Po celá desetiletí byl jediným způsobem, jak dosáhnout atmosférických portrétů s nádherným bokeh efektem, velký obrazový snímač a objektivy s velkými ohniskovými vzdálenostmi. Během posledních několika let se chytré telefony naučily vytvářet efekt rozostření pozadí pomocí softwaru. V tomto článku vysvětlíme, co je bokeh, jak smartphony napodobují tento efekt a různé přístupy, které k tomu existují.
Rozmazané pozadí nasměruje pozornost diváka na zobrazovaný předmět. Tato neostrost se nazývá bokeh, podle japonského slova pro neostrost. Režim bokeh se často nazývá také režim na výšku, protože je vhodný zejména pro portrétní fotografie. / © NextPit
O zaostření a neostrosti ve fotoaparátech
Nejprve bych rád začal vysvětlením pojmu zaostření a rozostření a za tímto účelem bych pro jednoduchost považoval čočku za jednu samostatnou čočku. Čím větší je průměr této čočky, tím rychleji se paprsky vzdalují v dráze paprsku následující grafiky. Výsledkem je, že objekty mimo ohnisko již nejsou zobrazeny bodovým způsobem, ale spíše jako stále větší kruh, jak se zvětšuje průměr čočky. Jakmile se jeden z těchto kruhů na snímači zvětší než jeden pixel, příslušný výřez obrazu již není zaostřený.
Pro jednoduchost jsme předpokládali, že ohnisková vzdálenost je neomezená a jako takové jsou přicházející paprsky světla rovnoběžné. Čím větší čočka, tím nižší tolerance až do překročení velikosti pixelu (3). S malou čočkou (2) putují paprsky světla od určitého bodu paralelněji než s velkou čočkou (1). / © NextPit
Kromě průměru objektivu hraje roli také ohnisková vzdálenost objektivu. Čím větší ohnisková vzdálenost, tím selektivnější ohnisko. To, co možná znáte jako např. 24 nebo 26 milimetrů z katalogového listu, není skutečná ohnisková vzdálenost objektivů; zde je specifikována ekvivalentní ohnisková vzdálenost 35 mm. Popisuje ohniskovou vzdálenost, kterou by musel mít objektiv fotoaparátu se snímačem 36 x 24 milimetrů, aby dosáhl stejného obrazového úhlu jako kombinace objektivu a snímače smartphonu. Reálné ohniskové vzdálenosti širokoúhlých čoček smartphonu se ve skutečnosti pohybují od 4,0 do 4,5 milimetrů.
Jedna věc je vzhledem k miniobjektivu a malým ohniskovým vzdálenostem jasná: Hloubka ostrosti je na chytrých telefonech vždy obrovská a nepomáhá ani to, že smartphony mají menší zmatek než jednooké zrcadlovky kvůli jejich drobné pixely. Záměrně jsem vynechal jeden ovlivňující faktor na hloubku ostrosti: vzdálenost od objektu – čím bližší vzdálenost, tím selektivnější hloubka ostrosti. Většina z vás bude mít vliv na makrofotografii s chytrým telefonem.
iPhone X a Pixel 2 používají různé přístupy k vytváření efektů bokeh. / © NextPit
Spousta výkonu CPU místo velkého objektivu
Jedna věc, kterou smartphony nabízejí, je velký výpočetní výkon a/nebo jiné fyzické prostředky pro reprodukci efektů prostřednictvím zpracování obrazu. Obecně lze říci, že to vždy funguje tak, že fotoaparát rozliší popředí a pozadí a následně konkrétně rozmaže pozadí. Čím jasněji jsou od sebe objekt a pozadí odděleny, tím působivější je efekt.
Některé nedostatky, které jsou tomuto procesu vlastní, zahrnují vyčnívající chloupky, které jsou rozmazané spolu s pozadím. I sklo představuje neustálý problém pro bokeh funkce: Ve většině případů jsou brýlové čočky portrétované osoby zahrnuty v popředí, ale pozadí viditelné přes brýle není rozmazané, ke kterému by došlo při vizuálním bokeh efektu.
Brýlové čočky nebo drobné detaily často dávají bokeh režimům nemožný úkol. / © NextPit
Tyto smartphonové experimenty s hloubkou ostrosti nejsou úplně nové. HTC One (M8) a dokonce i různá zařízení Nokia Windows Phone (RIP) přinesly do obrázků efekt bokeh. Kvalita obrazu ani rychlost zpracování však nebyly dost dobré a ve výsledku se to nakonec podařilo uchytit až v posledních dvou letech.
Stejně jako dnes, i ve výše zmíněných zařízeních HTC One (M8) a Nokia byly použity odlišné přístupy, přičemž oba najdeme ve velmi podobné podobě stále ještě dnešní smartphony. V následujících odstavcích bychom se rádi dotkli rozdílů a jejich výhod a nevýhod. Kromě Sony, LG a HTC – s výjimkou One (M8) – nyní všichni velcí výrobci nabízejí zařízení s funkcí bokeh.
Pět ze sedmi zde zobrazených smartphonů nabízí efekt bokeh. / © NextPit
Duální fotoaparát pro bokeh efekty
Stejně jako HTC One (M8), který byl průkopníkem duálního fotoaparátu, mnoho smartphonů dnes také používá duální fotoaparát k výpočtu hloubkové mapy fotografované scény. Smartphone podobně jako náš mozek a dvě oči využívá offset obou čoček. Software používá měkké zaostření na části obrazu, které jsou identifikovány jako pozadí.
Identické ohniskové vzdálenosti
Duální fotoaparáty Huawei, Honor, Nokia a Motorola používají identické ohniskové vzdálenosti pro každý ze dvou snímačů, díky čemuž je k dispozici funkce bokeh pro širokoúhlé fotografie. U levnějších modelů se dvěma fotoaparáty, jako je Honor 7X, má druhý fotoaparát rozlišení pouhé 2 megapixely, takže jeho jediným účelem je vytvořit hloubkovou mapu.
Na druhou stranu, vlajkové lodě mají pro fotoaparát další účel: Například u Huawei Mate 10 Pro druhý senzor pořizuje černobílé fotografie s vysokým rozlišením, aby doplnil RGB snímky zadního fotoaparátu o další informace o jasu. Jeho účelem je zlepšit kvalitu obrazu, zejména při použití digitálního zoomu. Na druhou stranu druhý fotoaparát na OnePlus 5T má poskytovat pomoc při pořizování nočních záběrů.
OnePlus 5T a Huawei Mate 10 Pro mají každý dva fotoaparáty se stejnou ohniskovou vzdáleností, i když s různými senzory. / © NextPit
Různé ohniskové vzdálenosti
Jiné modely, mezi nimi Asus Zenfone 4, iPhony nebo OnePlus 5, používají u obou čoček různé ohniskové vzdálenosti. V důsledku toho není funkce bokeh dostupná v širokoúhlém režimu, protože telemodul neumožňuje druhý pohled pro vytvoření hloubkové mapy pro celý snímek. Funguje to však i opačně: Obrazový extrakt z širokoúhlého fotoaparátu pomáhá vytvořit hloubkovou mapu pro teleobjektiv.
Toto omezení nemusí být v praxi tak hrozné. V každém případě delší ohniskové vzdálenosti telemodulu poskytují lepší výsledky u portrétních fotografií. Jedním speciálním případem je Galaxy Note 8: Jeho širokoúhlý snímač totiž nabízí dvoupixelové automatické ostření, které umožňuje bokeh efekt bez druhého fotoaparátu – alespoň teoreticky, ale o tom se podrobněji rozepíšeme za chvíli.
Samsung Galaxy Note 8 a iPhone 8 Plus mají každý duální fotoaparát s různou ohniskovou vzdáleností. / © NextPit
Výjimečné případy
Sporadicky se také experimentuje s propracovanějšími kamerovými systémy, kde se hloubková mapa nepočítá z offsetu obou čoček. Například přední kamera iPhonu X promítá do okolí infračervený tečkovaný vzor, což mu umožňuje nejen detekovat obličej uživatele, ale také jej čistě oříznout z okolí. Huawei pracuje na velmi podobném systému.
Asus Zenfone AR a Lenovo Phab 2 Pro, z nichž každý má pod zadní kamerou integrovanou průletovou kameru, jde o krok dále. Během toho skenují místnost infračerveným laserem, který opět poskytuje zvýšený dosah. Tato technologie, kterou Google propaguje v rámci Project Tango, se zatím nepodařilo prosadit. Jinde jsme již vytvořili rozsáhlou zprávu o kamerách s časem letu a projektu Tango.
Kamera s časem letu v Phab2 Pro vytváří velkolepé efekty AR. To však nyní funguje i s konvenčními fotoaparáty smartphonů, když jsou spárovány s dalšími senzory. / © NextPit
Bokeh efekty pouze s jednou čočkou
Efekt jistě znáte: Zavřete jedno oko a vaše hloubkové vnímání funguje jen v omezené míře. Jak tedy chytré telefony s pouze jedním objektivem zvládnou rozlišit popředí a pozadí?
Dříve existovala aplikace s názvem Refocus pro výše zmíněné telefony s Windows. Chytré telefony zde jednoduše fotily s různými ostřícími body a klepnutím prstu si uživatel mohl vybrat, na které oblasti zaostří. I když to fungovalo velmi dobře, bylo to velmi pomalé a tudíž praktické jen v omezené míře. Hardware a software jsou však v dnešní době vyspělejší, a proto to jde, i bez jakéhokoli focus bracketingu.
Díky bohu za dvoupixelové automatické ostření: Google Pixel 2 potřebuje pouze jeden obrazový snímač pro bokeh efekty. / © NextPit
Google Pixel 2 nabízí efekt bokeh s jedinou čočkou. Zde je užitečná jedna funkce obrazového snímače IMX362, a to dvoupixelové automatické ostření. Rozdělí každý jednotlivý pixel na snímači na dvě poloviny a podobně jako u duálních fotoaparátů umožňuje tento proces generovat dva mírně posunuté snímky. Technologická implementace je však složitější než u dvou samostatných snímačů, protože offset není v rozsahu centimetrů, ale spíše se rovná polovině průměru objektivu. Vlastní proces generování pixelů zde kombinuje kompletní sadu fotografií z hloubkové mapy a navíc využívá analýzu obrazu podporovanou AI.
Například na svých Galaxy S8 a S8+ používá Samsung také obrazový snímač s dvoupixelovým automatickým ostřením (Sony IMX333), ale dosud se vzdal skutečné funkce bokeh. Selektivní ostření funguje pouze pro makro snímky a bez jakéhokoli zásahu uživatele. Nadcházející aktualizace Oreo má však poskytnout Samsung Duo skutečný bokeh režim. Jiné smartphony vybavené dvoupixelovým automatickým ostřením, jako je HTC U11 nebo Moto G5 Plus, aktuálně žádnou funkci bokeh nemají, i když jim ji může poskytnout i aktualizace softwaru.
Co si myslíte?
Závěrem lze říci, že existuje mnoho různých způsobů, jak zachytit rozostření atmosférického pozadí, a to i pomocí malých obrazových snímačů a miničoček, které se nacházejí ve fotoaparátech chytrých telefonů. Jaký přístup byste si přáli pro svůj příští smartphone? Pojďme diskutovat o výhodách a nevýhodách v komentářích níže!
