這幾年來智慧型手機產業蓬勃發展，無論是外觀、規格、硬體還是軟體發展皆相當快速，近期越來越多的消費者在選擇手機上更是重視相機拍照的功能，希望自己的手機能夠拍出優秀的照片。Google 自 Google Pixel 2 推出便在當年拿下了 DxOMark 98 分的高分，而 Pixel 系列手機也從這時候開始在所有人心中植入了「超強拍照手機」的稱號。
三鏡頭、四鏡頭甚至是五鏡頭，多相機鏡頭成為了目前的發展趨勢，而Google Pixel 卻僅憑單鏡頭就能夠拍出令人驚豔的照片，今天科技狗來到了 Google 台灣總部參加 Pixel「手機相機技術大解密」的活動，就讓我來告訴你 Pixel 手機究竟隱藏著什麼樣驚人的技術在裏頭呢？
Google 台灣這次請來 Google 傑出工程師 Marc Levoy 以不藏私的方式來和大家解說 Pixel 相機的秘辛，他同時也是史丹佛大學電腦科學榮譽退休教授。目前 Marc Levoy 所帶領的團隊負責的專業包括 Pixel 智慧型手機的 HDR+ 模式、肖像模式、夜視功能、Jump 光場相機與 Halide 圖像處理程式語言。
接著我們就從下列幾個方向來看吧！
1、Pixel 手機上的 HDR+ 功能
Google Pixel 手機相機應用中的 HDR+ 模式，透過捕捉在相同曝光連拍影像，達到每一個影像的曝光程度相同再進行校準，而這樣的方式相較於其他手機利用捕捉的是不同曝光程度的影像細節合成，更能夠避免亮處過度曝光，而影像也因為相同曝光更容易校準及減少陰影的雜訊。拍攝出來的影像最後再採用色調映射增強陰影、將低亮度，即使犧牲了整體色調及對比度，但也更能保留局部的對比度。
一般手機的 HDR+模式。
Google Pixel 的 HDR+模式。
2、Pixel 手機的肖像模式
Google Pixel2、Pixel3 儘管只有單單一顆鏡頭，但透過利用機器學習技術分割影像中的人物、運用相機中的硬體技術「雙像素」預估深度圖，兩項技術即可達到優秀的景深效果。
Google Pixel 利用超過 100 萬張標籤過的人物和配件照片進行機器學習的訓練與使用數學計算中的邊緣感知雙邊求解器進行細化，讓人物分割的邊緣更加銳利。
運用相機中的硬體技術「雙像素」預估深度圖，即使拍攝的物件非為人物，仍可透過擁有「雙像素」的後置鏡頭技術完成。
Ｑ：什麼是「雙像素」呢？
Ａ：雙像素即為「相位對焦（PDAF）」，為較新單眼相機在錄影對焦時所使用的技術，它能夠將每一個單一像素上的影像分為兩部分：每個像素的右半部通過左半部鏡頭看世界及每個像素的左半部通過右半部鏡頭看世界，並且透過非常小的基線讓影像立體化。
雙像素所產生的深度圖。
下圖為 Pixel 2 及 Pixel 3 在景深模糊下的比較，明顯可看出 Pixel3 拍攝出的背景更加模糊，在景深這塊 Google 則越來越進步。
（Pixel2 vs. Pixel3）
3、高解析變焦
儘管 Pixel 3 中的高解析變焦功能背後並無搭載人工智慧以及機器學習技術，但它使用像素移位為基本原理藉由連續拍攝多張照片，彌補缺失的顏色資訊並將以合成為更高像素的照片，甚至高達三分之二的顏色資訊都是藉由重建而成的，解析度更可與當前許多具備 2 倍變焦鏡頭的機種旗鼓相當。
4、夜視模式（Night Sight）
Google 開發夜視功能的考量要素來自於從古典畫作發現的三大特徵，強化對比度、將陰影投射成黑色以及用黑暗環繞場景，這項功能主要協助你在低光源環境中不使用閃光燈或三腳架，就能拍出色彩鮮明、細節清晰的相片。
夜視模式的技術：
按下快門後，觀景器會靜止不動幾秒鐘，高速捕捉達 15 張的影像，其中再藉由手震程度以及畫面中是否有移動物件來衡量所需要的拍攝時間，當中手震越強或是拍攝移動物件時，會縮短曝光時間，導致幀數越少、畫質越不清晰。反之，拍攝靜止物件時，曝光時間越長，照片成果也更加清晰。
透過學習視白平衡調整影像色調，藉由計算攝影的自動調整，還原人物、景色最真實的色調，就算在黑夜拍攝，仍可保有真實的色彩。
在 Marc Levoy 的解說後，場外有展示區展示目前 Google 最新的 Google Pixel 3a 及 Google Pixel 3，而現場也備有黑暗場景提供媒體使用夜視模式拍攝使用。
Before
After
雖然之前就有體驗過 Pixel 相機的強大了，但在經過這次的秘辛解說後，讓我動了點想買 Pixel 手機的念頭，單單一顆鏡頭帶出來的不只是單純的照片而已，其中更包含了背後工程師們的心血以及想要帶給消費者更好的使用體驗的精神，最後就讓我秀秀幾張使用夜視模式拍出來的照片吧！
部分照片來源：https://ai.googleblog.com/
Vera 科技狗3C Dog 2019.05.24