什麼是計算攝影？

已發表: 2022-01-29

計算攝影是我們智能手機相機在過去十年中取得的大部分驚人進步的原因。以下是它的工作原理，以及它如何使我們的照片變得更好。

計算攝影的魔力

計算攝影使用數字軟件來增強相機拍攝的照片。它最突出地用於智能手機。事實上，計算攝影在創建您在智能手機照片庫中看到的精美圖像方面做了繁重的工作。

過去幾年智能手機攝像頭的快速改進很大程度上歸功於軟件的改進，而不是物理攝像頭傳感器的變化。一些智能手機製造商，如蘋果和谷歌，年復一年地不斷提高其設備的拍照能力，而從未大幅改變物理相機傳感器。

相機如何以數字方式拍攝照片大致可以分為兩部分：物理組件和圖像處理。物理組件是鏡頭捕捉照片的實際過程。這就是傳感器尺寸、鏡頭速度和焦距等因素發揮作用的地方。正是在這個過程中，傳統相機（如數碼單反相機）才真正大放異彩。

第二部分是圖像處理。這是軟件使用計算技術來增強照片的時候。這些技術因手機和製造商而異。但是，通常，這些過程共同作用以創造出令人印象深刻的照片。

即使是最高端的手機也往往具有微型傳感器和慢鏡頭，因為它們的尺寸。這就是為什麼他們必須依靠圖像處理方法來創建令人印象深刻的照片。計算攝影不一定比物理光學重要或重要。它只是不同。

然而，有些事情傳統相機可以做到，而智能手機相機卻做不到。這主要是因為它們比智能手機大得多，並且具有巨大的傳感器和可更換鏡頭。

但也有一些智能手機數碼相機可以做到傳統相機無法做到的事情，而這一切都歸功於計算攝影。

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智能手機可以使用一些計算攝影技術來創建出色的圖像。其中最重要的是堆疊。這是一個相機在不同時間、不同曝光或焦距拍攝多張照片的過程。然後通過軟件將它們組合起來，以保留每張圖像的最佳細節。

Stacking 是過去幾年在移動攝影軟件中取得的大部分巨大進步的原因，它被用於大多數現代智能手機。它也是高動態範圍 (HDR) 攝影所基於的技術。

由於照片的動態範圍受限於特定鏡頭的曝光，因此 HDR 會以不同的曝光水平拍攝圖像。然後，它結合最黑的陰影和最亮的高光，創建一張顏色範圍更廣的照片。

HDR 是任何高端智能手機相機的主要功能。

像素合併是具有高像素傳感器的智能手機相機使用的另一個過程。它不是將不同的照片堆疊在一起，而是將相鄰的像素組合成一張非常高分辨率的圖像。最終輸出被縮小為更詳細但噪聲更少的低分辨率圖像。

當今出色的智能手機攝像頭通常在神經網絡上進行訓練，這是一系列處理數據的算法。它旨在模擬人腦可以做什麼。這些神經網絡可以識別出一張好照片的構成要素，因此該軟件可以創建出令人賞心悅目的圖像。

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幾乎我們用智能手機拍攝的每張照片都使用計算攝影來增強圖像。然而，手機在過去幾年中獲得了以下顯著特點，這些特點突出了其相機的軟件處理能力：

夜間模式（或夜視）：此過程使用 HDR 處理技術來組合在不同曝光長度範圍內拍攝的照片，以擴大在低光下拍攝的圖像的動態範圍。最終的照片將包含更多細節，並且看起來比單次曝光拍攝的照片更合適。
天文攝影：夜間模式的一種變體，此功能可在 Google Pixel 手機中使用。它允許相機拍攝夜空的詳細圖像，包括星星和天體。
縱向模式：此模式的名稱各不相同。不過，一般來說，它會產生景深效果，模糊主體（通常是人）背後的背景。它使用軟件分析物體相對於圖像中其他物體的深度，然後模糊那些看起來更遠的物體。
全景：大多數現代智能手機上可用的拍攝模式。它允許您將圖像彼此相鄰合成，然後將它們組合成一張大的高分辨率圖像。
深度融合：在去年的 iPhone 11 上引入，此過程使用神經網絡技術顯著降低噪點並改善鏡頭的細節。它特別適合在室內中等到低光照條件下拍攝圖像。
調色：手機軟件用於自動優化您拍攝的任何照片的色調的過程。這甚至在您使用過濾器或在編輯應用程序中自己編輯之前完成。

上述功能的質量因製造商而異。特別是色調往往明顯不同。谷歌設備採用更自然的方法，而三星手機通常採用高對比度、高飽和度的圖像。

如果您想購買新的智能手機並且攝影對您很重要，請務必在線查看一些示例照片。這將幫助您選擇適合您的手機。

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