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手机PK单反并非传说 方法其实简单粗暴

手机拍照挑战单反在被手机厂商宣传了几年之后基本被当做一个笑话而丢到了一边,一般同时认真接触过单反和手机的摄影爱好者肯定不会拿这个当回事儿,然而谷歌一位工程师却当真了,他决定用Nexus和Pixel手机认真挑战一下单反相机的拍摄效果,一张佳能1DX+蔡司Otus 28mm f/1.4拍摄的旧金山金门大桥被强行推到了擂台上。

手机拍照挑战单反在被手机厂商宣传了几年之后基本被当做一个笑话而丢到了一边,一般同时认真接触过单反和手机的摄影爱好者肯定不会拿这个当回事儿,然而谷歌一位工程师却当真了,他决定用Nexus和Pixel手机认真挑战一下单反相机的拍摄效果,一张佳能1DX+蔡司Otus 28mm f/1.4拍摄的旧金山金门大桥被强行推到了擂台上。

谷歌工程师的实验 让Pixel拍照赶上单反

佳能1DX+蔡司Otus 28mm f/1.4 ZE拍摄

简单来说堆栈是通过图层叠加的方式对静态的照片进行计算处理,最终得到一张合成的照片。用于展现一定时空范围内的连续变化,拓展被摄主体景深,消除噪点和不需要的内容,同时提升画面质量。

稍有拍摄尝试的同学应该知道“慢快门”或者“长曝光”,利用长时间曝光可以拍出水幕连续的瀑布、云雾的流动、车灯拖曳的轨迹等画面效果,然而过长的快门时间也会带来一系列的弊端,会遇到在画面中过亮的局部会曝光过度、噪点产生、画质下降等问题。

虽然目前不少智能手机都提供名目繁多但实际就是长曝光的夜景功能,但由于上面的原因这里讨论的并不是这种方式,相比车流那种庸俗的炫技,我们还是更加关心画质。而堆栈在摄影中的应用是对照相器材的扩展,它大大突破了相机硬件使用的局限。堆栈适用于模拟长时间曝光(慢门)效果、叠加星轨、拓展拍摄对象的景深和清晰度范围、无损降噪、扩展动态范围等等。

夜景想要秒单反 手机只能靠堆栈

iPhone 6s Plus闪光灯样张、无闪光灯样张、多张合成样张

对于这种景别,加不加闪光灯已经起不到提升进光量的作用了,闪光灯样张的噪点甚至比不开闪光灯的都要严重许多,而通过多张和成的堆栈方式实现的样片就明显纯净度特别高。

下面我们将来实际尝试一下“堆栈”的威力到底如何,所用到的仅为一部iPhone 6s Plus,以及此类功能的实现app Cortex Camera。

多张合成app Cortex Camera

看似Cortex Camera的主界面设置相当简单,除了“提亮暗部”和“Remoce Motion Blur”选项,还可选保存的照片格式,以及开启手电筒和定时器。(画质有有损的JPG和无损的TIFF,值得一提的是后者在目前主流的SnapSeed等手机修图工具中都能被支持,对画质要求极高的朋友可以选择保存成这一格式,只不过对部分旧手机的性能要求较高,可能处理的时间较长)

以十当一的堆栈能真正让手机夜景PK单反

不过真正对最终画质起作用的确是堆栈张数选择以及曝光参数的调整,堆栈张数选择范围从10~99不等,可以粗略认为堆栈的张数越多,合成的画质越好,但拍摄时耗时更长。因为按下拍照按钮后,你必须稳定手机,等待Cortex Camera曝光完毕显示“Processing”才算拍摄成功,通常30帧画面就需要等待数秒甚至十几秒才能拍摄完。

以十当一的堆栈能真正让手机夜景PK单反

堆栈张数选择

除了拍摄张数,与最终画质有关的还有每张照片的曝光时间、ISO等参数,毕竟我们已经知道曝光时间较长会有更多的进光量,这是画质的命门所在,而低ISO也有助于单张照片的降噪。调到“Advanced”模式下就可以自由调整曝光量EV值、曝光时间(快门速度)以及ISO了。

这里有快门优先和ISO优先两种模式,类似单反相机上的“光圈优先”“快门优先”等策略,ISO越低需要的曝光时间越长,我们稍候会尝试高达1600感光度的单张画质效果与合成效果的比较,不过实拍的时候并不推荐如此高的ISO,尽管合成到最后会有画质提升,但做好前期工作比如调低ISO多费点儿快门时间耐心拍摄才更重要。如果实在只有手持的条件,也可以选择较高速的快门,但带来的损失则是拉高ISO导致画面噪点过多。

以十当一的堆栈能真正让手机夜景PK单反

曝光时间、ISO调节

实际拍摄环境上,我们所面临的场景可以说非常之暗了,iPhone 6s Plus不用任何第三方app自动模式下拍摄的原片已经用到了ISO 1000以及1/4秒的组合……可以想象此时的暗部一塌糊涂,并且画面中噪点密布;我们将在稍候的对比当中再放大来看细节效果。

手机PK单反并非传说 方法其实简单粗暴

iPhone 6s Plus拍摄原片 曝光参数:1/4秒 f/2.2 ISO1000

初级合成:10张自动模式合成

初上手先来尝试下选择最少的10张、加上自动模式(没有ISO和快门速度的手动调整)是否能给iPhone本身的画质带来什么改变。可见这一“初级合成”的尝试只是提高了些进光量,让画面不至于像自动单帧模式下那么暗,不过粗略一看噪点问题并没有怎么解决。

手机PK单反并非传说 方法其实简单粗暴

10张自动模式合成

“作死”合成:10张ISO 1600照片合成

既然我们这里用到堆栈的目的既不是去取代ND滤镜、也不是去合成星轨,而仅仅是为了得到更好的画质去降噪,那不把最糟糕的噪点状况拉出来虐一下我是过意不去的,这里我们手动调整ISO至1600,仅用10张照片来合成。对于极端情况来说,你只能用这样的短时间手持来实现画质的稍稍改变。稍后再尝试100张的效果。

手机PK单反并非传说 方法其实简单粗暴

10张ISO 1600照片合成

而当我们用到了多达60帧照片进行合成的时候,虽然ISO仍高达1600,但多张的效果已经体现出来了,粗略来看天空噪点已经几乎不可见,远比前两张纯净,但问题是似乎是快门速度所限有些比前两张过曝。而暗部场景的亮度得到进一步提升,细节刻画也更加明显,噪点看起来也少了不少。

终极合成:99张ISO 100照片合成

ISO100的条件下,相机已经基本进入了个位数秒计算的快门时间范畴,长曝光、低ISO都是良好画质的保证,加上足够多的张数,这是Cortex Cam当中能够得到最佳画质的终极组合,而且TIF成片通常有几十M……

手机PK单反并非传说 方法其实简单粗暴

终极合成:99张ISO 100照片合成

这一组合基本是采用这一app iPhone 6s Plus所能达到的极限水平,至于有多惊喜有多意外,还是来对比看吧。

手机PK单反并非传说 方法其实简单粗暴
手机PK单反并非传说 方法其实简单粗暴

不用多说,你也该看出这样的合成方式在10张的时候已经有更好的锐度和曝光表现了,就是ISO1600的感光度选择上还是带来了不少噪点,而手动调整至更多的99张以及更低的ISO100,最终的照片无论在锐度表现和噪点控制上都已经非常不错了。所以单纯用手机,只要有足够的耐心和方法,拍出开头那样的夜景也并非不可能。

不过堆栈的方式并不像长曝光那样适合拍摄车流这样的运动物体,而更加适合静物,堆栈太多时必须采用三脚架或者其他的方式固定,否则就容易拍出这样的画面……当然这算比较有美感的了,你可不一定每次都能拍出这种。

夜景想要秒单反 手机只能靠堆栈

在硬件水平远未也不可能达到单反的时代下,这种简单粗暴的方式来在手机上获得远比它本身画质好很多的照片特别是夜景照是不是也蛮有成就感的?

附:谷歌工程师的拍摄实验

手机拍照挑战单反在被手机厂商宣传了几年之后基本被当做一个笑话而丢到了一边,一般同时认真接触过单反和手机的摄影爱好者肯定不会拿这个当回事儿,然而谷歌一位工程师却当真了,他决定用Nexus和Pixel手机认真挑战一下单反相机的拍摄效果,一张佳能1DX+蔡司Otus 28mm f/1.4拍摄的旧金山金门大桥被强行推到了擂台上。

谷歌工程师的实验 让Pixel拍照赶上单反

佳能1DX+蔡司Otus 28mm f/1.4 ZE拍摄

手机拍摄夜景的现实局限

这位谷歌Daydream团队的工程师Florian Kainz首先考虑到了Google Pixel手机的幕后功臣Marc Levoy当年推出的一款SeeInTheDark APP,Marc Levoy用它演示了类似烛光的极弱光环境下的合成拍摄效果,对比一下索尼α7II的,还是有的拼,不过缺点在于最终的成片只有百万像素左右。

谷歌工程师的实验 让Pixel拍照赶上单反
谷歌工程师的实验 让Pixel拍照赶上单反 谷歌工程师的实验 让Pixel拍照赶上单反

然而另一方面,为了避免相机抖动和拍摄移动物体时出现的模糊,无论是HDR+技术还是SeeInTheDark都需要将手机相机的快门速度控制在1/10s左右而不能更慢,毕竟一般用户使用手持的时机占大多数,很少会想到稳定住手机进行长曝光。于是两种技术在如此短的快门时间内所捕捉到的用来合成最终照片的照片张数也并不会太多,限制了最终成片的画质提升。

于是以往想要在极弱光环境下(比如只有满月没有路灯的室外),只需要找个八爪鱼什么的便携脚架稳定住手机进行长曝光就可以了,曝光的时间依各款手机而定。

但是另一个挑战也在于,即使你使用三脚架来延长快门时间,如此弱光环境下让手机相机对个焦也不是什么容易事儿,即使有相位对焦这样的辅助。而且同时即便你对上焦拍到了,噪点也是极为感人的。不过这个问题在拍远景时一般不存在,懂单反而且拍过风景的人都知道,这时候把焦距拧到无限远就可以了,不需要担心对不上焦的问题。

64张合成超乎想象

接下来就是这位工程师的实验阶段啦,Florian Kainz首先写了个简单的Android拍照APP,拥有手动模式可以控制ISO、快门速度、焦距等参数,而且能够一次拍摄64张照片合成最终的DNG(无损格式)照片。

Florian Kainz选择的首次测试地点是位于旧金山北湾的Point Reyes国家海岸公园,所用的手机为谷歌自己的Nexus 6P,32张曝光时间均为4秒、ISO1600的照片,然后又用不透明的胶布粘住了Nexus 6P的镜头拍摄了32张“黑”照片。

放到PS里,就单张照片来看还是比较模糊有颗粒感的,但是经过64张单帧照片的合成,最终的成片是这样子的。

谷歌工程师的实验 让Pixel拍照赶上单反

64张4秒曝光照片合成 谷歌Nexus 6P拍摄

除了灯的部分有点过曝,色调锐度是不是都出色的有点儿不按常理了?然而实际的单张照片是像这样几乎全黑的……除了灯光其他几乎不可见,图中的方块也是后期放到了PS里拉了拉曝光。

谷歌工程师的实验 让Pixel拍照赶上单反

这次是“真的”拍摄星空

既然夜景下的合成效果还不错,Florian Kainz决定再尝试一点儿更不可思议的事情,拍拍星空(他似乎也不知道这事儿许多年前已经在国内被努比亚干过了吧)。

最终合成的照片效果依然不错,掩盖掉了单张照片时大多数的红绿噪点,许多原本较弱的星星也因此显现出来,但长时间的曝光给星空摄影带来的一个副作用就是星轨问题,显然这位Florian Kainz不太想拍成星轨,于是他试着根据星星的旋转轨迹一起旋转手机进行“跟拍”。

谷歌工程师的实验 让Pixel拍照赶上单反

单张星空2秒曝光照片

谷歌工程师的实验 让Pixel拍照赶上单反

32张2秒曝光照片合成

结果就是得到了这样两张照片,一张地面清晰但天空中的星星已经形成了轨迹,另一张地面因为手机旋转拍摄而模糊但天空中的星星并未形成星轨。在PS里对两张照片进行一下合成并且调调色调,然后奇迹出现了。

谷歌工程师的实验 让Pixel拍照赶上单反

至于四分之三月或者几乎全黑的天气条件下呢,似乎也不错。

谷歌工程师的实验 让Pixel拍照赶上单反

四分之三月条件 64张2秒曝光照片合成 Google Pixel拍摄

谷歌工程师的实验 让Pixel拍照赶上单反

无月亮条件 64张2秒曝光照片合成 Google Pixel拍摄

由于谷歌Pixel的相机手动模式最长曝光时间只有两秒,目前这样的拍摄环境也就几乎榨干了它的拍摄能力极限了;倘若能够有更长时间的曝光时间,加上更低的ISO设置,或许还有更多的想象空间。所以,还是回到最初的金门大桥,看看这样的合成效果到底能否挑战单反相机吧。

谷歌工程师的实验 让Pixel拍照赶上单反

64张2秒曝光照片合成 Nexus 6P拍摄

谷歌工程师的实验 让Pixel拍照赶上单反

64张2秒曝光照片合成 Google Pixel拍摄

如此看来,在拥有足够的进光量(长曝光)和足够多的照片合成的条件下,加上足够的后期处理——比如合成跟调色——智能机拍摄的照片观感和素质上都并不比单反相机差多少,当然在此话费的时间跟技术是远比按一下单反快门少很多的,目前来看并不具备实用价值;可如果你足够有心的话,谁又能否认手机在画质上会是个单反的合适替代者呢?

来源:zol

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