklauso nuo fizinių objektyvo parametrų. Pritaikyti bokeh efektą išmaniuosiuose telefonuose bandyta anksčiau – „HTC One (M8)“ ir „Nokia Windows Phone“ įrenginiuose. Deja, kokybiškam rezultatui pasiekti nepakako nei nuotraukų kokybės, nei vaizdo apdorojimo greičio. Dėl šių priežasčių prie idėjos buvo sugrįžta tik pastaruoju metu. Šiuo metu dauguma telefonų gamintojų siūlo telefonus, taikančius bokeh efektą nuotraukose.

Bokeh efektas išgaunamas dviguba kamera

Pirmasis telefono modelis, kuriame panaudota dviguba kamera, buvo „HTC One (M8)“. Šiuo metu labai daug modelių naudoja tokį pat sprendimą. Dviguba kamera padeda suformuoti kadro gylių žemėlapį. Panašiai veikia žmogaus organizmas – dvi akys ir smegenys formuoja vaizdą ir išskiria arčiau ir toliau esančius objektus. Telefone smegenų funkciją atlieka programinė įrangą, kuri pritaiko sulieto fono efektą antrame plane esančioms kadro zonoms. Vienodo židinio nuotolio kameros „Huawei“, „Honor“, „Nokia“ ir „Motorola“ telefonuose naudojamos kameros turi vienodą židinio nuotolį, t.y. jų lęšiai yra sumontuoti vienodu atstumu nuo sensoriaus. Tai leidžia pritaikyti bokeh efektą plataus kampo nuotraukoms. Pigesniuose modeliuose, tokiuose kaip „Honor 7X“. antroji kamera turi nedidelę 2 MP raišką, todėl naudojama tik kadro gylio žemėlapiui formuoti. Dvigubos kameros paskirtis nėra vien tik bokeh efekto kūrimas. Pavyzdžiui, „Huawei Mate 10 Pro“ telefono antrasis sensorius fiksuoja didelės raiškos nespalvotą vaizdą tam, kad pagrindinę spalvotą nuotrauką būtų galima papildyti informacija apie šviesumo zonas. Tai padeda pagerinti nuotraukos kokybę, kuomet naudojamas skaitmeninis priartinimas. Tuo tarpu telefone „OnePlus 5T“ antroji kamera suteikia papildomos informacijos fotografuojant naktį ir tai taip pat pagerina nuotraukų kokybę. Skirtingo židinio nuotolio kameros Telefonuose „Asus Zenfone 4“, „iPhone“ ar „OnePlus 5“ naudojamos dvi kameros, turinčios skirtingą židinio nuotolį. Dėl to, plataus kampo nuotraukose negalima išgauti bokeh efekto, kadangi antrosios kameros teleobjektyvo režimas neleidžia skurti gylių žemėlapio visam kadrui. Tačiau, teleobjektyvo režimu fotografuojamai nuotraukai galima sukurti kadro gylių žemėlapį naudojant plataus kampo kamerą. Toks apribojimas praktinių problemų nesukelia, kadangi fotografuojant teleobjektyvo režimu, kuomet naudojama kamera su didesniu židinio nuotoliu, gaunamos geresnės kokybės portretinės nuotraukos. Atskirai galima paminėti „Galaxy Note 8“. Šio telefono plataus kadro sensorius leidžia realizuoti dvigubo taško autofokusavimą. Tai leidžia bent jau teoriškai pritaikyti bokeh efektą nenaudojant antros kameros. Kiti technologiniai sprendimai Rinkoje galima atrasti kitokių technologinių sprendimų, kuomet kadro gylių žemėlapiui sudaryti nereikia antros kameros. Pavyzdžiui, „iPhone X“ kamera naudoja infraraudonuosius spindulius, kad suvoktų aplinką ir išskirtų žmogaus veidą. Huawei taip pat naudoja panašią technologiją. „Asus Zenfone AR“ ir „Lenovo Phab 2 Pro“ šalia kameros turi įmontuotą TOF sensorių, todėl aplinka skanuojama IR lazeriu. Šią technologiją, žinomą „Project Tango“ pavadinimu, gana stipriai reklamuoja „Google“, tačiau kol kas ji labai plačiai nepaplito.

Bokeh efektas išgaunamas viena kamera

Ar pastebėjote, kad užmerkę vieną akį, gylį ir atstumus, tarp aplinkoje esančių daiktų, suvokiate ribotai?  Jei taip, tuomet turėtų kilti klausimas, kaip išmanieji telefonai, turintys tik vieną kamerą atskiria pirmą planą nuo antro. Jau minėtas „Windows Phone“ turėjo labai naudingą programėlę – „Refocus“. Naudojantis ja buvo galima daryti nuotraukas pasirenkant norimą fokusavimą tašką. Pakakdavo pirštu spustelėti ant norimos fokusavimo vietos programėlės ekrane. Nors pati funkcija buvo gera ir kokybiška, ji buvo labai lėta ir mažai praktiška. Tačiau šiuo metu tiek programinė tiek aparatinė įranga patobulėjo, todėl panašūs sprendimai tapo lengviau realizuojami. „Google Pixel 2“ telefone bokeh efektas sukuriamas naudojant tik vieną kamerą. Funkcijos realizaciją atlieka „IMX2362“ sensorius, kuriame naudojama dvigubo taško autofokusavimo technologija. Technologijos principas paprastas. Kiekvienas sensoriaus taškas yra padalintas į dvi dalis, todėl kaip ir telefonuose su dviguba kamera, galima gauti du to paties kadro vaizdus. Technologinis tokio sprendimo įgyvendinimas yra sudėtingesnis, lyginant su dvigubos kameros sprendimu, kadangi skirtumas tarp dviejų formuojamų to paties kadro vaizdų yra ne keli centimetrai, kaip yra dvigubos kameros atveju, o pusė lęšio skersmens. Todėl konkretaus taško vaizdui išgauti reikia pasitelkti tiek kadro gylių žemėlapį, tiek dirbtinio intelekto funkcijas, skirtas vaizdams apdoroti. Pavyzdžiui, „Samsung Galaxy S8“ ir „S8+“ telefonuose, kuriuose naudojamas sensorius su dvigubo taško autofokusavimo sistema, kol kas bokeh efektą naudoja tik makro rėžimu daromose nuotraukose. Tačiau kalbama, kad po naujojo „Android Oreo“ atnaujinimo „Samsung Duos“ telefonuose ši funkcija turėtų atsirasti. Kiti telefonai, tokie kaip „HTC U11“ ar „Moto G5 Plus“ taip pat neturi bokeh funkcijos, tačiau juose naudojamas sensorius tokias galimybes turi, todėl jeigu gamintojai išleistų tam skirtą programinės įrangos atnaujinimą, bokeh funkciją būtų galima naudoti.

Parašyti komentarą