Cum a evoluat modul portret pe telefoane si cum functioneaza

Telefoanele încearcă de aproximativ un deceniu să-ți ofere calitatea capturilor pe care o obții cu o cameră dedicată. Avantajele unui DSLR sunt mult, dar giganții din piața de mobile au pus accent pe bokeh sau încețoșarea fundalului la potrete.

Trebuie să fii ignorant să nu-ți dai seama că fotografiile făcute cu telefonul sunt mai spectaculoase ca niciodată. Dacă ai un smartphone de top, majoritatea capturilor te lasă cu gura căscată. Nici măcar condițiile decente de ilumare ale unei scene nu mai sunt fundamentale. Creatorii smartphone-urilor vor să te facă să uiți de aparatul foto când mergi în vacanță și au făcut o treabă din ce în ce mai bună pe acest subiect.

Mai mult decât orice alte funcții și abilități împrumutate de la camerele cu lentile interschimbabile, giganții au pus accent pe modul portret. Încețoșarea fundalului la imaginile făcute cu smartphone-ul a devenit din ce în ce mai precisă și spectaculoasă în ultimii ani. Implementarea senzorilor ToF este următorul pas în atingerea aceluiași scop, dar soluțiile variază. Un singur lucru este important. Cum obții acel efect bokeh care să te scoată în evidență în orice moment?

Soluția cu două camere principale

Majoritatea telefoanelor din ultimul an au două camere pe spate, iar scopul este de fiecare dată același. Cele două camere funcționează într-o manieră similară cu ochii noștri. La fel ca ochii, lentilele sunt un pic defazate, la o distanță mică una de alta. Astfel, chiar și dacă au aceleași specificații, văd lumea un pic altfel.

Cu cât un obiect este mai aproape, cu atât imagine pe care o văd ambele camere este aceeași, cu cât crește distanța, cu atât discrepanța în conținutul imortalizat se acutizează. Amplifică acest efect și faptul că unele telefoane au două camere cu focală diferită sau diafragmă. De cele mai multe ori, vorbim de o cameră ”telephoto” și una wide. Una fără zoom și una cu zoom 2x.

Diferența dintre imaginile imortalizate cu cele două camere îi spune telefonului ce conținut există în planul apropiat și ce se găsește în planul îndepărtat. Printr-un proces tehnologic, software și o putere de procesare care nu exista pe mobile până de curând, diferența dintre cele două planuri ajunge să fie calculată în timp real. Se realizează o hartă de adâncime a scenei și ce este mai departe este încețoșat într-o manieră mai mult sau mai puțin agresivă.

HTC One M8 avea două camere principale în 2014, dar performanța iPhone X în aceleași set de circumstanțe este într-o cu totul altă ligă. Important este însă că principiile din spate nu au fost inventate ieri și nici în urmă cu un an.

În ultimul an mai ales, ajungi să vezi elemente de încețoșare progresivă. Gradul de bokeh aplicat variază în funcție de distanța față de elementul central al cadrului. În plus, în cazul unor smartphone-uri precum Huawei Mate 20 Pro sau Samsung Galaxy Note 9, poți modifca manual intesitatea efectului, într-o manieră similară cu ajustarea diafragmei la o cameră tradițională. Ultima generație de iPhone oferă aceleași posibilități dar doar după imortalizarea cadrului, într-un fel de post procesare.

Ca să-ți dai seama că totul este un artificiu software sau, mai bine zis, o combinație de hardware și software, trebuie să ai în vedere că au existat doar câteva telefoane cu diafragmă variabilă. Nokia N86 a fost primul în 2009, iar Galaxy Note 9 a fost unul dintre cele mai recente. Alternativa, după cum vezi în cazul unor telefoane precum Nokia 9, este să integrezi mai multe camere cu diafragmă și lentile diferite și să combini ceea ce vede fiecare din software.

Ca să-ți dai seama de autenticitatea efectului Bokeh, încearcă să imortalizezi un cadru cu mici puncte luminoase. Acelea reprezintă un test bun. În condiții ideale și cu o cameră capabilă, în fundal, ar trebui să se transforme în pete colorate atractive care adaugă o ambianță specială întregii fotografii.

Dacă faci o fotografie ca aceea cu telefonul, îți dai seama că este vorba și de un sistem complex de lentile care fie sunt autentice, există fizic, fie sunt emulate prin altgoritmi avansați de software. În final, ar trebui să-ți dai seama că nu este vorba de un filtru software pe care îl pui pe Instagram ci de emularea abilităților unei camere profesionale într-o manieră credibilă.

Definirea contururilor continuă să fie o problemă

Indiferent cât de bun îți telefonul la realizarea fotografiilor cu modul portret, pentru că de la un punct încolo este vorba de software, s-ar putea să-l încurci. Cele mai multe camere suplimentare care sunt folosite ca senzori de profunzime sau adâncime au o rezoluție mai mică. Asta înseamnă că volumul de informație imortalizat este mai mic. În concluzie, harta spațiului 3D din fața ochilor este departe de a fi perfectă.

Dacă faci poză unui prieten la câțiva metri în fața unei clădiri, detaliile de mai sus sunt irelevante. Dacă vrei însă să imortalizezi particularități de finețe, precum în cadrul de mai sus, este foarte probabil să înregistrezi un eșec de proporții. Detaliile ajung să fie confundate cu fundalul dintr-o varietate foarte mare de motive și sunt încețoșate distructiv.

Practic, de la un punct încolo, încețoșarea fundalului la mobile se face prin ghicirea marginilor.

Unde se termină planul unu și începe planul doi. La acel mecanism de ghicire au deveni maeștri cei de la Google, care s-au ambiționat în 2018 să comercializeze în continuare telefoane cu o singură cameră principală care fac o treabă bună realizarea imaginilor cu bokeh.

Pixel 2 și Pixel 3, telefoanele cu bokeh și o singură cameră

Telefoanele de top de la Google din ultimii ani sunt aproape revoluționare, prin prisma artificiilor software la care apelează pentru a genera imagini spectaculoase. Între timp, au fost devansate de Huawei, dar va fi interesant de văzut cu ce vor veni în 2019.

Pentru stabilirea zonei de focus, un telefon precum Google Pixel 2 utilizează un senzor de la Sony intitulat IMX362. Acesta funcționează printr-un sistem promovat ca dual-pixel autofocus. Practic, fiecare pixel din senzor este format din două jumătăți, similar cu două camere la celelalte telefoane.

Este vorba de două fotodiode, elementele care detectează și captează lumina. Acest sistem, într-o formă mai simplistă, generează două imagini defazate insigniant, deoarece lumina captată este un pic diferită.

Un software foarte bine pus la punct găsește însă informația necesară pentru realizarea unei hărți 3D de adâncime în acel defazaj insignifiant. Deoarece un pixel poate să-și dea seama dacă o rază luminoasă este sau în focus, asociază acea informație rudimentară faptului că un subiect material din fața telefonului este în focus și, implicit, în planul aproapiat sau îndepărtat de cameră.

Viitorul luminos și încețoșat se află într-un senzor ToF

Unele dintre cele mai scumpe telefoane din ultimele luni folosesc un senzor ToF sau o cameră dedicată de tip Time of Flight pentru realizarea unei hrăți 3D de adâncime. Aceasta ar putea fi cea mai eficientă cale de a afla distanță față de obiectiv a elementelor dintr-o scenă, fără să folosești un DSLR.

Ideea este una destul de ușor de înțeles și pleacă de la ”luminarea” unui cadru printr-o pulsație de unde infraroșii. Instant, poziția acelor puncte sau pixeli este imortalizată în spațiu și prelucrată ca informație de adâncime pentru realizarea unei imagini precum cea din dreapta. Aceasta s-ar putea să-ți aducă de un cadru pe care îl imortalizai în urmă cu câțiva ani cu un senzor Microsoft Kinect.

Time of Flight sau timpul zborului se referă la perioada de timp de care are nevoie o undă infraroșu să plece din camera telefonului și să se întoarcă în obiectiv. Acel timp este transformat în distanță pornind de la constanta vitezei luminii.

Ca referință, deviind un pic de la camere foto, ToF se folosește și în VR, dar acolo este vorba de Ultrasound ToF. Practic, se calculează timpul zborului pentru reflectarea din spațiul înconjurător al undelor sonore.

Primul senzor ToF a fost introdus în Honor View 20 și, după cum am detaliat mai sus, în loc să imortalizeze culori, este bun doar pentru deslușirea distanței obiectelor față de obiectiv. În teorie, sistemul este infailibil.

În practică, faptul că un punct luminos poate fi reflectat de mai multe suprafețe s-ar putea să ducă la generarea de erori mai mici sau mai mari. Chiar și așa informația de adâncime este una mult mai bună, chiar dacă rezoluție este infimă (320 x 240 de pixeli sau 640 x 480 de pixeli). Ca exemple, găsești un astfel de senzor pe telefoane ca Honor View 20, Huawei P30 Pro, LG G8 și Galaxy S10 5G.