التصوير الفوتوغرافي الحاسوبي هو المسؤول عن معظم التطورات المذهلة التي حققتها كاميرات الهواتف الذكية خلال العقد الماضي. وإليك كيفية عمله وكيف يجعل صورنا أفضل بكثير.
سحر التصوير الفوتوغرافي الحاسوبي
تستخدم التصوير الفوتوغرافي الحاسوبي برامج رقمية لتحسين الصور الملتقطة بواسطة الكاميرا. ويستخدم هذا النوع من التصوير بشكل بارز في الهواتف الذكية. في الواقع، يقوم التصوير الفوتوغرافي الحاسوبي بالعمل الشاق لإنشاء الصور الرائعة التي تراها في معرض الصور على هاتفك الذكي.
يمكن أن يُعزى التحسن السريع في كاميرات الهواتف الذكية على مدار السنوات القليلة الماضية إلى حد كبير إلى تحسين البرامج، وليس التغييرات التي طرأت على مستشعر الكاميرا المادي. تعمل بعض شركات تصنيع الهواتف الذكية، مثل Apple وGoogle، على تحسين قدرات التقاط الصور لأجهزتها باستمرار عامًا بعد عام دون تغيير مستشعرات الكاميرا المادية بشكل جذري.
لماذا يعد التصوير الحاسوبي مهمًا؟
يمكن تقسيم كيفية التقاط الكاميرا للصورة رقميًا تقريبًا إلى جزأين: المكون المادي ومعالجة الصورة. المكون المادي هو العملية الفعلية التي تقوم بها العدسة بالتقاط الصورة. وهنا يأتي دور أشياء مثل حجم المستشعر وسرعة العدسة والبعد البؤري. وفي هذه العملية، يتم استخدام الكاميرا التقليدية (مثل الكاميرات الرقمية) كاميرا رقمية ذات عدسة أحادية عاكسة) تتألق حقا.
الجزء الثاني هو معالجة الصور. وفي هذه الحالة يستخدم البرنامج تقنيات حسابية لتحسين الصورة. وتختلف هذه التقنيات من هاتف إلى آخر ومن شركة إلى أخرى. ولكن بشكل عام، تعمل هذه العمليات معًا لإنشاء صورة رائعة.
حتى الهواتف الأكثر تطورًا تميل إلى أن تكون بها أجهزة استشعار صغيرة وعدسات بطيئة بسبب حجمها. ولهذا السبب يتعين عليها الاعتماد على طرق معالجة الصور لإنشاء صور مبهرة. التصوير الحاسوبي ليس بالضرورة أقل أو أكثر أهمية من البصريات الفيزيائية؛ إنه مختلف فقط.
ومع ذلك، هناك بعض الأشياء التي تستطيع الكاميرات التقليدية القيام بها ولا تستطيع كاميرا الهاتف الذكي القيام بها. ويرجع هذا في الغالب إلى أنها أكبر حجمًا بكثير من الهواتف الذكية، وتحتوي على أجهزة استشعار عملاقة وعدسات قابلة للتبديل.
ولكن هناك أيضًا بعض الأشياء التي تستطيع كاميرا الهاتف الذكي الرقمية القيام بها والتي لا تستطيع الكاميرا التقليدية القيام بها، وذلك كله بفضل التصوير الحاسوبي.
تقنيات التصوير الحاسوبي
هناك عدد قليل من تقنيات التصوير الحاسوبي التي تستخدمها الهواتف الذكية لإنشاء صور رائعة. وأهمها التكديس. إنها عملية يتم فيها التقاط صور متعددة بواسطة كاميرا في أوقات مختلفة، وبدرجات تعرض مختلفة أو أطوال بؤرية مختلفة. ثم يتم دمجها بواسطة برنامج للاحتفاظ بأفضل التفاصيل من كل صورة.
إن التكديس هو المسؤول عن معظم التقدم الهائل الذي حدث في برامج التصوير الفوتوغرافي المحمولة على مدار السنوات القليلة الماضية، وهو مستخدم في معظم الهواتف الذكية الحديثة. كما أنه التقنية التي يعتمد عليها التصوير الفوتوغرافي عالي النطاق الديناميكي (HDR).
نظرًا لأن النطاق الديناميكي للصورة محدود بتعرض تلك اللقطة المحددة، فإن HDR يلتقط صورة بمستويات تعرض مختلفة. ثم يجمع بين الظلال الأكثر سوادًا والنقاط المضيئة الأكثر سطوعًا لإنشاء صورة واحدة ذات نطاق أكبر من الألوان.
تُعد تقنية HDR ميزة أساسية في أي كاميرا هاتف ذكي متطورة.
تعد عملية تجميع البكسلات عملية أخرى تستخدمها كاميرات الهواتف الذكية ذات المستشعرات عالية الدقة. فبدلاً من تكديس الصور المختلفة فوق بعضها البعض، يتم دمج البكسلات المتجاورة في صورة عالية الدقة للغاية. ويتم تقليص الناتج النهائي إلى صورة منخفضة الدقة وأكثر تفصيلاً، ولكنها أقل تشويشًا.
غالبًا ما يتم تدريب كاميرات الهواتف الذكية الرائعة اليوم على شبكة عصبية, وهي عبارة عن سلسلة من الخوارزميات التي تعالج البيانات. وهي تهدف إلى محاكاة ما يمكن للدماغ البشري القيام به. تستطيع هذه الشبكات العصبية التعرف على ما يشكل صورة جيدة، وبالتالي يمكن للبرنامج بعد ذلك إنشاء صورة ترضي العين البشرية.
التصوير الحاسوبي في العمل
تستخدم كل صورة نلتقطها بهاتفنا الذكي تقريبًا التصوير الحاسوبي لتحسين الصورة. ومع ذلك، اكتسبت الهواتف الميزات البارزة التالية التي تسلط الضوء على قوة معالجة البرامج في كاميراتها على مدار السنوات القليلة الماضية:
- الوضع الليلي (أو الرؤية الليلية): تستخدم هذه العملية تقنيات معالجة النطاق الديناميكي العالي لدمج الصور الملتقطة عبر نطاق مختلف من أطوال التعريض لتوسيع النطاق الديناميكي للصورة الملتقطة في الإضاءة المنخفضة. ستحتوي الصورة النهائية على مزيد من التفاصيل وستبدو مضاءة بشكل أفضل من الصورة الملتقطة بتعريض واحد.
- التصوير الفلكي: تعد هذه الميزة بمثابة تنويعة على الوضع الليلي، وهي متاحة في هواتف Google Pixel. وهي تتيح للكاميرا التقاط صور مفصلة للسماء الليلية، بما في ذلك النجوم والأجرام السماوية.
- وضع الصورة: يختلف اسم هذا الوضع. ولكنه بشكل عام يخلق تأثير عمق المجال الذي يطمس الخلفية خلف الموضوع (عادةً ما يكون شخصًا). ويستخدم البرنامج لتحليل عمق الكائن نسبةً إلى الكائنات الأخرى في الصورة، ثم يطمس الكائنات التي تبدو أبعد.
- بانوراما: وضع التصوير المتوفر في أغلب الهواتف الذكية الحديثة، يسمح لك بتركيب الصور جنبًا إلى جنب، ثم دمجها في صورة واحدة كبيرة عالية الدقة.
- الاندماج العميق: تم تقديم هذه العملية في هاتف iPhone 11 العام الماضي، وهي تستخدم تقنية الشبكة العصبية لتقليل الضوضاء بشكل كبير وتحسين التفاصيل في اللقطات. وهي جيدة بشكل خاص لالتقاط الصور في ظروف الإضاءة المتوسطة إلى المنخفضة في الأماكن المغلقة.
- تدرج اللون: العملية التي يستخدمها برنامج الهاتف لتحسين نغمة أي صورة تلتقطها تلقائيًا. يتم ذلك حتى قبل تحريرها بنفسك باستخدام المرشحات أو في تطبيق التحرير.
تختلف جودة الميزات المذكورة أعلاه باختلاف الشركة المصنعة. وتميل درجات الألوان، على وجه الخصوص، إلى الاختلاف بشكل ملحوظ. تتبع أجهزة Google نهجًا أكثر طبيعية، بينما تلتقط هواتف Samsung عادةً صورًا عالية التباين وعالية التشبع.
إذا كنت تبحث عن شراء هاتف ذكي جديد وتعتبر التصوير الفوتوغرافي أمرًا مهمًا بالنسبة لك، فتأكد من إلقاء نظرة على بعض الصور النموذجية عبر الإنترنت. سيساعدك هذا في اختيار الهاتف المناسب لك.