Progetto per il futuro della fotografia - fotografia computazionale

Autore: Lewis Jackson
Data Della Creazione: 13 Maggio 2021
Data Di Aggiornamento: 14 Maggio 2024
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Scuola, Cultura e Creatività digitale | Davide Tonioli | TEDxSSC
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Siamo alla nostra seconda settimana del concorso fotografico #ShotOnSnapdragon e con esso un altro sguardo più da vicino a come piattaforme come la piattaforma mobile Qualcomm (R) Snapdragon (™) 855 migliorano le capacità della fotografia del tuo smartphone. Se non lo hai già fatto, assicurati di dare un'occhiata ai nostri suggerimenti per migliorare anche le tue abilità fotografiche.

Basandoci sullo sguardo della scorsa settimana ai processori di segnali di immagine (ISP), oggi stiamo esplorando come la tecnologia ISP di Qualcomm Spectra (™) combinata con le capacità di fotografia computazionale porta le immagini del tuo smartphone a un livello completamente nuovo. Per fotografia computazionale intendiamo tecniche di imaging avanzate che migliorano ed estendono le normali capacità della fotografia digitale. Alcuni di questi consentono ai fotografi di modificare manualmente le loro immagini, mentre altri lavorano sottilmente sullo sfondo assicurando che le tue foto appaiano sempre al meglio. Immergiamoci.


Piattaforme mobili create per lo sgretolamento dei dati delle immagini

Mentre un ISP è perfetto per gestire le normali attività di fotografia e acquisizione video, algoritmi di fotografia computazionale più avanzati richiedono hardware più potente. I casi d'uso includono la sfocatura del bokeh del software per un effetto di profondità di campo di livello professionale, elaborazione del colore ad alta gamma dinamica, ripresa multi-camera, stabilizzazione elettronica delle immagini (EIS) e capacità di zoom digitale superiori.

Le piattaforme mobili Snapdragon sono costruite con molte parti di elaborazione diverse, ognuna con le proprie specialità e capacità, molte delle quali sono adatte per l'elaborazione avanzata delle immagini. Oltre alla CPU per scopi generici e all'acquisizione di immagini Qualcomm Spectra ISP, le piattaforme mobili Snapdragon contengono un processore di segnale digitale (DSP) di Qualcomm (R) Hexagon (™) e un'unità di elaborazione grafica (GPU) di Qualcomm (R) Adreno ( entrambi ben adatti allo sviluppo di algoritmi di imaging avanzati. L'utilizzo di questi componenti su tutta la piattaforma è noto nel settore della telefonia mobile come elaborazione eterogenea.


La combinazione delle capacità di più componenti di elaborazione SoC migliora le prestazioni e l'efficienza energetica della fotografia computazionale su una piattaforma mobile Snapdragon

Ognuna di queste unità di elaborazione è utile per diversi tipi di algoritmi. Le CPU, ad esempio, offrono le migliori prestazioni laddove l'algoritmo non è altamente parallelo e richiede

operazioni di ramificazione. Nel frattempo, algoritmi altamente paralleli, che spesso emergono nelle tecniche di post-elaborazione delle immagini come HDR e oggetti rimovibili, vengono eseguiti molto più velocemente su una GPU. Infine, un DSP è l'unità di elaborazione perfetta per applicazioni basate su sensori in tempo reale e attività di apprendimento automatico come il rilevamento di oggetti.

Ad esempio, gli smartphone alimentati da Snapdragon offrono la stabilizzazione elettronica delle immagini (EIS) senza la necessità di parti meccaniche aggiuntive. Tracciando i movimenti dall'hardware dell'accelerometro del telefono ed eseguendo algoritmi di tracciamento sulla GPU Adreno, l'ISP Spectra può acquisire un'immagine dall'aspetto molto stabile al momento giusto. Questo impedisce alle tue foto di apparire sfocate, anche se non hai le mani ferme.

L'ultimo ISP Qualcomm Spectra 380 all'interno dello Snapdragon 855 e Qualcomm Spectra 350 all'interno dello Snapdragon 730 includono componenti di elaborazione Computer Vision dedicati (CV-ISP) per un'accelerazione ancora più efficiente. Ciò consente al CV-ISP stesso di eseguire il rilevamento di oggetti, la sostituzione dello sfondo e la sfocatura del bokeh HDR 4K in tempo reale, liberando risorse di elaborazione su CPU, GPU e DSP per eseguire altri processi.

Rendere la fotografia più intelligente

Profondità di campo del bokeh del software

Le modalità ritratto e il software bokeh sono diventati un effetto base delle fotocamere degli smartphone. Offri sfocatura simile alla DSLR, vari effetti di luce e persino effetti di sostituzione dello sfondo per cambiare drasticamente l'aspetto delle tue foto.

Per creare un effetto di sfocatura del software, la fotocamera richiede informazioni sulla profondità della scena in cui si sta riprendendo. Un modo per farlo è includere una videocamera di profondità dedicata, come un sensore del tempo di volo, per rilevare la distanza effettiva. In alternativa, un telefono con due fotocamere può scattare una foto a due diverse lunghezze focali contemporaneamente. Le piattaforme mobili Snapdragon supportano più videocamere qualora i produttori di smartphone volessero implementare questa tecnologia. Un metodo alternativo utilizzato da molte fotocamere singole è quello di scattare foto in più punti AF in rapida successione.

Una volta che il telefono ha dati a più lunghezze focali, gli algoritmi stereo, che funzionano in modo simile ai nostri occhi, vengono applicati per discernere quali oggetti sono in primo piano e quali sono in background. Un secondo algoritmo di sfocatura viene quindi applicato all'immagine per ammorbidire gli oggetti che non sono a fuoco. Il vantaggio di utilizzare questo metodo è che il soggetto focale, la quantità di sfocatura e altri effetti possono essere modificati dopo lo scatto della foto. Questi dati possono anche essere salvati nel formato immagine HEIF.

Software Bokeh spento Software bokeh acceso

Con CV-ISP all'interno delle più recenti piattaforme mobili Snapdragon, i portatili sono in grado di applicare la sfocatura del bokeh non solo alle foto ma anche ai video live. Il CV-ISP produce sfocatura del bokeh fino a 4K in video in tempo reale, supportando anche un'elevata gamma dinamica, qualità anche a 10 bit.

Zoom superiore

Ingrandisci i soggetti con una tecnica fotografica molto utile per inquadrare l'immagine perfetta. Tuttavia, alcune fotocamere telefoniche sono state storicamente bloccate con lo zoom digitale, il che riduce significativamente la qualità una volta che inizi a zoomare abbastanza lontano. Lo zoom ottico o le telecamere con teleobiettivo sono sembrati aiutare in questo senso, ma telecamere e obiettivi extra possono essere costosi. È possibile scattare ottime foto ingrandite con una sola fotocamera, grazie ad alcuni algoritmi e hardware intelligenti per eseguirle in modo efficiente.

La funzione fotocamera Qualcomm (R) OptiZoom (™) è progettata per catturare 12 immagini in una rapida raffica. Gli algoritmi combinano i dati di questi 12 scatti osservando differenze e somiglianze tra i pixel. Queste differenze di sub-pixel tra gli scatti vengono utilizzate per ottenere ulteriori dettagli, creando un'immagine a risoluzione più elevata ricca di dettagli aggiuntivi. Questo è anche noto come zoom ad altissima risoluzione e crea risultati di gran lunga superiori per il ritaglio digitale dell'immagine dopo aver premuto l'otturatore.

Esempio di zoom digitale 2.6x Esempio di zoom super risoluzione 2.6x

High Dynamic Range (HDR)

L'elaborazione HDR è necessaria nelle scene con una grande variazione tra chiaro e scuro per evitare sovra o sottoesposizione. Gli esempi includono il tentativo di fotografare un oggetto su uno sfondo illuminato come un cielo nuvoloso o di scattare in condizioni di scarsa luminosità con una sola fonte di luce.

Gli smartphone basati su Snapdragon creano immagini ad alta gamma dinamica combinando più immagini insieme, ognuna con un'impostazione di esposizione diversa. Le immagini più scure espongono correttamente le alte luci, come il sole e le nuvole, mentre le esposizioni più luminose mettono in evidenza le luci al buio. Gli algoritmi combinano insieme i dettagli di tutte queste immagini per creare un'immagine che offre migliori luci e ombre rispetto a un'immagine standard. La tecnologia HDR "senza fantasmi" di Qualcomm Technologies funziona anche per evitare bordi sfocati rilevando e rimuovendo qualsiasi movimento dallo scatto.

HDR Off HDR On

Ti aiuta a scattare foto migliori

Gli smartphone moderni sono passati solo fornendo un ottimo hardware per la fotocamera, ora offrono anche tecniche di elaborazione all'avanguardia e trucchi per colmare il divario sempre più piccolo con le fotocamere DSLR di livello professionale. Le piattaforme mobili Snapdragon sono al centro di molti dispositivi che offrono ai consumatori il meglio della fotografia mobile.

Naturalmente, l'elaborazione avanzata è solo una parte dell'immagine. Se vuoi scattare foto eccellenti, assicurati di dare un'occhiata ai nostri consigli degli esperti su come scattare la foto perfetta. E non dimenticare di inviare le tue iscrizioni al concorso fotografico #ShotOnSnapdragon per avere la possibilità di vincere uno smartphone con tecnologia Snapdragon 855.

Contenuto sponsorizzato da Qualcomm Technologies, Inc.

Qualcomm Snapdragon, Qualcomm Spectra, Qualcomm Adreno, Qualcomm Kryo, Qualcomm OptiZoom e Qualcomm Hexagon sono prodotti di Qualcomm Technologies, Inc. e / o delle sue filiali.

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