Galopujący z obłędną prędkością rozwój aparatów w smartfonach zanegował istnienie smartfonów typowo fotograficznych. Dziś niemal każdy model (może poza najtańszymi z najtańszych) jest w stanie zrobić dobre lub bardzo dobre technicznie zdjęcie w dzień. Do aparatów ze średniej półki trafiają wysokiej klasy matryce światłoczułe liczące nawet 48 Mpix, a rozwój algorytmów pozwala na pracę w warunkach, które jeszcze niedawno były nie do pomyślenia. Huawei P30 Pro sięga jednak tam, gdzie do tej pory nikt nie dał rady sięgnąć.
Powstała nowa kategoria miłośników fotografii, którzy nie sięgają nigdy po aparat i nowy rodzaj sztuki – fotografia mobilna. W dalszym ciągu najważniejszy jest wybór interesującego i niebanalnego kadru, lecz narzędzie, którym możemy uchwycić moment spoczywa zawsze w kieszeni lub torebce, dostępne w ciągu sekund. Czym zatem może miłośnika fotografii przekonać do wyboru swojego produktu twórca urządzenia z najwyższej półki? Wprowadzając rozwiązania, których nie ma nikt inny. Skoro każdy może dziś mieć matrycę 48 Mpix, to dodajmy peryskopowy teleobiektyw. Dodajmy algorytmy AI, które z przetwarzając obraz z czterech obiektywów pozwolą na płynny hybrydowy zoom, działający z minimalną utratą jakości. Postawmy całą moc obliczeniową urządzenia, by pokonać ostateczną granicę. NOC.
O tak. Noc zawsze stanowiła wyzwanie dla fotografów. Skromna ilość światła wymagała od fotografującego w świetle zastanym używania wysokich czułości filmu lub matrycy, długich czasów naświetlania, a te z kolei wymuszały noszenie ze sobą i używanie nieporęcznych statywów, gdyż nie sposób było utrzymać aparatu nieruchomo przez potrzebny do zrobienia zdjęcia czas. Fotografowanie nocą „z ręki” było zabawą dla wprawnych, a i tak tylko w miejscach, gdzie do dyspozycji było dość światła sztucznego.
Trochę historii
Wyścig fotograficznych zbrojeń, by wygrać wojnę z nocą, zaczął się już dawno. Pierwszym wynalazkiem, który znacząco przechylił szalę na korzyść fotografa, była wynaleziona w 1994 roku wbudowana w obiektyw optyczna stabilizacja obrazu, pozwalająca 2-4-krotnie wydłużyć czas naświetlania bez ryzyka poruszenia zdjęcia. Pionierem była firma Nikon, lecz wkrótce swoje wersje tego wynalazku mieli także inni producenci.
Drugim znaczącym udoskonaleniem było wynalezienie matryc cyfrowych, zdolnych do pracy z wysokimi czułościami przy akceptowalnym poziomie szumu. Miejska noc była już niemal oswojona, lecz poza miastem grasujące cienie wciąż były w sile zbyt wielkiej, by oddać zwycięstwo. Jedynie kilka najdroższych, profesjonalnych aparatów, radziło sobie w tych warunkach na tyle dobrze, by miłośnik nocnej włóczęgi mógł pozbyć się statywu. Lecz lud fotografujący chciał wciąż więcej.
Smartfon i fotografia obliczeniowa
Smartfon długo wydawał się bez szans w tej wojnie. To najpopularniejsze narzędzie do fotografowania skazane było na maleńkie matryce o wysokim poziomie szumów, a konstrukcja nie ułatwiała utrzymania telefonu bez ruchu na czas dość długi, by zrobić nieporuszone zdjęcie. Także i tutaj najpierw z pomocą ruszyły optyczne stabilizatory obrazu (wprowadziła je Nokia w 2013 roku). Nawet jednak nowe matryce okazały się bronią zbyt słabą. Przełom nastąpił zupełnie z innej strony.
Zaczęło się właściwie od zdjęć robionych w całkowicie przeciwnych warunkach – przy bardzo mocnym świetle. Aparaty nie radzą sobie w tych warunkach z uchwyceniem całej dynamiki sceny, dając albo prześwietlone najjaśniejsze partie, albo smolistą czerń w najciemniejszych. Ponieważ nie dało się tego rozwiązać udoskonalając sprzęt, sięgnięto po oprogramowanie. Skoro nie da się sfotografować wszystkiego na raz, to dlaczego by nie fotografować po kawałku? Później wystarczy złożyć zdjęcia w jedną całość, obejmującą komplet informacji o ciemnych i jasnych partiach zdjęcia. Pomysłowe algorytmy wcisną wszystko w zwykły plik graficzny, nadający się do oglądania na monitorze. Nazwano to HDR i raz dwa wymyślono także sposób, by nadużyć tej techniki w celu uzyskania jak najkoszmarniejszych rezultatów. Wkrótce wzrost mocy obliczeniowej procesorów w smartfonach uczynił możliwym umieszczenie trybu HDR wprost w aplikacji obsługującej kamerę i zautomatyzowanie procesu tak, by mógł być wykonywany w czasie rzeczywistym. Wojsko było już niemal gotowe do ataku na noc.
A jaki ma to związek z fotografią nocną? Całkiem spory. Otóż skoro można z kilku ekspozycji zsumować komplet danych o scenie o szerokiej rozpiętości tonalnej, to można podobny manewr zastosować także w nocy. Jaki bowiem podstawowy problem mamy, gdy brakuje światła? Przy zachowaniu rozsądnej czułości musimy naświetlać długo. A ponieważ łapki nam się trzęsą, zdjęcia są poruszone. A zatem? Ustawiamy dającą akceptowalną jakość czułość matrycy i robimy zdjęcie z krótkim czasem naświetlania. I następne, i następne. A oprogramowanie łączy kolejne ekspozycje z pierwszą, kluczową, dopasowując je przy tym tak, by nie były przesunięte względem siebie.
Co więcej, w ten sposób nie tylko wzmacnia się użyteczny sygnał, ale także uśrednia szum, poprawiając i wygładzając tak zrobioną fotografię. Stosując tryb nocny w Huawei P30 Pro i wcześniejszych modelach widzimy rozjaśnianie się zdjęcia bazowego w miarę sumowania kolejnych ekspozycji. Dlaczego nie dało się tego robić wcześniej? Ależ dało się. Identyczną sztuczkę stosowali amatorzy astrofotografii, by z taniego sprzętu wyciskać więcej, niż przewidzieli jego konstruktorzy w najśmielszych fantazjach. Jednak dopiero twórcom smartfonowej Sztucznej Inteligencji udało się nie tylko schwytać w ten sposób dość światła, ale także zamrozić ruch na fotografowanej scenie. Noc cofała się na wszystkich frontach.
Niech Noc Będzie z Tobą
Oglądając fotografie wykonane Huawei P30 Pro można się poważnie zdziwić. Porównanie automatu z wyspecjalizowanym trybem wskazuje oczywistego faworyta, lecz zakres możliwości trybu nocnego wykracza daleko poza to, co sugeruje nazwa.
Jednak do rzeczy: w pierwszej parze (powyżej) zdjęcie wykonane w trybie auto wygląda wprawdzie całkiem nieźle (poza może dość nienaturalnym kolorem, lampa na pewno nie świeciła na zielono), jednak przyglądając się dokładniej bez problemu zauważymy brak szczegółów na chodniku i ścianach oraz prześwietlenie w okolicach lampy. Tryb nocny nie tylko wydobył szczegóły, ale zdjęcie jest ogólnie ostrzejsze, a wyrównanie ekspozycji przez oprogramowanie pozwoliło zlikwidować prześwietlenie w okolicach lampy. Co ważniejsze, zdjęcie nie straciło swojego nocnego charakteru.
Druga para przynosi podobny efekt – zdjęcie wykonane w trybie nocnym ma bardziej wyrównaną jasność, więcej szczegółów w cieniach i mniejszy poziom szumów. Dzięki przemyślanym algorytmom łączenia ekspozycji, mimo naświetlania łącznie przez 6 sekund, sylwetki ludzi są rozmyte w identycznym stopniu, jak na zdjęciach wykonanych w trybie automatycznym – za ten element odpowiada pierwsza z serii klatek, poruszone elementy z następnych są odrzucane przy łączeniu. Także i tu mimo ogólnego rozjaśnienia sceny zdjęcie nie straciło nocnego charakteru.
Trzecia para obrazków i różnice stają się wyraźnie widoczne. P30 Pro dobrał do lewego zdjęcia czułość ISO 6400, wysoką i sprawiającą problemy nawet aparatom fotograficznym m4/3 i APS-C, nie mówiąc o innych telefonach. Chociaż udało się uzyskać akceptowalnej jakości obraz, odbyło się to kosztem bardzo dużej utraty szczegółów w wyniku agresywnego odszumiania i w ciemniejszych partiach widoczne są maziaje. Tryb nocny pokazuje tu swoją moc – przy ISO 1600 obraz jest szczegółowy, a zaszumione miejsca niemal nie występują.
Przy czwartej parze sytuacja staje się oczywista. Lewe zdjęcie automat naświetlił na ISO 6400. Jakość… jest tragiczna. Most jest prześwietlony, a całe zdjęcie jest przeorane przez agresywne odszumianie. Tyle, że można było sobie darować – i tak przez artefakty i maziaje w zasadzie niewiele widać. Tryb nocny użyty do zrobienia prawego zdjęcia pozwolił wydłużyć ekspozycję aż do 7 sekund i obniżyć czułość matrycy do ISO 1250. W połączeniu z uśrednianiem błędów dało to w miarę czysty i użyteczny obraz. To, że nie ma na nim nic ciekawego, to już natomiast inna sprawa i żaden algorytm tu nie pomoże :)
W tekście możecie obejrzeć jeszcze trochę sampli. Wydaje mi się, że różnice są w miarę oczywiste, a zdjęcia mogą być doskonałą ilustracją potęgi algorytmów AI stworzonych przez Huawei. Tryb nocny nie jest oczywiście czymś unikalnym, posiadają go także najwyższe modele smartfonów innych producentów oraz Adobe w swoim mobilnym Lightroomie CC (nazywając go Long Exposure). Jakościowo jednak P30 Pro (a nawet jego poprzednik) jest daleko przed konkurencją (Adobe z pewnością zgrzyta tu zębami, ale nie tylko on), a wyścig będzie intensywny, długi i ciekawy.
Gdyby noc była tu wrogiem, to można byłoby powiedzieć, że została pokonana. Rozbita w pył. Tyle, że gdzieś po drodze wojna z ciemnością przestała być wojną. Noc przecież mruga do nas przyjaźnie setką i tysiącem świateł. Uśmiecha się księżyc, byśmy i jemu poświęcili chwilę uwagi.
W końcu noc jest dla wszystkich, którzy się jej nie boją. Chwytajmy ją. Wystarczy smartfon w kieszeni i trochę wyobraźni :)
Wszystkie zdjęcia w tym wpisie zrobione zostały za pomocą Huawei P30 Pro.
Wpis powstał przy współpracy z Huawei Polska
