计算摄影已经准备好进行特写

根据美国国家旅行和旅游局的数据，2017年有超过8700万美国人进行了国际旅行，这一数字创下了纪录。 如果您在其中，也许您参观了诸如巨石阵，泰姬陵，下龙湾或中国长城之类的目的地。 您可能已经用手机拍摄了全景照片，甚至可能一直用手机旋转来拍摄全景的超宽360度视图。

如果您成功了（这意味着没有错位，渐晕或颜色偏移），那么您将体验到一个简单而有效的计算摄影示例。 但是在过去的几年中，计算摄影已经超越了狭窄的用途。 它不仅可以使我们对摄影有不同的看法，而且可以改变我们对世界的看法。

什么是计算摄影？

斯坦福大学计算机科学教授（名誉教授），谷歌首席工程师，这个新兴领域的先驱之一马克·勒沃伊（Marc Levoy）将计算摄影定义为各种“可增强或扩展数字摄影功能的计算成像技术”。输出是一张普通的照片，但是是传统相机无法拍摄的。”

Adobe首席产品经理Josh Haftel表示，将计算元素添加到传统摄影中带来了新的机遇，特别是对于影像和软件公司：“我对计算摄影的看法是，它给了我们做两件事的机会。其中之一他们将尝试弥补移动相机中存在的许多物理限制。”

一个很好的例子就是让智能手机模拟浅景深（DOF），这是专业外观图像的标志，因为它可以从视觉上将主体与背景区分开。 物理定律阻止了像电话这样的超薄设备上的相机能够捕获图像的原因。

“你不能 浅 Haftel说。”但是大传感器需要大镜头。而且由于大多数人都希望手机超薄，因此大传感器和大而笨拙的镜头配对是不可行的。 ，手机内置有小的定焦镜头和微小的传感器，可产生较大的景深，使所有物体近距离和远距离都能清晰对焦。

哈夫特尔说，智能手机和简单相机的制造商可以通过使用计算摄影来“通过以欺骗眼睛的方式模拟效果来作弊”来弥补这一不足。 因此，使用算法确定哪些被认为是背景，哪些被认为是前景主体。 然后，相机通过模糊背景来模拟浅景深。

哈夫特尔说可以使用计算摄影的第二种方式是采用新的过程和技术来帮助摄影师完成使用传统工具无法完成的工作。 Haftel以HDR（高动态范围）为例。

“ HDR是同时或快速连续拍摄多张照片，然后将它们合并在一起以克服传感器自然功能局限性的能力。” 实际上，HDR（尤其是在移动设备上）可以将色调范围扩展到图像传感器无法自然捕获的范围，从而使您可以在最亮的高光和最暗的阴影中捕获更多的细节。

当计算摄影不足时

并非所有的计算摄影实现都是成功的。 Lytro和Light L16相机是两个大胆的尝试：Lytro和Light L16并没有融合传统和计算照片功能（如iPhone，Android手机和某些独立相机），而是尝试仅专注于计算摄影。

最早进入市场的是2012年的Lytro光场相机，您可以在拍摄后调整照片的焦距。 它通过记录进入相机的光线的方向来做到这一点，而传统相机则没有。 这项技术很吸引人，但是相机存在一些问题，包括分辨率低和难以使用的界面。

它还有一个相当狭窄的用例。 正如Imaging Resource的创始人，出版商和总编Dave Etchells指出的那样：“虽然事实很酷，但是能够对焦，但是相机的光圈很小，您无法真正分辨出距离除非镜头附近真的有东西。”

例如，假设您要在当地的棒球场射击棒球运动员。 您可以在栅栏附近拍照，也可以通过栅栏捕获玩家，即使他很远也是如此。 然后，您可以轻松地将焦点从围栏更改为播放器。 但是正如Etchells指出的那样，“您实际上多久拍摄一次这样的照片？”

旨在成为独立计算相机的最新设备是Light L16，它试图生产与高端D-SLR或无反光镜相机相提并论的，具有图像质量和性能的轻薄便携式相机。 L16在单个相机机身中设计有16个不同的镜头和传感器模块。 强大 机载软件将从各个模块构建一张图像。

最初，Etchells对Light L16的概念印象深刻。 但他说，作为一种实际产品，“它有很多问题。”

例如，光，相机 和 制作Light L16的摄影公司声称，来自所有这些小传感器的数据相当于拥有一个大传感器。 Etchells说：“他们还声称这将是D-SLR质量。” 但是，在他们的现场测试中，Imaging Resource发现情况并非如此。

还有其他问题，包括照片的某些区域有过多的噪点，“即使在图像的明亮区域……也几乎没有动态范围：阴影只是立即被堵住了，” Etchells说，这意味着在某些情况下照片的各个部分（包括公司用来宣传相机的样本照片）在阴影中几乎没有任何细节。

Etchells说：“这也是一场昏暗的灾难。” “那不是很好的相机，时期。”

下一步是什么？

尽管存在这些不足，但许多公司仍在推进计算摄影的新实现。 在某些情况下，它们模糊了摄影和其他类型的媒体之间的界限，例如视频和VR（虚拟现实）。

例如，谷歌将使用AI（人工智能）扩展Google相册应用，以提供新功能，包括为黑白照片着色。 微软在其用于iOS的Pix应用程序中使用了AI，因此用户可以无缝地将名片添加到LinkedIn。 Facebook即将推出3D照片功能，“这是一种新的媒体类型，它使人们可以使用智能手机在Facebook上及时捕捉3D时刻。” 在Adobe的Lightroom应用中，移动设备摄影师可以利用HDR功能并以RAW文件格式捕获图像。

虚拟现实与计算摄影

尽管移动设备甚至独立相机都以有趣的方式使用计算摄影， 更多 功能强大的用例来自VR和AR（增强现实）等扩展现实平台。 对于纽约沉浸式媒体工作室Scatter的首席执行官兼联合创始人James George来说，是计算摄影 是 开辟新的途径让艺术家表达自己的观点。

“在Scatter，我们将计算摄影视为我们正在尝试开拓的新创意学科的核心支持技术……然后添加计算就可以开始合成和模拟与我们眼中的图像相同的某些事情。在我们的大脑中看到。”乔治说。

本质上，它归结为智能。 我们用大脑思考和理解我们所感知的图像。

乔治说：“计算机开始能够以一种可以看到的方式向外看世界，看到事物并了解它们的本质。” 因此，计算摄影是“合成和智能的附加层，它不仅可以纯粹捕捉照片，而且实际上可以模拟人类感知事物的体验。”

Scatter使用计算摄影的方式称为 体积摄影， 这是一种从各种视点记录对象，然后使用软件以三维表示形式分析和重建所有这些视点的方法。 （照片和视频都可以是体积的，并且可以像3D全息图一样显示，可以在VR或AR体验中移动。）“我对不仅可以以二维方式重构事物的能力特别感兴趣，乔治说。 “在我们的记忆中，如果我们走过 空间 ，我们实际上可以在空间上回顾事物之间相互联系的位置。”

乔治说，Scatter能够提取并创建一个空间的表示形式，该空间“可以完全自由地导航，从而可以像视频游戏或全息图一样在整个空间中移动。这是一种新的媒介，它诞生于电子游戏和电影制作之间的交汇点，可以实现计算摄影和体积电影制作。”

为了帮助其他人生产出具有体积感的VR保护，Scatter开发了DepthKit，该软件应用程序使电影制作人可以利用Microsoft Kinect等摄像机的深度传感器作为高清摄像机的附件。 这样做，CGI和视频软件的混合物DepthKit产生了逼真的3D形式，“适合在虚拟世界中进行实时回放”，乔治说。

Scatter使用计算摄影和体积电影制作技术，通过DepthKit产生了许多强大的VR体验。 2014年，乔治与乔纳森·米纳德（Jonathan Minard）合作创作了“云”，这是一部纪录片，探讨了包含交互组件的代码艺术。 2017年，Scatter根据电影《 零日》 制作了一个VR改编版，使用VR为观众提供了无形网络战世界的独特视角-从Stuxnet病毒的视角看待事物。

与DepthKit相关的功能最强大的项目之一是“ Terminal 3”，这是巴基斯坦艺术家Asad J. Malik的增强现实体验，它于今年早些时候在TriBeCa电影节上首映。 通过这种体验，您可以通过Microsoft HoloLens虚拟地步入美国边境巡逻官的鞋子，并询问一个看起来像是穆斯林的人的幽灵般的3D体积全息图（总共可以采访六个字符）。

乔治说：“阿萨德是一名巴基斯坦人，他移民到美国上大学，在审问自己的背景以及他为什么在那里时有一些非常消极的经历。对此经历感到震惊的是，他创建了'3号航站楼'，”乔治说。

令体验如此引人注目的关键之一是马利克（Malik）在其增强现实工作室1RIC的团队使用DepthKit将视频转换为体积全息图，然后可以将其导入到实时视频游戏引擎（例如Unity或3D）中图形工具，例如Maya和Cinema 4D。 通过将Kinect的深度传感器数据添加到D-SLR视频中，以便将全息图正确放置在AR虚拟空间内，DepthKit软件将视频转换为 计算的 视频。 黑白棋盘格用于一起校准D-SLR和Kinect，然后可以同时使用这两个相机来捕获体积的照片和视频。

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由于使用DepthKit创建的这些AR体验类似于视频游戏的工作方式，因此“ Terminal 3”之类的体验可以产生强大的交互效果。 例如，乔治说，马利克（Marik）允许您在询问全息图时改变其形式：如果在询问过程中，您的问题变得具有说服力，那么全息图就变得物化，显得人性化了。 乔治说：“但是，当您开始引用此人的传记，他们自己的经历和他们的价值观时，全息图实际上开始填充并且变得更加真实感。”

他说，在创造这种微妙的效果时，您可以反思询问者的看法，以及他们如何看待一个人“只是一个象征，而不是一个具有真实身份和独特性的实际人”。 从某种意义上讲，它可以使用户加深了解。 乔治说：“通过一系列提示，您可以提出一个或另一个问题，您将面对自己的偏见，同时也面对着这个个人故事。”

像大多数新兴技术一样，计算摄影正在经历着成功与失败的共享。 这意味着某些重要功能或整个技术的保质期很短。 以Lytro为例：2017年，在Google收购公司之前，Lytro关闭了pictures.lytro.com，因此您不再可以在网站或社交媒体上发布图片。 对于那些想念它的人，松下拥有类似于Lytro的对焦功能，称为Post Focus，它已包含在各种高端无反光镜相机和傻瓜相机中。

到目前为止，我们已经看到的计​​算摄影工具和功能仅仅是 开始 。 我认为，随着移动设备具有更新，更通用的相机和镜头，更强大的板载处理器以及更广泛的蜂窝网络功能，这些工具将变得更加强大，动态和直观。 在不久的将来，您可能会开始看到计算摄影的本色。