Функция hdr в камере телефона что это
[Руководство] Что такое HDR-режим и когда его использовать
| Приветствую вас, Mi-фаны! |
HDR. Эти три маленьких буквы присутствуют почти во всех камерах наших смартфонов, но не все знают, что именно они означают и для чего это вообще надо. Если вышесказанное относится к вам и вы все еще в неведении о том, что такое HDR, или просто хотите узнать, когда лучше всего использовать его, то читайте дальше.
1214219597_004_spb_94750.jpg (105.22 KB, Downloads: 114)
2017-08-03 21:02:11 Upload
sankt-peterburg_petergof_ulica_dostoprimechatelnosti_hdr_63167_1920x1200.jpg (1.66 MB, Downloads: 83)
2017-08-03 21:02:15 Upload
st-petersburg-bridges-park-hdr-sankt-peterburg-prud-elki-par.jpg (146.12 KB, Downloads: 92)
2017-08-03 21:02:18 Upload
3281026_large.jpg (148.05 KB, Downloads: 99)
2017-08-03 21:05:22 Upload
Рейтинг
Xiaomi Comm APP
Получайте новости о Mi продукции и MIUI
Рекомендации
* Рекомендуется загружать изображения для обложки с разрешением 720*312
Изменения необратимы после отправки
Cookies Preference Center
We use cookies on this website. To learn in detail about how we use cookies, please read our full Cookies Notice. To reject all non-essential cookies simply click «Save and Close» below. To accept or reject cookies by category please simply click on the tabs to the left. You can revisit and change your settings at any time. read more
These cookies are necessary for the website to function and cannot be switched off in our systems. They are usually only set in response to actions made by you which amount to a request for services such as setting your privacy preferences, logging in or filling in formsYou can set your browser to block or alert you about these cookies, but some parts of thesite will not then work. These cookies do not store any personally identifiable information.
These cookies are necessary for the website to function and cannot be switched off in our systems. They are usually only set in response to actions made by you which amount to a request for services such as setting your privacy preferences, logging in or filling in formsYou can set your browser to block or alert you about these cookies, but some parts of thesite will not then work. These cookies do not store any personally identifiable information.
These cookies are necessary for the website to function and cannot be switched off in our systems. They are usually only set in response to actions made by you which amount to a request for services such as setting your privacy preferences, logging in or filling in formsYou can set your browser to block or alert you about these cookies, but some parts of thesite will not then work. These cookies do not store any personally identifiable information.
Что такое режим HDR в камере смартфона
Среди прочих настроек камеры в смартфоне можно встретить режим под названием HDR, но не каждый понимает, что это такое и когда есть смысл его использовать.
А между тем эта возможность фактически превратилась в мастхэв, имеющийся почти в любой современной модели.
Одно это является основанием для того, чтобы познакомиться с HDR более пристально.
Что собой представляет HDR
Аббревиатура расшифровывается как High Dynamic Range – высокий динамический диапазон. Идея состоит в том, чтобы для получения финального снимка сделать серию промежуточных, при различных настройках камеры.
Система выберет для каждого участка фото наиболее удачную версию из имеющихся вариантов, после чего произведет тонкую подгонку. Это чем-то напоминает сборку пазла.
HDR позволяет улучшить качество фотосъемки, сделанной в неудобных условиях, например, при недостаточном уровне освещенности.
Любой отдельно взятый снимок, вне зависимости от настроек камеры, не может получиться удачным по всей поверхности кадра: какие-то участки выйдут лучше, а какие-то – хуже.
А вот комбинирование из нескольких снимков позволяет получить гораздо лучший результат.
Как это работает
В режиме HDR объектив камеры смартфона поочередно фокусируется на объектах переднего, среднего и заднего планов. Это позволяет получить в фокусе для последующей цифровой обработки каждый элемент снимка.
Чтобы эта процедура выполнялась с приемлемой скоростью, желательно наличие в устройстве фазового или гибридного автофокуса.
Контрастный тип автофокусировки, использующийся в бюджетных девайсах, обладает низкой скоростью работы, из-за чего на серию снимков будет потрачено слишком много времени. Лазерный же автофокус ограничен расстоянием в несколько метров.
«Наигравшись» с автофокусировкой, камера переключается на время экспозиции. Это дает возможность исключить впоследствии затемнение или засвечивание отдельных участков.
Для каждого из них подбирается оптимальное время выдержки. В зависимости от программного алгоритма и конструкции модуля камеры, могут варьироваться и другие параметры: светочувствительность, апертура и т.п.
Набрав достаточное количество информации, чипсет обрабатывает ее и выдает итоговое фото.
Ограничения
С каждым годом производительность мобильных устройств растет, но растет и «прожорливость» приложений, так что эконом-класс еще не скоро сможет снимать в HDR без оглядки на системные ресурсы.
Когда нужен режим HDR
Ситуации, когда использование данной технологии оправдано, вытекают из вышеописанных ограничений:
Что такое HDR в камере телефона и зачем он нужен?
Что такое HDR в камере телефона? Подобный вопрос наверняка задавал себе чуть ли не каждый владелец смартфона с подобной функцией. В зависимости от технических характеристик и других факторов, некоторые пользователи могут не увидеть разницу между фоторафиями, которые сделаны, когда функция HDR в камере телефона была включена, и в сравнении с обычными снимками. Однако отличия всё же есть и они существенны.
Что такое HDR в камере телефона?
Если не вникать в технические сложности, то это особый формат обработки фотографий в момент сохранения снимков. Не беря за основу сложные аспекты, связанные с программированием, данная функция позволяет делать снимки более яркими и контрастными. Подобное происходит благодаря расширению яркостного диапазона, который не всегда видим невооруженным глазом или используя обычные фотографии.
Кроме того, включённая функция HDR в камере телефона влияет на размер файлов, в связи с особенностями сохранения полученных снимков. Данный аспект присутствует и на других устройствах, например, фотоаппаратах.
Аббревиатура HDR
Так ли полезен HDR
Учитывая современные тендеции, связанные с новыми уловками для получения прибыли, компании-производители мобильных устройств готовы использовать любые возможности для повышения стоимости, престижа и конкурентных преимуществ для своей продукции. Однако технология вполне прижилась и присутствует в камерах многих мобильных телефонов, особенно это касается дорогостоящих моделей и флагманов, начиная с Samsung Galaxy S4 и iPhone четвёртой модели, ну и само собой, в более новых моделях, которые стали приемниками подобных гаджетов.
Плюсы и минусы от данной функции
Попытавшись разобраться в том, что такое HDR в камере телефона вы наверняка столкнётесь с тем, что снимки, которые сделаны с использованием данной технологии начинают иметь очень большой объём, то есть занимать много места в памяти вашего смартфона. Для устройств, где присутсвует большой объём пространства хранилища, подобная особенность не создаёт каких-либо пробем. В данном случае речь идёт о гаджетах, память которых равна, например, 128GB или даже больше, за счёт флэш-накопителей. А вот в случае со смартфонами с малым хранилещем, функция HDR привёдет к быстрому переполнению и нехватке места. Конечно, это не критично, но постоянные уведомления о нехватке памяти могут надоедать и мешать пользователям во время работы.
Где применяется
Ответив на вопрос, что такое HDR в камере телефона, многие наверняка зададутся следующим вопросом: а зачем он нужен? Кроме более ярких снимков, данная технология применяется во многих мобильных приложениях с фильтрами для фотографий. Различные специальные эффекты, которые связаны с изменениями теней, контрастности, сглаживании или размытии могут также включать в себя использование данной функции.
Однако очень важно иметь хороший дисплей с высоким разрешением, так как не все экраны могут передавать в полной мере ту картинку, которая получается в результате использования HDR. Возможно, что некоторые бюджетные смартфоны могут делать снимки, используя высокий динамический диапазон, но при этом фотография будет мало чем отличаться от обычной.
В заключение
В интернете есть большое количество фотографий, в основном это природа и различные пейзажи, которые выполнены с помощью высокого динамического диапазона. Они очень насыщены яркими красками и передают большой спектр различных цветов, попавших в объектив.
Технология HDR может использоваться не только в мобильных устройствах, она также применяется и в профессиональных фотоаппаратах, что даёт фотографам больше инструментов для творчества. Кроме того, есть телевизоры с поддержкой данной функции, они делают картинку более оживленной и яркой.
Таким образом, был дан ответ, что такое HDR в камере телефона, а также в чём сущность этой технологии, независимо от устройств, на которых она применяется.
Идеальное фото. Что такое HDR+ и как активировать его на своем смартфоне
Содержание статьи
Что такое HDR
Для полного понимания принципа работы HDR+ придется для начала разобраться с обычным HDR.
Основная проблема всех камер смартфонов — маленький размер матрицы (а точнее — фотоячеек) и, как следствие, недостаточный охват динамического диапазона. Чтобы исправить этот недостаток, был разработан алгоритм HDR (High-Dynamic Range), принцип работы которого следующий: камера делает кадр со стандартным для данной сцены уровнем экспозиции, затем делает недоэкспонированный кадр, на котором будут четко видны лишь пересвеченные области изначального снимка, далее выполняется переэкспонированный снимок, на котором видны только затемненные детали изначального снимка, а все остальное пересвечено. Далее снимки накладываются друг на друга и объединяются при помощи специальных алгоритмов, качество которых зависит от производителя софта камеры. В результате получается снимок с хорошей проработкой деталей как в тенях, так и в более светлых местах.
Недостатки HDR очевидны: долгое время съемки приводит к тому, что попавшие в кадр движущиеся объекты будут двоиться, а даже небольшая тряска смажет картинку.
Что такое HDR+
Умные головы придумали алгоритм, лишенный недостатков HDR. Впрочем, общее с HDR у него одно лишь название.
HDR+ расшифровывается как High-Dynamic Range + Low Noise. Свою известность он получил за ряд выдающихся возможностей: алгоритм способен устранять шумы практически без потери детализации, повышать качество цветопередачи, что крайне важно при плохом освещении и по краям кадра, вместе с этим он сильно расширяет динамический диапазон фотографии. HDR+, в отличие от стандартного HDR, почти не боится тряски смартфона и движения в кадре.
Первым смартфоном с поддержкой HDR+ стал Nexus 5. Из-за не самого лучшего баланса белого и маленького отверстия диафрагмы (f2.4) камера этого смартфона считалась не более чем крепким середнячком. Все изменилось с выходом обновления Android 4.4.2. Именно оно принесло с собой поддержку режима HDR+ и изумительное качество ночных снимков. Они хоть и не отличались большой яркостью по всему полю кадра, но благодаря HDR+ практически не содержали шума при сохранении мелких деталей и обладали превосходной (для смартфонов 2013 года) передачей цветов.
Xakep #232. Опасный IoT
История создания HDR+
Как же компания, никогда не занимавшаяся камерами, создала алгоритм, который творит чудеса, используя обычные, по меркам флагманов, камеры Nexus и Pixel?
Все началось в 2011 году, когда Себастьян Трун (Sebastian Thrun), глава компании Google X (теперь уже просто X), подыскивал камеру для очков дополненной реальности Google Glass. Массогабаритные требования предъявлялись очень жесткие. Размер матрицы камеры должен был быть еще меньше, чем в смартфонах, что крайне плохо сказывалось бы на динамическом диапазоне и приводило бы к появлению множества шумов на фотографии.
Выход оставался один — попытаться улучшить фотографию программно, с помощью алгоритмов. Эту задачу должен был решить Марк Левой (Marc Levoy), преподаватель факультета информатики Стэнфордского университета, эксперт в области вычислительной фотографии. Он занимался технологией захвата и обработки изображений на базе программного обеспечения.
Марк сформировал команду, известную как Gcam, которая занялась изучением метода Image Fusion (сплавление изображений), основанного на объединении серии снимков в один кадр. Фотографии, обработанные при помощи этого метода, получались более яркими и резкими, имели малое количество шумов. В 2013 году технология дебютировала в Google Glass, а затем, в этом же году, переименованная в HDR+, появилась в Nexus 5.
Еще один ночной снимок с Nexus 5
Как работает HDR+
HDR+ — чрезвычайно сложная технология, детально разобрать которую в рамках данной статьи невозможно. Поэтому мы рассмотрим общий принцип работы, не останавливаясь на деталях.
Фундаментальный принцип
После нажатия кнопки спуска затвора камера захватывает серию недоэкспонированных (с короткой выдержкой) кадров (это нужно для сохранения максимального количества деталей на снимке). Количество кадров зависит от сложности условий освещения. Чем темнее сцена или чем больше деталей в тени нужно осветить, тем больше кадров выполняет смартфон.
Когда серия снимков будет сделана, она объединяется в один снимок. Тут выручает заниженная выдержка, благодаря которой каждая фотография в серии выглядит относительно четко. Из трех первых кадров выбирается самый приемлемый в плане как резкости, так и детализации для использования в качестве основы. Затем полученные снимки разделяются на фрагменты и система проверяет, можно ли совместить соседние фрагменты и как это сделать. Обнаружив лишние предметы в одном из фрагментов, алгоритм удаляет этот фрагмент и выбирает похожий с другого кадра. Полученные снимки обрабатываются с помощью специального алгоритма, основанного на методе удачных экспозиций (в основном он применяется в астрофотографии для уменьшения размытости изображений, вызванной мерцающей атмосферой Земли).
Далее в дело вступает сложная система подавления шумов, которая включает в себя как простой метод усреднения цвета пикселей на основе нескольких снимков, так и систему предсказания появления шумов. Алгоритм работает очень мягко на границах переходов тональностей, чтобы минимизировать потерю детализации, пусть даже и ценой наличия небольшого количества шума в таких местах. А вот на участках с равномерной текстурой «шумодав» выравнивает картинку вплоть до почти идеально равномерного тона с сохранением перехода оттенков.
Работа шумодава в сложных условиях. Слева до обработки, а справа — после
А как же расширение динамического диапазона? Как мы уже знаем, использование короткой выдержки избавляет нас от пересвеченных мест. Осталось только удалить шумы на темном участке ранее описанным алгоритмом.
На завершающем этапе выполняется постобработка полученного изображения: алгоритм делает минимизацию виньетирования, обусловленного попаданием света на матрицу под наклонным углом, корректирует хроматическую аберрацию заменой пикселей у высококонтрастных краев на соседние, увеличивает насыщенность зелени, синие и пурпурные оттенки смещает в сторону голубого, усиливает резкость (шарпинг) и выполняет ряд других шагов, повышающих качество фотографии.
Иллюстрация работы конвейерного алгоритма HDR+ из доклада разработчиков
Слева фотография из стоковой камеры Samsung в HDR, а справа фотография, созданная в Gcam в HDR+. Видно, что алгоритм принес в жертву детализацию неба для прорисовки объектов на земле.
Обновление HDR+ в Google Pixel
В Google Pixel алгоритм претерпел существенные изменения. Теперь смартфон начинает снимать сразу после запуска камеры и в зависимости от степени освещения делает от 15 до 30 кадров в секунду. Эта технология называется ZSL (Zero Shutting Lag) и была придумана для того, чтобы делать моментальные снимки. Но Pixel использует ее для работы HDR+: при нажатии на кнопку спуска смартфон выбирает от 2 до 10 кадров из буфера ZSL (в зависимости от условий освещения и наличия движущихся объектов). Затем из первых двух-трех кадров выбирается лучший, а остальные, как и в предыдущей версии алгоритма, слоями накладываются на основной.
Наряду с этим появилось разделение на два режима: HDR+ Auto и HDR+. Последний берет максимально большое количество снимков для создания итоговой фотографии. Она получается более сочной и яркой.
HDR+ Auto делает меньше фотографий, благодаря чему движущиеся объекты становятся менее размытыми, влияние тряски рук ниже, а фотография готова практически мгновенно после нажатия на кнопку съемки.
В версии Google Камеры для Pixel 2/2XL режим HDR+ Auto был переименован в HDR+ On, а HDR+ стал называться HDR+ Enhanced.
Во втором поколении Google Pixel появился специальный сопроцессор, называемый Pixel Visual Core. В настоящее время чип применяется только для ускоренной обработки фотографий в режиме HDR+, а также предоставляет сторонним приложениям возможность выполнять снимки в HDR+. На качестве фотографий, сделанных Google Камерой, его наличие или отсутствие никак не сказывается.
Google использует HDR+ даже для устранения проблем с железом. Из-за конструктивной ошибки Google Pixel / Pixel XL мог сделать фотографию с сильным засветом. Google выпустила обновление, которое использует HDR+, чтобы убрать этот засвет, комбинируя снимки.
Преимущества и недостатки
Выделим основные достоинства HDR+:
На ниже размещенных иллюстрациях слева расположена фотография со стоковой камеры Galaxy S7, а в правой части — фото в HDR+ через Google Камеру на том же устройстве.
Ночные фотографии города. Тут прекрасно видно, что HDR+ дает нам возможность получить отчетливое изображение группы граждан, расположившихся под вывеской Билайн. Небо выглядит чисто, дорожный знак отчетливо. Трава, как и должна быть, зеленая. Вывеска Билайн с правильной передачей цветов. Отчетливая прорисовка балконов, проводов и крон деревьев. Важно — проработка деталей на деревьях справа (в тени) у HDR+ несколько хуже, чем у стоковой камеры.
Обрати внимание на прорисовку лиц скульптур, сочность красок одежды, отсутствие критичных шумов. Однако прорисовка объектов в тени опять оставляет желать лучшего.
Городская окраина. Тусклого света фонарей достаточно для прорисовки HDR+ поверхности стены здания.
Утренние фотографии. В сложных условиях утренней съемки при ярко выраженном контровом свете цвета выглядят естественно, рисунок на стволах деревьев отчетлив, изображение куста и травы в тени дерева просматривается в глубину.
Недостатков у HDR+ мало, да и носят они несущественный характер для большинства сюжетов. Во-первых, для создания HDR+ фотографии требуется много ресурсов процессора и оперативной памяти, что приводит к ряду негативных последствий:
Частично эти проблемы уже решены с помощью Pixel Visual Core. Но этот сопроцессор, скорее всего, так и останется козырем Google Pixel.
Во-вторых, для работы алгоритму необходимо как минимум две фотографии, а в среднем происходит захват четырех-пяти кадров. Поэтому:
На каких устройствах работает HDR+
Чисто теоретически HDR+ может работать на любом смартфоне с версией Android не ниже 5.0 (необходим Camera2 API). Но по соображениям маркетинга, а также из-за наличия некоторых оптимизаций, требующих специальных железных компонентов (сопроцессор Hexagon в Snapdragon), Google намеренно заблокировала включение HDR+ на любом устройстве, кроме Pixel. Однако Android не был бы Android’ом, если бы энтузиасты не нашли способ обойти это ограничение.
В августе 2017 года один из пользователей 4PDA сумел модифицировать приложение Google Camera таким образом, чтобы режим HDR+ можно было использовать на любом смартфоне с сигнальным процессором Hexagon 680+ (Snapdragon 820+) и включенным Camera2 API. Первое время мод не поддерживал ZSL, да и в целом выглядел сыро. Но и этого было достаточно, чтобы улучшить качество фотосъемки смартфонов Xiaomi Mi5S, OnePlus 3 и прочих до ранее недостижимого для них уровня, а HTC U11 так и вовсе получил возможность на равных соревноваться с Google Pixel.
Позже к адаптации Google Camera на телефоны сторонних вендоров подключились другие разработчики. Спустя некоторое время HDR+ заработал даже на устройствах со Snapdragon 808 и 810. На сегодняшний день практически для каждого смартфона, основанного на Snapdragon ARMv8, работающего на Android 7+ (в некоторых случаях и Android 6) и имеющего возможность использовать Camera2 API, существует портированная версия Google Camera. Частенько она поддерживается отдельным энтузиастом, но обычно таких разработчиков сразу несколько.
В начале января 2018-го пользователь XDA miniuser123 сумел запустить Google Camera с HDR+ на своем Galaxy S7 с процессором Exynos. Немного позже выяснилось, что Google Camera работала также на Galaxy S8 и Note 8. Первые версии для Exynos были нестабильны, часто падали и зависали, в них не работала оптическая стабилизация изображения и ZSL. Версия 3.3 уже достаточно стабильна, поддерживает оптическую стабилизацию изображения и ZSL и все функции Google Camera, за исключением портретного режима. А в число поддерживаемых устройств теперь входят несколько смартфонов Samsung серии A.
Как получить HDR+ на своем устройстве
Если у тебя смартфон на Exynos, то выбор невелик. Переходи в тему обсуждения на XDA, открывай спойлер V8.3b Base (если у тебя Android 8) или Pixe2Mod Base (для Android 7) и качай последнюю версию. Также можешь посетить группу в Telegram, где оперативно выкладывают все обновления Google Камеры.
Владельцам смартфонов с процессом Qualcomm придется поискать. Энтузиасты активно поддерживают версии Google Camera с HDR+ для множества смартфонов. Приведу наиболее известные модели:
Если в списке нет твоей модели, рекомендую прогуляться по темам обсуждения камеры и самого устройства на 4PDA и XDA. Как минимум там будут пользователи, пытавшиеся запустить HDR+.
Ко всему вышесказанному упомяну, что в интернете есть страница, где собраны практически все версии Google Camera, на которой удобно тестировать различные Gcam на малоизвестных устройствах.
Заключение
Алгоритм HDR+ служит яркой демонстрацией возможностей мобильной цифровой фотографии. Пожалуй, на сегодняшний день это самый эффективный из доступных алгоритмов обработки изображений. HDR+ достаточно одного фотомодуля для создания снимка, по качеству обходящего двойные фотомодули некоторых гаджетов.