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疊圖技法降低雜訊

透過疊合多張照片並取各像素的平均值以降低雜訊,並不是個很新的概念,在天文攝影中也常常使用這種稱為曝光堆疊(Exposure Stacking)的方式強化影像品質,然而這種方式最大的難處在於攝影時相機與被拍物品都不能移動,否則在疊合照片的時候就會產生偏差,導致照片看起來比較模糊。

Night Sight模式使用相近的概念,在Pixel 1、2等裝置利用HDR+搭配疊圖演算法,增強偵測與剔除無法對齊的照片,來強化疊圖效果。Pixel 3則是改以Super Res Zoom為基礎的演算法進行疊圖(但不縮放圖片),能夠帶來更理想的效果,但因需要更高的運算資源,所以僅適用於Pixel 3。

深入研究Pixel 3 Night Sight神夜拍,疊圖技法立大功

白平衡與色差別來亂

由於人類的眼睛可以自動「校正」我們所看到的色彩,所以相同物體在不同顏色光線照射下,在我們的感觀中也不會有太大色偏,但是相機卻沒有這種能力,因此需要透過調整白平衡的方式,讓顏色趨於正常。以現在數位攝影的技術而言,相機的自動白平衡已經可以克服大部分的問題,但是當在低光源的環境中,自動白平衡可能就會失準。

為了解決這個問題,Google開發了基於機器學習的自動白平衡演算法,開發人員事先使用Pixel手機拍攝各種場景,然後在專業螢幕上查看照片並手動校正白平衡,在資料庫建立後,演算法就能自動辨識照片的白平衡是否正確,並自動調整色溫讓色彩趨於中性。

另一個問題與人類眼睛的構造有關。在極低光源的環境中,視網膜中的視錐細胞會停止運作,只留下視桿細胞能發揮作用,這讓我們只能分辨物體的形狀而無法分辨顏色,而且因為視桿細胞的空間敏銳度較低,會讓物品看起來比較模糊不清。

但是如果我們使用腳架進行長時間曝光攝影,就可以解決上述問題,在夜晚拍出藍天綠地與星星同時出現的照片,雖然效果很有趣,不過跟我們的期望有些出入。於是Pixel透過S函數(Sigmoid Sunction)校正色彩,在夜拍強化效果與圖像呈現之間取得平衡,讓一來可以強化暗部區域的細節,又不會把黑夜拍成白天而產生違和感。

深入研究Pixel 3 Night Sight神夜拍,疊圖技法立大功

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雖然Pixel 3的Night Sight夜拍模式有著讓人驚豔的效果,但是它仍然有使用上的限制,若環境照度低於0.3Lux,自動對焦系統就不容易鎖定焦距,不過這個時候使用者仍然能手動選擇近(4英呎)、遠(12英呎)等2種固定焦距,其中後者為泛焦距離,因此可用於拍攝約6英呎至無限遠的物體,雖然操作比較麻煩,但有機會增加拍照成功率。

開發團隊表示他們仍然在努力改善照度0.3Lux以下的自動對焦能力,以提供更完善的相機功能,在這同時,使用者仍然能使用腳架搭配適當的App,以手動對焦方式完全釋放Night Sight的實力。

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