Hinter den Kulissen: Googles Pixelkameras versuchen überhaupt nicht, Kameras zu sein

Autor: Peter Berry
Erstelldatum: 12 Lang L: none (month-012) 2021
Aktualisierungsdatum: 1 Juli 2024
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Hinter den Kulissen: Googles Pixelkameras versuchen überhaupt nicht, Kameras zu sein - Technologien
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15. Oktober 2019


Wenn Sie auf der Suche nach einem Smartphone mit einer guten Kamera sind, finden Sie die Pixel-Serie von Google zweifellos in einer Liste mit Empfehlungen. Jahr für Jahr hat Google herausgefunden, wie man eine Kamera herstellt, die jedes Mal großartige Ergebnisse liefert. Vom Pixel-Peeping-Tech-Blogger bis hin zum täglichen Konsumenten ist es schwierig, eine einzelne Person zu finden, die die Kameras des Pixels nicht liebt.

Abgesehen davon versucht Google nicht, Kameras herzustellen. Es versucht, Magie zu machen.


Ich hatte kürzlich die Gelegenheit, mich mit Marc Levoy und Isaac Reynolds zusammenzusetzen - den Köpfen hinter dem frustrierend guten Kamerasystem der Pixel-Serie. Wir hatten lange Gespräche über die neuen Funktionen der Pixel 4-Kamera, von der verbesserten Nachtsicht bis zum Echtzeit-HDR + -Sucher WYSIWYG (What You See Is What You Get). Es gab viele technische Diskussionen darüber, wie Google diese Funktionen aktiviert, aber eines wurde am Ende kristallklar. Bei der Pixel-Kamera von Google geht es nicht darum, überhaupt eine Kamera zu sein.


„Unsere Kernphilosophie ist es, eine Kamera zu bauen, die Magie ausstrahlt. Diese Kombination aus Einfachheit und Bildqualität“, erklärte Reynolds. „Night Sight ist also immer noch da, Standard-HDR + ist immer noch da. Die gesamte Verarbeitung, die unter der Haube ausgeführt wird, um ein großartiges Foto aus dem Standardmodus zu erhalten, ist noch vorhanden. Und wir haben tatsächlich noch viel mehr Vereinfachung vorgenommen. "

Standardmodus. Vereinfachung. Zauber. Dies sind Ausdrücke, die Google als Teil seiner Kernphilosophie für die Pixel-Kamera verwendet. In den Köpfen von Levoy und Reynold muss es bei der Erfassung des Moments nicht um Modus-Wahlschalter und Einstellungsmenüs gehen.Google versucht nicht, eine Kamera in sein Handy einzubauen, sondern etwas, das auf herkömmliche Weise oder auf andere Weise gleichbleibend gute Bilder hervorbringt.

Was du siehst ist was du kriegst


Eine der neuen Funktionen von Pixel 4 ist der WYSIWYG-Sucher. Dies bedeutet, dass Sie die Ergebnisse von HDR + sehen, bevor Sie die Aufnahme machen. Dies mag als geringfügige Funktion erscheinen, ermöglicht jedoch einige Dinge, die bei nicht rechnergesteuerten Kameras nicht möglich sind.

Das Ziel dieses WYSIWYG-Suchers ist es, die Benutzerinteraktion so weit wie möglich zu reduzieren. Indem Sie das resultierende Bild direkt beim Öffnen der Kamera anzeigen, wissen Sie, ob Sie sofort eine gleichmäßige Belichtung erhalten, und können sich ganz auf Ihre Aufnahme konzentrieren.

"Wenn wir sehen, dass der Benutzer angetippt hat, wissen wir, dass die Kamera ihnen von Anfang an nicht das gegeben hat, was sie wollten.", Fährt Reynolds fort . "

Herkömmliche Kamerasysteme sind ziemlich schlecht darin, das gewünschte Bild direkt aus der Kamera zu holen. Sie können entweder für die Lichter belichten und die Schatten später erhöhen oder für die Schatten belichten, aber die Lichter ausblasen. Dank der Technologie können wir beides, und hier beginnt die Computerfotografie wirklich, diese Magie zu verwirklichen.

"Mit einem WYSIWYG-Sucher können wir jetzt überdenken, wie Sie die Belichtung auf der Kamera steuern, wenn Sie möchten." Sagt Levoy Schieberegler. Wir nennen diese Funktion Dual Exposure Control. Und es könnten Glanzlichter und Schatten sein. Es könnte Helligkeit und Dynamikumfang sein. Es gibt viele Möglichkeiten, wie Sie diese beiden Variablen ausführen können. Wir haben es auf Helligkeit und Schatten eingestellt. Und das gibt Ihnen eine Art Kontrolle, die noch niemand zuvor auf einer Kamera gehabt hat. “

Sie bearbeiten das Foto, bevor Sie die Aufnahme machen.

Levoy ist richtig. Dual Exposure Control ist etwas, das nur durch rechnergestützte Bildgebung hergestellt werden kann. Als Grundlinie wird das Bild gleichmäßig mit erhaltenen Lichtern und sichtbaren Schatten sein. Wenn Sie möchten, können Sie jedoch die Lichter und Schatten individuell anpassen, bevor Sie das Foto aufnehmen. Das war früher nur mit einer Fotobearbeitungssoftware möglich, nachdem Sie das Foto aufgenommen haben.

Das Levoy-Team versucht, die Grenzen der herkömmlichen Kamera zu überwinden, indem es sich auf die Grenzen der herkömmlichen Kameras konzentriert. Während die meisten Hersteller Pro-Modi einführen, mit denen Sie Blende, Verschlusszeit und ISO steuern können, versucht Google, automatisch ein besseres Bild zu erzielen, als Sie es könnten, selbst wenn Sie diese Regler genau richtig hätten.

Töte es mit Lernen

Auf welche andere Weise kann die rechnergestützte Bildgebung die herkömmlichen Kameratechniken übertreffen? In diesem Jahr geht das Levoy-Team gegen schwaches Licht vor.

Pixel 4 führt einen lernbasierten Weißabgleich in sein Kamerasystem ein. Mit dieser Funktion können Sie die Farbe Ihrer Bilder auch bei extrem schlechten Lichtverhältnissen kontinuierlich verbessern. Google zielt speziell auf schwaches und gelbes Licht ab und verwendet Natriumdampf-Licht als Beispiel für das, was behoben werden soll. Dabei wird jedoch jedes Mal ein perfekter Weißabgleich angestrebt.

Natriumdampflampen sind eine Art Gaslampe, die aufgrund ihrer extrem engen Wellenlänge von 589 nm bis 589,3 nm einen fast monochromen Effekt auf Motive ausübt. Sie werden verwendet, weil sie eine hocheffiziente Lichtquelle sind. Sie werden sie daher häufig in Straßenlaternen oder anderen Lampen sehen, die eine lange Lebensdauer haben müssen. Dies ist eine der schwierigsten Situationen, um einen genauen Weißabgleich zu erzielen. Daher ist Googles Softwarefix wirklich beeindruckend.

"Im Falle von Natriumdampflicht wäre es gelb, und wir werden versuchen, diese schlechte Beleuchtung zu neutralisieren", sagt Levoy. “Passiert viel bei schlechten Lichtverhältnissen. Wenn Sie in eine Disco gehen und rote Neonlichter vorhanden sind, wird dies zwar beibehalten, es wird jedoch versucht, einige der nachteiligen Umgebungsbeleuchtungen zu neutralisieren. “

Der lernbasierte Weißabgleich war bereits im Nachtsichtmodus von Google vorhanden, weshalb das endgültige Bild eine viel bessere Farbe aufwies als der automatische Modus des Huawei P30 Pro. Das System lernt anhand der Bilder, die auf dem Gerät aufgenommen wurden, das es für ausgewogen hält, und verwendet die gelernten Daten, um bei schlechten Lichtverhältnissen farbgetreuere Bilder zu erstellen. Dies ist etwas, was herkömmliche Kamerasysteme einfach nicht können. Sobald eine Kamera ausgeliefert wird, ist der automatische Weißabgleich der automatische Weißabgleich. Bei Pixel arbeitet man immer daran, mit der Zeit besser zu werden.

Der lernbasierte Weißabgleich macht großartige Bilder bei schlechten Lichtverhältnissen noch einfacher, aber Levoy möchte Computer verwenden, um eine einmal schwierige Form der Bildgebung zu vereinfachen - die Astrofotografie.

Schau auf die Sterne

Quelle: Google

Levoy nennt diese neue Funktion "HDR + auf Steroiden". Während Standard-HDR + eine Serie von 10-15 kurzen Belichtungen aufnimmt und diese ausrichtet und mittelt, um scharfe Bilder mit geringem Rauschen zu erhalten, benötigt dieser neue Modus bis zu 15 Sätze von 16-Sekunden-Belichtungen, um eine Belichtung von 4 Minuten zu erzielen. Das System richtet die Bilder dann aus (da sich die Sterne im Laufe der Zeit bewegen) und passt die entsprechenden Einstellungen an, während das Rauschen mit Pixelmitteln reduziert wird, um einige erstaunliche Bilder zu erstellen.

Das war eine Art Heiliger Gral für mich.

Marc Levoy

Levoy zeigte mir einige Beispiele von Fotos, die sein Team von der Milchstraße gemacht hatte, und mein Kiefer fiel buchstäblich herunter. Während mit herkömmlichen Kamerasystemen Langzeitbelichtungen möglich sind, benötigen Sie normalerweise zusätzliche Ausrüstung, um Ihre Kamera im Laufe der Zeit zu drehen, wenn Sie besonders scharfe Bilder wünschen. Mit Night Sight können Sie Ihr Telefon einfach gegen einen Stein stützen, den Auslöser drücken und das Gerät erledigt den Rest.

Der vielleicht klügste Teil dieses neuen Astro Night Sight-Modus ist, dass es überhaupt keinen separaten Modus gibt. Alles geschieht mit der Schaltfläche Nachtsicht. HDR + verwendet das Gyroskop bereits zum Erkennen von Bewegungen und zum Ausrichten von Bildserien. Night Sight erkennt nun, wie lange es ein Bild aufnehmen kann, je nachdem, wie ruhig das Gerät ist, wenn Sie den Auslöser drücken (bis zu vier Minuten). Es erkennt auch Himmel mit einer Methode namens Semantic Segmentation, die es dem System ermöglicht, bestimmte Bereiche des Bildes unterschiedlich zu behandeln, um das beste Ergebnis zu erzielen.


"Wir möchten, dass die Bedienung für jeden einfach ist", sagt Reynolds. "Wenn wir also in einem Produkt etwas finden, das nicht vorhanden sein muss, können wir Ihnen diese Verantwortung abnehmen und das für Sie lösen."

Diese Aussage bringt es auf den Punkt, was Google mit der Kamera von Pixel versucht. Anstatt zu untersuchen, wie sie es wie eine Kamera funktionieren lassen, versucht Google, Probleme zu lösen, von denen Sie nicht einmal wussten, dass sie existieren, und sie in möglichst einfacher Form darzustellen.

Natürlich haben beide Seiten ihre Vorzüge. Einige Leute könnten wollen Eine Telefonkamera, die wie eine Kamera funktioniert, mit manuellen Bedienelementen und Wählscheiben. Möglicherweise möchten sie größere Sensoren und Pro-Modi. Während sich andere ODMs fast ausschließlich auf Hardware konzentrieren, blickt Google in eine ganz andere Richtung.

Es geht darum, Magie zu machen.

Möchten Sie mehr über Computerfotografie erfahren? Schauen Sie sich das Video oben an, um zu sehen, wie dieses Feld die Art und Weise verändert, wie wir Bilder erstellen.

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