Снимаем HDR. Каша из стандартов

20.04.2019

о том, как портировать приложение камеры Google Pixel с суперкрутым режимом HDR+ на смартфоны с топовыми Qualcomm Snapdragon. Если говорить объективно, с выпуском Google Pixel Camera вендорские приложения для съёмки стали более не нужны. Где-то отчасти с ним может потягаться приложение камеры OnePlus с их режимом HQ, но и то, это очень спорно. По большому счету, HQ хорош только для ночных фото.


Сегодня у нас отличная новость: энтузиасты продолжают адаптировать камеру Google Pixel для смартфонов других вендоров. Украинец с никнеймом B-S-G с ресурса 4PDA продолжает допиливать приложение камеры, и теперь в нём нормально работает съёмка с нулевой задержкой (Zero Shutter Lag). То есть, фотография делается в тот миг, когда вы нажимаете кнопку затвора.


Но что более важно: теперь это приложение можно установить на более слабые платформы Snapdragon шестой и четвертой серий. Другие платформы, к сожалению, в пролёте, так как Google писала свое приложение конкретно под архитектуру Qualcomm.

Вот простая инструкция, как поставить Google Pixel Camera на смартфоны на младших Qualcomm Snapdragon. Обратите внимание на то, что на данный момент работа Google Pixel Camera гарантируется на Xiaomi Redmi Note 4x, Xiaomi Redmi 4, Xiaomi Redmi Note 3, а также мы успешно запустили приложение на Xiaomi Note 5A.

  1. Скачать и установить файл приложения в формате APK. Это можно сделать отсюда . Ваш смартфон должен работать на Android 7.0 или выше.
  2. Разблокировать загрузчик
  3. Получить Root-права
  4. Отредактировать файл BuildPROP, дописав в самый низ строчку кода persist.camera.HAL3.enabled = 1. Это можно сделать в специальной бесплатной программе .


Зачем всё это нужно? Camera Google Pixel — ваш единственный шанс снять нормальное фото с контровым светом.


И, в целом, по ширине динамического диапазона и детализации режим HDR+ уделывает обычный HDR. Остальные фишки у вас работать либо будут либо нет. Потому что программа программой, а “железо” бюджетного смартфона банально может не вытянуть электронную стабилизацию и прочие штуки.


У нас во время тестов Xiaomi Mi 5X на Snapdragon 625 работал отлично, а Xiaomi Note 5A на Snapdragon 435 тупил, спотыкался и вылетал. Но все равно смог сделать очень приличные HDR+ в условиях, где обычная съёмка не справлялась.



Ну и не забывайте, что качество ваших фотографий зависит не только от приложения камеры, но и от качества линзы, и от характеристик матрицы. Но какими бы ни были характеристики камеры, приложение Google Camera от Pixel реально прокачает любой смартфон. Так что пробуйте, и если оно у вас установится — ваши фотографии однозначно станут лучше.

Технологии фотосъемки на смартфонах за последние несколько лет продвигались вперед невероятными темпами. Могу предположить, что многие из вас уже совсем забыли о традиционных цифровых камерах, отдав предпочтение фотокамере в своем смартфоне.

Такая трансформация предпочтений стала возможной благодаря внедрению более продвинутого аппаратного и программного обеспечения для управления камерой смартфона. Функционал камер, установленных в смартфоны стал более современным и сложным. Теперь пользователь смартфона имеет намного больше возможностей для получения качественных снимков.

Предлагаю рассмотреть сегодня одну из самых важных технологий, которые повлияли на качество съемки на мобильных устройствах. Активный режим HDR в смартфоне с операционной системой Android. Что значит эта аббревиатура, как его использовать?

Как работает режим HDR в смартфоне

Аббревиатура HDR расшифровывается как High Dynamic Range, а переводится как Расширенный динамический диапазон. Применительно к фото-технологиям этот термин указывает на способность фото-устройства правильно передавать соотношение яркостей снимаемого объекта. Когда вы снимаете с включенным режимом HDR, цветность и яркость снимаемого объекта автоматически регулируется с помощью программного обеспечения. Положительный эффект достигается за счет мгновенного захвата трех чередующихся отдельных экспозиций. После чего камера комбинирует из полученных экспозиций финальный кадр. Анализ светлых и темных областей трех экспозиций позволяет сделать предположение, как должна выглядеть идеальная картинка. В результате HDR выдает более четкие и яркие картинки.

Преимущества использования функции HDR в телефоне

В теории технология HDR должна делать снимки лучше. Комбинирование лучших участков кадра из трех отдельных экспозиций в одно изображение, просто обязано давать результат в виде более точных снимков, как минимум по цвету и яркости. Согласитесь, на бумаге это звучит впечатляюще. Вы же должны понимать, что «должен» и реальность могут сильно отличаться. Действительно, на практике HDR может создавать потрясающие снимки, но для этого нужно соблюсти некоторые условия. А может делать все с точностью до наоборот.

Когда следует использовать режим HDR

Конечно, я не могу вам сказать точно, когда нужно использовать HDR, а когда - нет. Фотография является творческим занятием, сродни изобразительному искусству. Хорошие фотографии и картины создаются в результате череды экспериментов и ошибок. Так что даю вам мой совет, используйте этот режим, когда захотите. И смотрите на результат. Понравилось, значит при аналогичных условиях и обстоятельствах съемки HDR следует использовать! Поскольку режим HDR в смартфоне работает «на автомате», с результатами можно и переборщить. Это очень мощный инструмент. Но есть такое понятие - всего хорошего должно быть в меру. Ниже я дам вам несколько советов, как получить максимальную пользу от использования режима HDR в смартфоне при разных условиях съемки.

Пейзажи. Высокий контраст земли и неба как правило приводит к тому, что объекты на земле получаются слишком темными. HDR может здесь помочь, осветляя землю, но не уменьшая детализацию объектов в небе.

Солнечный день. Яркий солнечный свет может доставить множество проблем для фотографа. Размытые контуры лица, сильные контрастные тени и выцветшая цветность сопровождают съемку под ярким солнцем. Режим HDR имеет неплохой потенциал, чтобы поправить экспозицию в таких условиях.

Когда режим HDR не следует использовать в смартфоне

Движение. Когда вы снимаете в режиме HDR я советую вам не забывать, что на это уходит немного больше времени, чем обычно. Напомню вам, что объектив используется трижды - для получения последовательности трех кадров с разной экспозицией. Если между экспозициями произойдет даже малейшее движение, это негативно скажется на конечном результате, и вы получите размытые контуры перемещенных объектов.

Если нужно получить высококонтрастные снимки. Некоторые снимки смотрятся намного лучше с высокой контрастностью объектов. Когда вы снимаете на смартфоне в режиме HDR, камера автоматически исправляет темные участки кадра, осветляя их. Кроме того, некоторые светлые участки изображения могут наоборот затемняться для получения более реалистичной картинки. В зависимости от ситуации и вашего плана съемки HDR может только ухудшить полученный результат.

Если цвета и без того уже насыщенные и яркие. Иногда вы можете обратить внимание на то, что цвета на ваших снимках неестественные. Это может произойти из-за использования HDR. Как вы помните одним из преимуществ использования функции HDR в телефоне является «оживление» цвета на снимках. Но это не значит, что нужно обязательно использовать этот режим. Когда цвета на снимке и без того реалистичны, как это обычно бывает в условиях хорошей освещенности, HDR может чрезмерно усилить их и вы в результате получите неестественные цвета, а весь снимок приобретет «мультяшный» цветовой тон и размытые очертания.

Но все же HDR можно назвать очень мощным и полезным инструментом, который увеличивает потенциал мобильной фотосъемки. Отмечу, что режим HDR в смартфоне может давать разный эффект для конкретных моделей. Так что лучше всего поэкспериментировать с HDR, чтобы выбрать наилучшие ситуации для его использования. Тут следует отметить, что многие Android смартфоны еще больше облегчают жизнь пользователя, - они делают серию из двух снимков, - один с включенным HDR, а второй без него. Снимайте и выбирайте сами, когда нужно использовать функцию HDR в телефоне. Интересно, а вы используете HDR?

Когда в начале 2017 года проходила выставка CES, стало ясно, что вскоре прилавки компьютерных магазинов начнут заполонять компьютерные мониторы, поддерживающие стандарт HDR. Все крупные производители уже продают такие модели – каждая с впечатляющими параметрами. Скоро мы подробно расскажем об одном из них, а сейчас давайте сосредоточимся на теории, которая поможет решить, насколько сейчас оправдана покупка монитора с поддержкой HDR.

HDR в PC-формате

Стандартное объяснение описывает HDR (или High Dynamic Range) как набор стандартов, предназначенных для расширения цветопередачи и контрастности видео и изображений за пределы стандартных, «жестких» аппаратных возможностей. Говоря проще, HDR улучшает контраст, яркость и насыщенность цветов, обеспечивая в несколько раз более детализированное изображение. HDR против SDR

С практической точки зрения для большинства пользователей это означает полную замену имеющихся устройств для того чтобы получить очевидную разницу в качестве изображения. Почему полная замена? Потому что стандартные устройства, в частности мониторы, не соответствуют требованиям сертификации HDR.

Начнем с требования к яркости. Чтобы считаться «HDR ready» дисплей должен иметь минимум 1000 Кд/м2 (нит яркости). Высококлассные мониторы обеспечивают яркость между 300-400 нит, т.е. они даже близко не соответствуют тому, что необходимо. Хорошие ноутбуки имеют около 100 нит. Даже у дисплеев для смартфонов, разработанных для обеспечения хорошей видимости при ярком солнечном свете, этот показатель редко превышает 800 нит (Galaxy Note8 является одним из исключений с яркостью 1200 нит). Иначе говоря – в настоящее время 99% дисплеев не поддерживают HDR.

Теперь перейдем к воспроизведению цвета. Технология HDR требует, чтобы монитор поддерживал глубину цвета 10 или 12 бит. Однако стандартные мониторы способны передавать только 6- или 8-битный цвет, используя цветовую гамму sRGB, которая покрывает только треть визуального спектра HDR.

Модели мониторов с поддержкой технологии Wide Gamut Color (WGC) отвечают требованиям цвета, но их расширенные возможности совместимы только с программами для профессионального использования (графические редакторы, например). Игры и остальное программное обеспечение просто игнорируют дополнительные цвета и часто выглядят «размытыми», если оборудование не может эмулировать уменьшенное цветовое пространство.

HDR позволяет избежать этой путаницы за счет метаданных, которые корректно распределяют цветовое пространство. Именно это помогает правильно визуализировать изображение и заставляет все программное обеспечение оптимально использовать возможности дисплея.

Здесь, однако, следует вставить одно большое «НО» для тех из вас, кто работает в области фотографии, графического дизайна и обработки видео. Более яркие и насыщенные цвета, обеспечиваемые HDR-мониторами, вряд ли придутся вам по душе. Не потому что не понравятся вам, просто они не удовлетворят ваши профессиональные потребности, потому что их «живость» достигается за счет реалистичности цветопередачи. Модели с WGC продолжают оставаться идеальным выбором для вас. Так что если вы читаете этот текст, чтобы узнать, какие преимущества эта технология дает вашей сфере занятости, вы их просто не найдете.
Два дизайнерских монитора Dell. Слева – экран WGC с реалистичной цветопередачей. Справа – дисплей HDR. Легко заметить высокую насыщенность цвета.

Каша из стандартов

Далее мы поговорим об опыте с точки зрения обычного пользователя и PC-геймера, но сначала позвольте мне распутать для вас огромный запутанный клубок стандартов HDR. В настоящее время существует четыре стандарта, но только два из них широко распространены в потребительской электронике: запатентованный Dolby Vision с его 12-битным цветом и динамическими метаданными; и открытый стандарт HDR10, который поддерживает 10-битный цвет и предоставляет только статическую передачу метаданных. Два других стандарта – HLG, разработанный BBC и используемый на YouTube; и Advanced HDR, созданный Technicolor и используемый главным образом в Европе.
Разница между SDR, HDR со статическими метаданными (HDR10) и HDR с динамическими метаданными (Dolby Vision).

Но вернемся к вопросу использования HDR в компьютерных мониторах, добавив тяжесть игр. Требуя платы за лицензию и наличия дополнительного оборудования, Dolby Vision является более дорогим из обоих стандартов, и его дороговизна – основной фактор медленного приема. Несмотря на то, что Dolby Vision обеспечивает лучшую глубину цвета и возможности динамической перенастройки кадра за кадром, разработчики игр выбирают более дешевый, но оптимальный HDR10. При этом речь идет не только о производителях ПК, но и консолей: Microsoft (Xbox One S и Xbox One X) и Sony (PS4 и PS4 Pro). Основные сторонники HDR10, такие как Samsung и Amazon, даже активно борются против аргумента, что Dolby Vision предоставляет более высокое качество изображения. Эта борьба привела к появлению своеобразного обновления под названием HDR10+, которое улучшает некоторые слабые стороны HDR10.

Все это говорит о том, что HDR10 станет широко распространенным стандартом HDR для компьютерных мониторов и игр, верно? Нет, не совсем. Недавно разработчики Dolby Vision упростили интеграцию своей технологии в игры и графические процессоры посредством патчей, прошивок или обновлений драйверов. Весной этого года к числу ключевых сторонников Dolby Vision в играх присоединилась компания NVIDIA.
Стенд NVIDIA на выставке Computex 2017. Слева – стандартный SDR-монитор, справа – HRD-монитор. Фото: TechPowerUp

(ПК)Гейминг в HDR

Консольщикам повезло больше в вопросе HDR. Они выиграли от включения стандарта в высококлассные телевизоры, а производители консолей разработчики игр (специально для консолей) быстро разглядели визуальное преимущество HDR-экранов перед стандартными телевизорами. С чисто практической точки зрения потребителю легче оправдать большие инвестиции в экран, который служит развлекательным центром его дома, чем в тот, который стоит на рабочем столе.

Тем не менее, PC-геймеры могут быть благодарны их консольным товарищам. Популяризация HDR в телевизорах, таких как серии LG C6 и C7, которые могут использоваться в качестве гигантских мониторов для ПК, позволили «ПКшникам» насладиться первой волной HDR-контента, созданного специально для ПК.

Но все же, на какие модели мониторов следует обратить внимание? Три из наиболее перспективных анонсированных HDR-мониторов быстро разочаровали тем, что по факту они не соответствуют всем требованиям HDR10. И, следовательно, не поддерживают истинный HDR. Два из них, Dell S2718D и LG 32UD99, могут принимать HDR-сигнал, но не имеют необходимого цветового диапазона или яркости для использования HDR-контента. Последний, BenQ SW320, отвечает требованиям к цвету, но не яркости. Таким образом, в списке остались следующие модели: Acer Predator X27, Acer Predator X35 ASUS ROG Swift PG27UQ, ASUS ROG Swift PG35VQ, Samsung CHG70 и Samsung CHG90.
ASUS ROG Swift PG35VQ – одна из самых перспективных HDR-моделей на данный момент

Следующий логический вопрос: как обстоит ситуация с графическим процессором? В этом плане компьютеры уже давно подготовлены благодаря войне между NVIDIA и AMD, а также их видеокартам среднего и высокого классов.

NVIDIA начала с интеграции HDR в свои графические процессоры поколения Maxwell (предыдущая серия 900) и продолжила сертификацию с новой серией 1000, которая использует архитектуру Pascal. Первыми сертифицированными видеокартами от AMD стали модели семейств 390X и Polaris. Проще говоря, если ваша видеокарта была выпущена в течение последних 4 лет, у вас не должно быть никаких проблем. Однако, если вы хотите воспользоваться всем, что может предложить новый HDR-дисплей, придется приобрести одну из самых новейших моделей видеокарт.

Реальная проблема с HDR для PC-геймеров

Если с деньгами полный порядок, то покупка монитора с поддержкой HDR и соответствующего компьютерного железа не будет проблемой. Но прежде чем бежать в магазин, следует изучить ситуацию с наличием соответствующего контента. К сожалению, в этом плане так себе ситуация. Да, есть новые игры, в которые изначально заложена поддержка HDR, но старые игры не умеют подстраиваться по особенности этой технологии. По крайней мере, не без специальных патчей.

Интеграция HDR не требует масштабных изменений в программном обеспечении, но это не отменяет того факта, что в настоящее время количество HDR-контента, доступного PC-геймерам не так уж и велико. На самом деле только несколько игр поддерживают стандарт: Shadow Warrior 2, Deus Ex: Mankind Devided, Hitman, Resident Evil 7, Obduction, Paragon, пропатченная версия Mass Effect: Andromeda, Need For Speed: Payback и Star Wars: Battlefront 2. Кроссплатформенные игры Gears of War, Battlefield и Forza Horizon 3 поддерживают HDR в консольных версиях, но эта функция отсутствует на ПК. Некоторое время назад NVIDIA активно работала над патчем HDR для Rise of Tomb Raider, но от компании уже давно нет никаких новостей о том, как продвигается эта работа.

Разработчики игр принимают идею HDR, но консольные игры будут первыми с такой поддержкой. PC-геймеры остаются (снова) на заднем плане. Пройдет еще несколько лет, прежде чем HDR станет действительно важной особенностью компьютерных мониторов. На данный момент этого стандарта нет в числе обязательных параметров, которым должен обладать игровой монитор, чтобы заслуживать внимание. Как и в случае с 4K, HDR – это инвестиция в будущее.

Один совет, который я могу дать вам в завершение: покупаете сегодня монитор, который отвечает вашим текущим потребностям. Если вам важно наличие HDR, то этот приятный бонус обойдется вам в несколько дополнительных сотен долларов, но он будет гарантией (хотя и небольшой), что ваш новенький монитор еще долго будет оставаться актуальным.

Метки: ,

Команда Assassin’s Creed: Истоки вместе с партнерами из AMD и NVIDIA плотно работает над возможностью поддержки HDR в РС-версии игры. Мы занимаемся решением технических вопросов, связанных с совместимостью, для получения максимальных преимуществ технологии HDR10. Мы хотим предоставить вам возможность насладиться бета-версией этой функции еще до конца года.

Поддержка HDR во многом зависит от драйверов, а также от версии Windows. Ниже вы найдете полный .
- Включение поддержки HDR автоматически переведет игру в полноэкранный режим. Обратите внимание: поддержка HDR невозможна в режиме окна.
- Если вы используете несколько мониторов, убедитесь, что монитор c поддержкой HDR выбран в качестве основного.


Также необходимо учитывать системные требования для поддержки HDR на PC (в дополнение к остальным )

3D-видеокарта с поддержкой HDR (Nvidia 9xx и 10xx cards, AMD RX4xx, RX5xx и RX Vega)
- Монитор c поддержкой full HDR
- Кабель HDMI 2.x

Что нужно сделать для активации поддержки HDR в Assassin"s Creed Истоки:

Подключите монитор с поддержкой HDR к вашему РС с помощью кабеля HDMI 2.x (монитор должен быть выбран в качестве основного).
- Необходимо выбрать настройки монитора для HDR (UHD Color, игровой режим). Это можно сделать, изменив настройки самого монитора.
- . Если подходящий монитор не подключен, строка будет подсвечена серым. В этом случае нужно проверить выбранные параметры монитора, корректное подключение кабеля, работу драйверов и версию Windows.
- в меню параметров графики в соответствии с характеристиками монитора.


Надеемся, эта технология поможет сделать приключения Байека в Египте еще ярче! Если при использовании рекомендованного оборудования у вас возникнут какие-либо проблемы с HDR, !

Конфигурации, поддерживаемые на данный момент

Для Windows 10:
RS1 Anniversary Update (1607 / сборка 14393) - 2 августа 2016 г.
RS2 Creators Update (1703 / сборка 15063) - 20 марта 2017 г.
RS3 Fall Creators Update (1709 / сборка 16299) - 17 октября 2017 г.

Драйверы для графического процессора:
AMD 17.11.4 - 29 ноября 2017 г.
AMD 17.11.1 - 13 ноября 2017 г.
NVIDIA 388.43 - 30 ноября 2017 г.
NVIDIA 388.31 - 15 ноября 2017 г.
NVIDIA 388.13 - 30 октября 2017 г.

HDR в Assassin"s Creed Истоки: таблица совместимости

Версия драйверов Win10 RS3 Win10 RS2 Win10 RS1
AMD 17.11.4 OK OK OK
AMD 17.11.1 OK OK OK
NVIDIA 388.43 OK OK -
NVIDIA 388.31 OK OK -
NVIDIA 388.13 OK OK OK

До недавнего времени камеры сотовых телефонов линейки Pixel и Nexus не представляли собой ничего особого, но разработчики Google внедрили новый механизм постобработки фотографий HDR+, благодаря которому они поднялись на первые позиции различных рейтингов. И если вам интересно узнать о том, как работает HDR+ и как активировать его на своем смартфоне, читайте далее.

Что такое обычный HDR

Чтобы понять принципы работы HDR+ для начала разберемся с обычным HDR.

Недостаточный охват динамического диапазона в следствии маленького размера матрицы — главный недостаток всех камер смартфонов. Для решения этой проблемы разработали алгоритм HDR (High-Dynamic Range), принцип работы которого заключается в накладывании друг на друга и объединении трех снимков: кадра со стандартным для данной сцены уровнем экспозиции, недоэкспонированного кадра, где четко видны лишь пересвеченные участки изначального снимка и переэкспонированного кадра, на котором видны только затемненные участки изначального снимка. В результате получается снимок с хорошей проработкой всех деталей. Этот метод можно назвать небольшой революцией в области фотографии смартфонов.

К недостаткам алгоритма HDR относятся: долгое время съемки, раздвоение движущихся в кадре объектов, а так же смазывание всей картинки даже при минимальном движении или тряске камеры.

Что такое HDR+

HDR+ (High-Dynamic Range + Low Noise) — это алгоритм, имеющий ряд выдающихся возможностей и при этом лишенный недостатков HDR. В отличии от HDR новый алгоритм HDR+ почти не боится тряски смартфона и движений в кадре. Кроме того этот алгоритм способен повышать качество цветопередачи, что крайне важно при плохом освещении и по краям кадра, вместе с этим он сильно расширяет динамический диапазон фотографии. Ну и наконец, алгоритм HDR+ способен устранять шумы практически без потери детализации.

Первым из смартфоном обладателем поддержки HDR+ в 2013 году стал Nexus 5. Обновление Android 4.4.2., которое принесло с собой поддержку режима HDR+, что в корне изменило качество ночных снимков. Яркость по всему полю кадра не особо конечно изменилась, но зато при сохранении мелких деталей практически исчезли шумы. Ну и конечно же, не могла не порадовать прекрасная передача цветов, резко отличившая снимки Nexus 5 от снимков других смартфонов того времени.

История создания HDR+

История создания алгоритма творящего чудеса использующего обычные камеры Nexus и Pixel началась в 2011 году, когда глава компании Google X Себастьян Трун (Sebastian Thrun) решил подыскать камеру для очков дополненной реальности Google Glass. Он предъявлял очень жесткие требования к массе и габаритам. Размер матрицы камеры необходимо было сделать еще меньше, чем в смартфоне, что привело бы к появлению большого количества шумов на снимке. Поэтому было решено попробовать улучшить качество фотографии с помощью алгоритмов. Этим и занялся преподаватель факультета информатики Стэнфордского университета, эксперт в области вычислительной фотографии Марк Левой (Marc Levoy) , который занимался технологией захвата и обработки изображений на базе программного обеспечения.

Команда Gcam, под управлением М. Левой, занялась изучением метода объединения нескольких снимков в один кадр (Image Fusion). Качество фотографий обработанных при помощи этого метода заметно улучшилось. Они становились более яркими и четкими, а количество шумов заметно уменьшалось.

Эта технология дебютировала в 2013 году в Google Glass . Затем, переименованная в HDR+, в этом же году появилась и в Nexus 5.

Как работает HDR+

Технология HDR+ - чрезвычайно сложная . Поэтому разбирать ее детально в рамках этой статьи мы не будем, но главный принцип работы рассмотрим.

Основной принцип работы HDR+

Для сохранения максимального количества деталей на конечной фотографии После нажатия кнопки спуска затвора камера захватывает целую серию кадров с короткой выдержкой, т.е. недоэкспонированных снимков. Количество кадров зависит от уровня освещенности и количества деталей в тени. Затем вся серия снимков объединяется в один.

Благодаря заниженной выдержке каждая фотография в серии относительно четкая. Для основы используется самый лучший из первых трех кадров как по резкости, так и по детализации. После чего система разделяет все полученные кадры из этой серии на фрагменты и проверяет соседние фрагменты на совместимость. В случае обнаружения лишних предметов в одном из фрагментов, алгоритм удаляет этот фрагмент и выбирает похожий с другого кадра. Далее снимки обрабатываются с помощью специального алгоритма для уменьшения размытости изображений, который применяется в основном в астрофотографии.

Итак, использование короткой выдержки избавляет наши фотографии от пересвеченных мест, расширяя динамический диапазон снимка. Осталось только удалить шумы на темных участках специальным алгоритмом.

После этого фотография обрабатывается системой подавления шумов. Система включает в себя метод усреднения цвета пикселей на основе нескольких снимков и систему предсказания появления шумов. На границах переходов тона и смены текстуры цель «шумодава» минимизировать потерю детализации даже ценой наличия небольшого шума, но на участках с равномерной текстурой алгоритм выравнивает картинку почти до идеально равномерного тона и с великолепным сохранением переходов всех оттенков.


И наконец выполняется постобработка полученного изображения. Алгоритм минимизирует частичное затемнение полученное в результате попаданием света под наклонным углом (виньетирование). Заменяет пиксели высококонтрастных краев на соседние (хроматическая аберрация). Оттенки зеленого делает более насыщенными, синие и пурпурные оттенки смещает в сторону голубого. Так же усиливает резкость (шарпинг) и делает другие операции значительно повышающие качество итоговой фотографии.

Конвейерный алгоритм HDR+ в работе.

Фотография, сделанная стоковой камерой Samsung в HDR, слева, а справа фотография, созданная в Gcam в HDR+. При сравнении этих двух фотографий бросается в глаза, что за счет потери детализации неба лучше прорисованы объекты на земле.


Отличие обновления HDR+ в Google Pixel

Технология ZSL (Zero Shutting Lag) была придумана для того, чтобы делать моментальные снимки. Смартфон сразу после запуска камеры снимает от 15 до 30 кадров в секунду в зависимости от степени освещенности. Pixel же решил использовать эту технологию для работы HDR+ по своему. При нажатии на кнопку спуска смартфон выбирает от 2 до 10 кадров из буфера ZSL. 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 HDR

Выделим основные достоинства HDR+:

  • Алгоритм замечательно устраняет шумы с фотографий, практически не искажая детали.
  • Цвета в темных сюжетах гораздо насыщеннее, чем при однокадровой съемке.
  • Движущиеся объекты на снимках реже двоятся, чем при съемке в режиме HDR.
  • Даже при создании кадра в условиях недостаточной освещенности вероятность смазывания картинки из-за дрожания камеры сведена к минимуму.
  • Динамический диапазон шире, чем без использования HDR+.
  • Цветопередача преимущественно получается естественней, чем при однокадровой съемке (не для всех смартфонов), особенно по углам снимка.

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.

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:

  • повышается расход аккумулятора, и устройство греется при объединении серии снимков;
  • нельзя быстро сделать несколько снимков;
  • мгновенный предпросмотр недоступен; фотография появится в галерее после окончания обработки, которая на Snapdragon 810 длится от до четырех секунд.

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:

  • обязательно возникнут ситуации, в которых алгоритмы будут давать сбои;
  • HDR+ немного проигрывает классическому HDR по охвату динамического диапазона;
  • создание одной фотографии и ее обработка с использованием быстрого ISP-сопроцессора будет предпочтительнее в экшен-сценах, потому что позволяет избежать двоения и смазывания объектов при невысокой выдержке.



На каких устройства 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 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 включить HDR+ на телефоне

Если у вас смартфон на Exynos, то выбор невелик. Переходи в тему обсуждения на XDA , открывайте спойлер V8.3b Base (если у вас Android или Pixe2Mod Base (для Android 7) и качайте последнюю версию. Также вы можете 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. Рекомендую погуглить и прогуляться по темам обсуждения камеры и самого устройства на таких форумах как 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.

Похожие статьи