Google發表的新手機Pixel 4功能有不少升級，不只是雷達感應手勢操作，還將Pixel 3的相機拍照功能再強化，在夜晚景物之外甚至能拍攝到整片星空。Google Pixel 4相機搭載雙鏡頭模組，力求達到「所見即所得」的效果，盡可能減少照片與實物之間的色彩差異。到底為什麼Google Pixel 4能拍攝銀河呢？Google日前發布了Pixel 4相機功能技術文章，至於擁有強大夜拍功能的Pixel 3可參考：解析Google Pixel相機原理 Pixel 3、Pixel 3a單鏡頭相機為什麼這麼強？
拉長曝光時間 15張照片疊合圖像
通常手機拍夜空的時候，因為星光太過微弱，手機的相機難以捕捉光線，導致照片上只看得見一片漆黑。因此Pixel 4除了加大光圈之外，也拉長了曝光的時間上限(也就是拉長快門時間)，讓Pixel 4最多能有4分鐘的長曝光，鏡頭有足夠的時間捕捉微弱的光點。Pixel 3、Pixel 3a透過軟體更新則能有1分鐘的曝光時間。
▲光圈越大，能進入到鏡頭的光線越多，相反的如果光圈較小，能進入到鏡頭裡的光線就較少。光圈大小的數值以f值表示，而因為光圈數值位於分母，因此光圈越大，數值越小。如圖，f1.8的光圈要比f11大。(圖片來源：wiki)
雖然長曝光讓星光得以被鏡頭捕捉，但拉長曝光同時也會遇到許多問題，比如說感光元件過熱、手持不穩、或是星空隨著時間移動等等，每項都會影響到相片最終呈現的效果。其中，當CMOS(感光元件)過熱時，照片上會出現「熱像素」，讓原本沒有光點的地方出現紅點般的雜訊，而鏡頭的高感光度也會讓照片容易出現噪點。
名詞解釋：感光度ISO
感光度也稱為ISO，是對光線的敏感度，高ISO有助於在光線不足、無閃光燈的情況下拍攝。
▲長曝光、或是高感光度拍攝容易出現噪點。如上圖左方明顯的模糊顆粒，照片並不清晰。(圖片來源：家裡的貓)
為了解決雜訊的問題，Pixel 4並不只拍一張照片，而是在曝光的4分鐘中，將照片分為多個幀(Frame)，也就是拍攝許多張照片，讓每張照片的曝光時間不那麼長。這些幀的曝光時間較短，模糊的部分也較少，Pixel 4再透過照片互相比對辨認，使用演算法將雜訊覆蓋過去，以獲得清晰的最終成果。
維持星點固定 每幀曝光最多16秒
因為需要長時間曝光、拍攝，1張清晰的銀河照片Pixel 4需要大約4分鐘的時間進行拍攝與後製合成。然而，月亮和星星都是會移動的，如果單張照片的快門時間，也就是曝光時間過長，可能拍攝到的不是星點，而是星星移動的軌跡。為了避免拍攝成星軌，Pixel 4每幀最多16秒，16秒的曝光足夠Pixel 4捕捉到足夠的光，也同時讓星星看起來像光點。
▲因為星星不停地在移動，因此如果曝光時間過長，無法拍攝到光點，只能有光線。圖為單幀2分鐘曝光中的模糊星空。(圖片來源：Google)
當然，如果想要更精細的照片，Pixel 4可以選擇拍攝更多的幀，有更多的資料比對讓照片更清楚。然而，拍攝與攝影師的耐心有關，Google表示很少人願意等待超過4分鐘以上的圖像，因此Pixel 4將單張照片限制為最多15幀，每幀最多16秒。
機器學習與圖像訓練 自動區分地景與星空
為了避免星光之外的景物變成過度曝光，Pixel 4透過機器學習與超過10萬張圖像訓練，會自動區分星空與景物，並且自動進行不同程度的疊合。Pixel 4能辨識天空與非天空的區塊，針對區塊選擇性地增加對比度、亮度，讓照片每一個部分都有合適的色彩。也因此，當Pixel 4在疊合星空的時候，不會同時影響到其他景物、人像的明暗與光影。
▲如果是星空與景物在同一張照片裡，Pixel 4會自動區分天空與地景，分別做出不同的處理，避免景物過亮，或是星空不夠清晰。(圖片來源：Google相簿，Nicholas Wray Wilson)
手機夜拍里程碑 仍有缺點待解決
雖然比不上專業相機，但手機能夠清楚拍攝夜晚景物、星空銀河等等，已經是技術上的一大革新。不過雖然Pixel 4在星空拍攝方面非常強大，Google也表示仍有進步的空間，其在噪點判斷、高亮度對比拍攝、以及需要嚴格的環境標準(極暗、腳架固定、長時間倒數計時)才能拍攝到理想效果等等，都還有可以改良的地方。但就算如此，Pixel 4手機相機的銀河拍攝功能令人驚嘆，也期待之後Google在手機相機上更多的突破。
3 則回應
誰care你用手機照相，
那麼愛照相去買專業相機就好了！