谷歌解釋了天文攝影模式在Pixel 4智能手機中的工作原理

Google于上個月推出了下一代Pixel 4和Pixel 4 XL智能手機。Pixel 4系列智能手機不僅在設計和處理器方面，而且在攝像頭方面都比Pixel 3系列智能手機具有重大更新，這是今年最大，最重要的更新。Google添加了雙攝像頭設置，引入了雙曝光攝像頭控件，并在Pixel 4系列智能手機上推出了天文攝影模式。

天文攝影模式使Google的Night Sight(一種用于在弱光條件下捕獲圖像的攝像頭模式)達到了一個全新的水平，它允許用戶捕獲夜空的圖像，而以前僅限于大型且昂貴的攝像頭。他們的Pixel 4系列智能手機。更重要的是?由于此功能更多是計算功能，因此科技巨頭也能夠將此功能引入其較舊的Pixel 3和Pixel 3a系列智能手機。這讓科技發(fā)燒友和攝影迷對Pixel 4如何實現這一壯舉產生了極大的興趣。

因此，為回答粉絲和發(fā)燒友的疑問，該公司寫了一篇博客文章，詳細介紹了此功能的工作原理。這是發(fā)生了什么：

-在弱光條件下拍攝高質量的圖像需要幾分鐘的曝光時間。但是，手持攝像機無法做到這一點。另外，相機必須考慮到場景中的運動，例如樹木在風中搖曳和云層在天空中飄移。

為了解決這個問題，Google的研究人員小組將曝光分成了幾幀，曝光時間短到足以使星星看起來像光點。軟件工程師弗洛里安·凱恩茨(Florian Kainz)和基蘭·穆西(Kiran Murthy)在博客中寫道：“通過拍攝夜空圖片，我們發(fā)現每幀曝光時間不應超過16秒。”

研究人員意識到16秒的曝光使他們能夠捕獲足夠的光線以產生可識別的圖像。但是，這些圖像不夠清晰，不足以解決弱光攝影所特有的其他問題。

-接下來，一種稱為暗電流的現象使CMOS圖像傳感器(用于智能手機相機的傳感器)記錄信號，“即使像素不暴露在少量光下， ”。Google員工寫道：“當曝光時間很短時，這種影響可以忽略不計，但是對于多秒的拍攝來說，這種影響就很明顯。”

-由于用于制造CMOS傳感器的材料的質量，某些像素的暗電流比其相鄰像素的暗電流更高，并且它們在最終圖像中看起來是亮點。通過將受影響像素的值與其在同一幀中的相鄰像素的值進行比較并將其替換為其相鄰像素的平均值，可以刪除這些亮點。盡管這會降低圖像質量，但總體效果仍然不明顯。

-手機將其屏幕用作電子取景器。在極低的光線條件下，取景器大部分變?yōu)榛疑?，構圖困難。為了解決這個問題，Google的Night Sight使用了“快門后取景器”，該取景器實際上使用了兩組長鏡頭來捕獲正確構圖的圖像。“曝光時間長達16秒，與普通的取景器框架相比，這些框架所收集的光線幾乎多了250倍。...一旦構圖正確，就可以停止初始拍攝，并可以捕獲所有框架的第二張照片具有所需的組成。”博客指出。

-自動對焦可確保捕獲的圖像清晰。當光線充足時，這很簡單。但是，在弱光條件下，圖像可能有噪點和顆粒感。“發(fā)生這種情況時，Pixel 4上的Night Sight會切換為“快門后自動對焦。”用戶按下快門按鈕后，相機將捕獲兩個自動??對焦幀，其曝光時間最長為一秒，即使在低照度下也足以檢測圖像細節(jié)。這些框僅用于聚焦鏡頭，并不直接影響最終圖像。

-在極弱的光線條件下拍攝風景時，實際圖像看起來會比原始圖像明亮很多，這會改變觀看者對時間的感覺。通過使用設備上的卷積神經網絡在昏暗的場景中選擇性地使天空變暗，可以解決這一問題。

-最后，將所有圖像組合在一起，結果是用戶獲得了夜空的完美平衡圖像。