Вычислительная фотография. Почему телефоны снимают лучше, чем могут
Все больше людей отказываются от покупки фотоаппаратов, переходя на съемку телефонами. Качество картинки топового смартфона зачастую не хуже, чем у профессиональной камеры, стоящей на порядок дороже. Как удалось этого добиться?
То один, то другой профессионал фотосъемки – особенно это касается журналистов и прочих репортажников – признается со вздохом: «У меня лежит кофр с техникой на тысячи долларов, но он покрылся пылью, потому что снимаю я телефоном». Рынок фототехники рухнул, компания Nikon официально объявила, что отказывается от разработки зеркальных камер. Специализированная техника остается для энтузиастов и студийных фотографов, более 90% изображений создается камерами смартфонов. И это хорошие, качественные, пригодные для профессионального использования изображения. То есть смартфон с крошечной линзочкой и матрицей с ноготок мизинца сравнялся в качестве картинки с камерами, в бленду объективов которых можно насыпать десяток айфонов.
Но как? Неужели учебник оптики пора выкинуть на помойку?
Все это обман!
Уровень качества съемки сейчас принимает львиную долю дифирамбов на презентации очередного топового телефона. Смартфоны снимают в темноте, в движении, против солнца, издалека, в макро, в ультрашир… На селфи, сделанном айфоном, пользователь выглядит на 30% успешнее, на 50% богаче, на 42% счастливее и на пять лет моложе, чем в паспорте!
Откроем маленький секрет – на самом деле смартфоны снимают отвратительно. Крошечная несветосильная оптика, отсутствие физического трансфокатора, ничтожный размер пиксела на маленькой шумной матрице… Помните унылые, мутные мыльные картинки с первых телефонов, ради которых пришлось придумывать фильтры в запрещенной сети квадратных фоток еды? Так вот – ничего с тех пор не изменилось. Телефоны снимают все так же гадко. Физика – жестокая госпожа. Чем меньше объектив и линейный размер матрицы, тем меньше фотонов приходится на пиксел. Чем меньше засветка пиксела – тем хуже соотношение сигнал/шум.
А поскольку физику не обманешь, обманывать приходится пользователя!
Я сам обманываться рад
Еще один шокирующий сюрприз – пользователь, то есть любой человек с глазами, видит вовсе не то, на что он смотрит. Простой пример: когда вы смотрите вперед двумя глазами, то не видите своего носа. А если один глаз закрыть – то видите. Наш мозг достраивает картинку, суммируя изображения с двух глаз и вычитая из них нос. Физически наш орган зрения не слишком совершенен, и это приходится компенсировать «постобработкой» изображения, которую осуществляет «центральный процессор». То, что мы считаем окружающим миром, – синтезированная, а не реальная картинка. Она смоделирована на основе многих лет обучения (поэтому младенцы плохо различают предметы), и мозг подставляет на место наблюдаемого объекта тот, который мы должны, по его мнению, видеть. Например – лица. Мы узнаем людей несмотря на то, что они отрастили бороды, растолстели, сбрили волосы, нанесли макияж и опустили капюшон. Хотя с разных углов и расстояния черты лица видятся совершенно по-разному, наш мозг подставляет вместо реальной картинки синтезированную – сформированный за время общения «усредненный» образ лица. Поэтому претензии женщин: «Ты что, не видишь, что я брови выщипала?» – часто безосновательны.