隨著 HTC One M8 內建 UFocus 重新對焦,一圓消費者想以智慧型手機拍出淺景深的夢想。佛心來著的google,為了讓所有Android的手機平板用戶(韌體更新至Android4.4以上版本)都能拍出模糊景深,發表Google camera App。除了讓手機拍出單眼的景深效果外,新增球型全景模式,勢必讓Google camera成為照相App中最熱門的軟體。
在Google camera App中(點擊此處至google Play下載),基本的相機功能中設有曝光/閃光燈補償、九宮格構圖線與HDR。較為特別的「全景相片」模式,可拍出360度球形全景照,在上傳到google+或google地圖景觀後,能產生立體旋轉觀看的效果。另一項特殊的模式「鏡頭模糊」,可達到等同HTC one M8的淺景深(Pro Look)與改變主題與景深位置(UFocus)的功能。
▲google camera app所拍的全景相片,可以上傳至google+/google地圖景觀後,以旋轉方式觀看(圖片來源:plus.google.com)
使用方式,也是在開啟App中的鏡頭模糊功能後,手機畫面會出現「請緩慢向上移動裝置,讓景物保持在畫面中央」的字樣,這時只需輕輕向上移動手機,讓它對實景進行掃瞄(連拍幾張照片)。運用特殊運算程式,重新計算畫面中每個物件的3D位置、估算深度與距離,在需要事後改變對焦位置時,就能清晰地顯示該主體,其餘的部份就以模糊方式顯示。
▲左邊為一般拍攝效果,右邊則是鏡頭模糊功能。(點擊此處觀看原尺寸)
Google camera App,對焦演算法更精細
鏡頭模糊所使用的特殊運算方式,與光場相機、Nokia Refocus一樣,都是以光做為分析計算要素。首先,以2D轉換3D常見的位移回復結構(SfM,Structure-from-Motion)運算,計算出相機移動時、畫面主體、及其移動量在立體空間裡,點線面等資訊的關聯性。再交由多視點立體(MVS,Multi-View Stereo)大略重組、重建當下的場景。
最後,使用馬可夫隨機場(MRF,Markov Random Field),與絕對值總合(SAD,Sum of Absolute Differences)演算每項主體的相對關係。將上述的資訊,先透過灰階定義每個畫素的絕對位置,再以鄰近畫素點在彩度上的差異,逐一取出絕對差值,估算出畫素點之間的相對距離。透過這兩種方式,交叉演算三維空間(肉眼所見)裡正確聚焦時的表現。
▲中間為深度圖,確定主體後再進行背景模糊化。
▲照片來源:google、點擊此處觀看原尺寸。
▲照片來源:google、點擊此處觀看原尺寸。
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圖片、資料來源:google play、googleresearch
技術諮詢:Rex Huang
參考資料:馬可夫隨機場於高解析力影像特徵匹配之研究、中央研究院數學研究所、鈦思科技、影像與識別、淺談2D至3D視訊轉換技術