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計算写真は、ソフトウェアを使用して写真をデジタルで強化します。これはさまざまな方法で行われ、スマートフォンで最も一般的に使用されています。実際、計算写真は、スマートフォンのカメラが今では非常に優れている理由の主な原因です。特に、はるかに大きくて高価なカメラと比較した場合はそうです。
計算写真とは何か、そしてそれが画像を強調するためにどのように使用されるかを見てみましょう。
計算写真はどのように画像を向上させますか？
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伝統的に、すべての写真は2つの主要なプロセスを介して作成されます。まず、レンズ、カメラセンサー、設定を含む光学コンポーネントがあり、次に画像処理があります。通常、画像処理は、写真の作成後、フィルムの現像、またはPhotoshopなどのソフトウェアを使用した画像の操作で行われます。
対照的に、計算写真は、写真の実際のキャプチャと並べて自動的に行われます。たとえば、スマートフォンのカメラを開くと、ローカルエリアの色の分析や、シーン内の顔などのオブジェクトの検出など、いくつかのことがすでに行われています。これらのプロセスは、写真の撮影前、撮影中、撮影直後に発生し、写真の品質を大幅に向上させることができます。
それで、計算写真の機能のいくつかは何ですか？
画像のスタッキング
画像のスタックとは、複数の画像を組み合わせて、それぞれの最高の品質を維持することです。スマートフォンは、特にハイダイナミックレンジ（HDR）写真を撮るときに、これを非常に頻繁に使用します。カメラは連続画像を非常にすばやく撮影し、露出を毎回わずかに変更します。画像を積み重ねることで、画像の最も明るい部分と最も暗い部分の詳細を保持できます。
これは、明るい部分と暗い部分の両方があるシーンで特に役立ちます。たとえば、背後に明るい夕日がある街の写真を撮っている場合があります。画像のスタックにより、携帯電話は太陽と暗い街の両方を正しく露出し、鮮やかで詳細な画像を撮影できます。
ピクセルビニング
スマートフォンの問題は、カメラセンサーを非常に小さくする必要があることです。つまり、高解像度のセンサーの場合、ピクセルも非常に小さくする必要があります。たとえば、 サムスンS21 のセンサーは、64メガピクセルと1.76インチの幅を測定します。これは、0.8マイクロメートルのピクセルサイズに相当します。これは、ほとんどのデジタル一眼レフピクセルの5分の1以上です。これは、小さいピクセルは大きいピクセルよりも少ない光を取り込むため、画像の品質が低下するため、問題になります。
ピクセルビニングは、隣接するピクセルの情報を1つのピクセルに結合することにより、この問題を回避します。このようにして、4つの隣接するピクセルが1つになります。これに伴う問題は、最終的な解像度が1/4低下することです（したがって、48メガピクセルのカメラは12メガピクセルの画像を生成します）。ただし、画質に関しては、通常、トレードオフの価値があります。
シミュレートされた被写界深度
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スマートフォンの画像は通常、ショットの背景を含め、ほぼすべてに焦点が合っていることに気付くでしょう。この理由は少し技術的になりますが、基本的に、スマートフォンのセンサーは非常に小さく、レンズの口径は通常固定されているため、各ショットには 大きな被写界深度 。
それに比べて、DSLRのようなハイエンドカメラからの画像は、画像の全体的な美的品質を向上させる非常に柔らかい焦点の合っていない背景を持っていることがよくあります。ハイグエンドカメラのレンズとセンサーを操作して、この結果を得ることができます。
スマートフォンは代わりにソフトウェアを使用してこの効果を実現します。一部の携帯電話には、前景と背景の写真を同時に撮影する複数のレンズがありますが、一部の携帯電話には、シーンのオブジェクトとそのエッジを分析し、背景を人為的にぼかすソフトウェアがあります。
電話をコンピューターに接続する
このプロセスがうまく機能せず、スマートフォンがエッジを適切に認識できず、人物や物体の一部が背景にぼやけてしまい、興味深い写真が撮られることがあります。しかし、ソフトウェアはより洗練されてきており、スマートフォンからの優れたポートレート写真につながっています。
色補正
ほとんどすべてのカメラには、カラーバランスオプションがあります。現在、ほとんどのカメラはこれを完全に自動的に行うことができます。カメラはシーンの色温度に関する情報を取り込み、どのような照明が豊富であるかを判断します。夕焼けの暖かいオレンジ色の輝きですか、それとも屋内の蛍光灯の明るい青色ですか？カメラはこの情報を取得し、それに応じて写真の色を調整します。
シャープニング、ノイズリダクション、トーン操作
多くのスマートフォンは、画質を向上させるために、シャープネス、ノイズリダクション、トーン操作など、さまざまな効果を写真に適用します。
- シャープニングは、画像の焦点の合った部分に選択的に適用されます。
- ノイズリダクションは、暗い場所で発生する粒子の粗さの多くを取り除きます。
- トーン操作は、フィルターを適用するようなものです。写真のシャドウ、ハイライト、中間調を変更して、より魅力的な外観を適用します。
計算写真の用途
計算写真は、スマートフォンの小さくて目立たないカメラでいくつかの驚くべきことを可能にしました。
夜の写真
HDR画像スタッキングを使用してシーンの多重露光を行うと、スマートフォンは暗い場所でも鮮明で高品質の画像を撮ることができます。
天体写真
Google Pixel 4以降などの特定のスマートフォンには、天体写真モードが含まれています。たとえば、Pixel4は15秒間の露出を16回行います。長時間の露出では、電話センサーができるだけ多くの光を拾うことができますが、15秒間の露出では、星の動きが結果の写真に縞模様を引き起こすほど長くはありません。
これらの画像が組み合わされ、アーティファクトが自動的に削除され、その結果、夜空のゴージャスな画像が得られます。
ファッションポートレート
被写界深度をシミュレートするオプションを使用すると、スマートフォンでセルフィーを含むゴージャスなポートレート写真を撮ることができます。このオプションでは、シーン内のオブジェクトを分離して、背景に焦点が合っていない外観を追加することもできます。
パノラマモード
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HDRと同様に、他の形式の写真では複数の写真を組み合わせる必要があります。ほとんどのスマートフォンに含まれているパノラマモードでは、複数の写真を撮影し、それらをソフトウェアでつなぎ合わせて大きな写真を作成します。
一部のカメラには、これの非常に興味深いバージョンが含まれています。たとえば、Mavic Pro2のような一部のドローンには球体写真オプションが含まれています。ドローンは一連の写真を撮り、それらをつなぎ合わせて、ミニチュア地球のように見えるものを作成します。
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計算写真：小さなセンサー、優れた写真
計算写真が進化するにつれて、電話、ドローン、アクションカメラで使用されているような小型のカメラが大幅に改善されます。より大きく、より高価なカメラ/レンズの組み合わせの望ましい効果の多くをシミュレートできることは、多くの人々にとって魅力的です。
これらのプロセスを自動化することで、写真の経験がない一般の人々が素晴らしい写真を撮ることができます。プロの写真家はあまり満足していないかもしれません。
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Jake Harfieldは、オーストラリアのパースを拠点とするフリーランスのライターです。彼が書いていないとき、彼は通常、地元の野生生物を撮影している茂みに出かけています。あなたはwww.jakeharfield.comで彼を訪問することができます
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