Computationele fotografie is verantwoordelijk voor de meeste van de verbazingwekkende vorderingen die onze smartphonecamera’s het afgelopen decennium hebben gemaakt. Hier is hoe het werkt, en hoe het onze foto’s zo veel beter maakt.
De magie van computationele fotografie
Computerfotografie maakt gebruik van digitale software om de foto’s die met een camera zijn gemaakt, te verbeteren. Het wordt het meest gebruikt in smartphones. In feite doet computerfotografie het zware werk om de fantastisch uitziende afbeeldingen te creëren die u in de fotogalerij van uw smartphone ziet.
De snelle verbetering van smartphonecamera’s in de afgelopen jaren kan grotendeels worden toegeschreven aan verbeterde software, in plaats van veranderingen aan de fysieke camerasensor. Sommige smartphonefabrikanten, zoals Apple en Google, verbeteren continu jaar na jaar de fotomogelijkheden van hun apparaten zonder ooit de fysieke camerasensoren drastisch te veranderen.
Waarom is computationele fotografie belangrijk?
Hoe een camera een foto digitaal vastlegt, kan grofweg in twee delen worden verdeeld: de fysieke component en de beeldverwerking. De fysieke component is het feitelijke proces waarbij de lens de foto vastlegt. Dit is waar zaken als de grootte van de sensor, lenssnelheid en brandpuntsafstand een rol spelen. Het is in dit proces dat een traditionele camera (zoals een DSLR) echt schittert.
Het tweede deel is beeldverwerking. Dit is wanneer de software computertechnieken gebruikt om een foto te verbeteren. Deze technieken variëren van telefoon tot telefoon en van fabrikant tot fabrikant. Over het algemeen werken deze processen echter samen om een indrukwekkende foto te maken.
Zelfs de meest geavanceerde telefoons hebben vanwege hun formaat meestal kleine sensoren en een langzame lens. Daarom moeten ze vertrouwen op beeldverwerkingsmethoden om indrukwekkende foto’s te maken. Computationele fotografie is niet per se minder of belangrijker dan fysieke optica; het is gewoon anders.
Er zijn echter enkele dingen die een traditionele camera kan doen die een smartphonecamera niet kan. Dit komt vooral omdat ze veel groter zijn dan smartphones, en ze hebben gigantische sensoren en verwisselbare lenzen.
Maar er zijn ook enkele dingen die een digitale smartphonecamera kan doen die een traditionele camera niet kan, en dat is allemaal te danken aan computerfotografie.
VERWANT: Hoe fotografie werkt: camera’s, lenzen en meer uitgelegd
Computationele fotografietechnieken
Er zijn een paar computationele fotografietechnieken die smartphones gebruiken om fantastische afbeeldingen te maken. De belangrijkste hiervan is stapelen. Het is een proces waarbij meerdere foto’s worden gemaakt door een camera op verschillende tijdstippen en verschillende belichtings- of brandpuntsafstanden. Ze worden vervolgens door software gecombineerd om de beste details van elke afbeelding te behouden.
Stapelen is verantwoordelijk voor de meeste van de enorme vooruitgang die de afgelopen jaren is geboekt in mobiele fotosoftware en wordt gebruikt in de meeste moderne smartphones. Het is ook de technologie waarop fotografie met een hoog dynamisch bereik (HDR) is gebaseerd.
Omdat het dynamisch bereik van een foto wordt beperkt door de belichting van die specifieke opname, maakt HDR een foto met verschillende belichtingsniveaus. Vervolgens worden de zwartste schaduwen en de helderste hooglichten gecombineerd om één foto te maken met een groter kleurengamma.
HDR is een hoofdkenmerk van elke geavanceerde smartphonecamera.
Pixelbinning is een ander proces dat wordt gebruikt door smartphonecamera’s met sensoren met een hoge megapixel. In plaats van verschillende foto’s op elkaar te stapelen, worden aangrenzende pixels gecombineerd tot een afbeelding met een zeer hoge resolutie. De uiteindelijke uitvoer wordt verkleind tot een gedetailleerder, maar minder luidruchtig beeld met een lage resolutie.
De geweldige smartphonecamera’s van tegenwoordig worden vaak getraind op een neuraal netwerk, dat is een reeks algoritmen die gegevens verwerken. Het is bedoeld om te simuleren wat het menselijk brein kan doen. Deze neurale netwerken kunnen herkennen wat een goede foto is, zodat de software vervolgens een afbeelding kan maken die aangenaam is voor het menselijk oog.
VERWANT: Wat is HDR-fotografie en hoe kan ik het gebruiken?
Computationele fotografie in actie
Vrijwel elke foto die we met onze smartphone maken, maakt gebruik van computerfotografie om het beeld te verbeteren. Telefoons hebben echter de volgende opmerkelijke functies gekregen die de verwerkingskracht van hun camera’s de afgelopen jaren benadrukken:
- Nachtmodus (of nachtzicht): Dit proces maakt gebruik van HDR-verwerkingstechnieken om foto’s die zijn gemaakt met verschillende belichtingslengtes te combineren om het dynamische bereik van een foto die bij weinig licht is gemaakt, uit te breiden. De uiteindelijke foto bevat meer details en ziet er beter belicht uit dan een foto die met een enkele belichting is gemaakt.
- Astrofotografie: Deze functie is een variatie op de nachtmodus en is beschikbaar op Google Pixel-telefoons. Hiermee kan de camera gedetailleerde beelden maken van de nachtelijke hemel, met sterren en hemellichamen.
- Portret-modus: De naam van deze modus varieert. Over het algemeen creëert het echter een scherptediepte-effect dat de achtergrond achter het onderwerp (meestal een persoon) vervaagt. Het gebruikt software om de diepte van een object te analyseren ten opzichte van andere objecten in de afbeelding, en vervaagt vervolgens de objecten die verder weg lijken.
- Panorama: Een opnamemodus die beschikbaar is op de meeste moderne smartphones. Hiermee kunt u afbeeldingen naast elkaar samenstellen en deze vervolgens combineren tot één grote afbeelding met hoge resolutie.
- Diepe fusie: Dit proces, dat werd geïntroduceerd op de iPhone 11 van vorig jaar, maakt gebruik van neurale netwerktechnologie om ruis aanzienlijk te verminderen en de details in opnamen te verbeteren. Het is met name geschikt voor het maken van foto’s binnenshuis bij gemiddeld tot weinig licht.
- Kleurversteviging: De procestelefoonsoftware gebruikt om automatisch de toon te optimaliseren van elke foto die u maakt. Dit gebeurt zelfs voordat je het zelf bewerkt met filters of in een bewerkingsapp.
De kwaliteit van de bovenstaande functies verschilt per fabrikant. Vooral de kleurtint neigt merkbaar anders te zijn. Google-apparaten hebben een meer naturalistische benadering, terwijl Samsung-telefoons doorgaans contrastrijke, zeer verzadigde afbeeldingen maken.
Als u op zoek bent naar een nieuwe smartphone en fotografie belangrijk voor u is, bekijk dan zeker enkele voorbeeldfoto’s online. Dit helpt je bij het kiezen van de telefoon die bij je past.
VERWANT: Wat is de Deep Fusion-camera op de iPhone 11?