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Google 專文介紹 Pixel 4 天文攝影模式的祕密

用各種技巧為手機帶來拍攝星空的能力。

Andy Yang
2019 年 11 月 28 日, 中午 11:23
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拍攝以星空為背景的相片,向來是高階 DSLR 專屬的領域,而且通常還要伴隨著專業的赤道儀或相片疊合軟體,來消除長時間曝光的星軌。但 Google 卻在 Pixel 4 上針對 Pixel 3 的 Night Sight 模式做了更進一步的改良,推出了在手機上就能拍出驚人星空照片的 Astrophotography 天文攝影模式,而現在 Google 則是在一篇專文當中,解釋了天文攝影背後的祕密。

為了加大進光量,天文攝影是必須要依靠長快門來達成的,而在環境足夠黑的情況下,Pixel 4 的快門可以長達 4 分鐘之久。但這並不是連續不斷的 4 分鐘,而是 15 張獨立的照片,每張不長於 16 秒。這是為了避免相片疊合時亮點(星星)的偏差過大,讓星星維持點狀,而非拖出一條線來。至於 4 分鐘的時長則是考慮到一般使用者的耐心與使用的環境而界定的限制,倒不是手機無法再拍攝更長的曝光。

在這之後,Pixel 4 下一個要處理的是感光器自身在長曝光後產生的雜訊。由於 CMOS 晶片內的結構總有不完美之處,其受光後產生的電流也會略有起伏,不是均勻的。在短曝光下這點微小的差異並不明顯,但在長曝光下它們就會使得畫面中的某處顯得特別亮,形成「熱點」。Pixel 4 懂得透過比對多張照片,發現這些位置不動的熱點,並且以四周畫素的平均值來取代它們。

Google night sight pixel 4 astrophotography
如何在這麼低的光源下進行取景是另一個挑戰,在這方面 Pixel 4 利用了之前每 16 秒為一個單位照片的特性,在每一張照片拍完後,都會將其顯示在螢幕上。雖然說和最後的成品比較這還是太暗,但已經足夠讓拍攝者調整取景的角度與位置,再重新拍照,不用等到全部 4 分鐘都結束了才看到結果。另一邊,在畫面暗到無法於拍攝前進行自動對焦的時候,Pixel 4 還會利用剛按下快門的時間,先拍兩張可長達一秒的自動對焦專用相片,做為對比自動對焦的依據。如果連這樣都還看不到東西的話,天文攝影模式就會自動切換對焦距離到無限遠了。

最後,Pixel 4 的天文攝影模式還內建了一個專門的「天空判斷」AI 系統,可以在本身就不算亮的畫面中,找出哪些畫素是天空,哪些不是。這讓 Pixel 4 可以針對天空去做亮度、對比的調整,突顯雲或銀河等特色,但不去改動前景的地面。

Google night sight pixel 4 astrophotography
最終的結果,就是在無雲、無月亮、也無光害的夜晚,光靠手機就能拍出非常驚人的星空來,甚至超過人眼可以看到的範圍。如果有一點月光的話,Pixel 4 甚至可以拍出色彩準確的前景地貌來。唯一的問題是當月亮和星星同時出現在畫面中時,由於兩者的亮度對比差太大,因此便無法拍到星星了。不過 Google 之前在 Pixel 4 的發表會上,有對此表示「敬請期待」,不知道是不是又有什麼黑科技準備要與我們分享了呢?