什么是计算摄影？

已发表: 2022-01-29

计算摄影是我们智能手机相机在过去十年中取得的大部分惊人进步的原因。以下是它的工作原理，以及它如何使我们的照片变得更好。

计算摄影的魔力

计算摄影使用数字软件来增强相机拍摄的照片。它最突出地用于智能手机。事实上，计算摄影在创建您在智能手机照片库中看到的精美图像方面做了繁重的工作。

过去几年智能手机摄像头的快速改进很大程度上归功于软件的改进，而不是物理摄像头传感器的变化。一些智能手机制造商，如苹果和谷歌，年复一年地不断提高其设备的拍照能力，而从未大幅改变物理相机传感器。

相机如何以数字方式拍摄照片大致可以分为两部分：物理组件和图像处理。物理组件是镜头捕捉照片的实际过程。这就是传感器尺寸、镜头速度和焦距等因素发挥作用的地方。正是在这个过程中，传统相机（如数码单反相机）才真正大放异彩。

第二部分是图像处理。这是软件使用计算技术来增强照片的时候。这些技术因手机和制造商而异。但是，通常，这些过程共同作用以创造出令人印象深刻的照片。

即使是最高端的手机也往往具有微型传感器和慢镜头，因为它们的尺寸。这就是为什么他们必须依靠图像处理方法来创建令人印象深刻的照片。计算摄影不一定比物理光学重要或重要。它只是不同。

然而，有些事情传统相机可以做到，而智能手机相机却做不到。这主要是因为它们比智能手机大得多，并且具有巨大的传感器和可更换镜头。

但也有一些智能手机数码相机可以做到传统相机无法做到的事情，而这一切都归功于计算摄影。

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智能手机可以使用一些计算摄影技术来创建出色的图像。其中最重要的是堆叠。这是一个相机在不同时间、不同曝光或焦距拍摄多张照片的过程。然后通过软件将它们组合起来，以保留每张图像的最佳细节。

Stacking 是过去几年在移动摄影软件中取得的大部分巨大进步的原因，它被用于大多数现代智能手机。它也是高动态范围 (HDR) 摄影所基于的技术。

由于照片的动态范围受限于特定镜头的曝光，因此 HDR 会以不同的曝光水平拍摄图像。然后，它结合最黑的阴影和最亮的高光，创建一张颜色范围更广的照片。

HDR 是任何高端智能手机相机的主要功能。

像素合并是具有高像素传感器的智能手机相机使用的另一个过程。它不是将不同的照片堆叠在一起，而是将相邻的像素组合成一张非常高分辨率的图像。最终输出被缩小为更详细但噪声更少的低分辨率图像。

当今出色的智能手机摄像头通常在神经网络上进行训练，这是一系列处理数据的算法。它旨在模拟人脑可以做什么。这些神经网络可以识别出一张好照片的构成要素，因此该软件可以创建出令人赏心悦目的图像。

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几乎我们用智能手机拍摄的每张照片都使用计算摄影来增强图像。然而，手机在过去几年中获得了以下显着特点，这些特点突出了其相机的软件处理能力：

夜间模式（或夜视）：此过程使用 HDR 处理技术来组合在不同曝光长度范围内拍摄的照片，以扩大在低光下拍摄的图像的动态范围。最终的照片将包含更多细节，并且看起来比单次曝光拍摄的照片更合适。
天文摄影：夜间模式的一种变体，此功能可在 Google Pixel 手机中使用。它允许相机拍摄夜空的详细图像，包括星星和天体。
纵向模式：此模式的名称各不相同。不过，一般来说，它会产生景深效果，模糊主体（通常是人）背后的背景。它使用软件分析物体相对于图像中其他物体的深度，然后模糊那些看起来更远的物体。
全景：大多数现代智能手机上可用的拍摄模式。它允许您将图像彼此相邻合成，然后将它们组合成一张大的高分辨率图像。
深度融合：在去年的 iPhone 11 上引入，此过程使用神经网络技术显着降低噪点并改善镜头的细节。它特别适合在室内中等到低光照条件下拍摄图像。
调色：手机软件用于自动优化您拍摄的任何照片的色调的过程。这甚至在您使用过滤器或在编辑应用程序中自己编辑之前完成。

上述功能的质量因制造商而异。特别是色调往往明显不同。谷歌设备采用更自然的方法，而三星手机通常采用高对比度、高饱和度的图像。

如果您想购买新的智能手机并且摄影对您很重要，请务必在线查看一些示例照片。这将帮助您选择适合您的手机。

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