Cómo la fotografía computacional mejora las fotos de los teléfonos inteligentes


Cuando se trata de cámaras de teléfonos inteligentes, ya no se trata todo sobre el hardware. Los teléfonos inteligentes modernos utilizan automáticamente técnicas de "fotografía computacional" para mejorar cada foto que tomes.

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Uso de software para mejorar la cámara de su teléfono inteligente

La fotografía computacional es un término amplio para un montón de diferentes técnicas que utilizan software para mejorar o ampliar las capacidades de una cámara digital. Crucialmente, la fotografía computacional comienza con una foto y termina con algo que todavía parece una foto (incluso si nunca se pudiera tomar con una cámara normal).

Cómo funciona la fotografía tradicional

Antes de profundizar, repasemos rápidamente lo que sucede cuando tomas una foto con una vieja cámara de cine. Algo así como el SLR que usted (o sus padres) usó en los años 80.

Se filmó esto con una cámara de cine de 1989. Es tan no computacional como se pone. 

Al hacer clic en el botón de liberación del obturador, el obturador se abre durante una fracción de segundo y permite que la luz golpee la película. Toda la luz se centra en una lente física que determina cómo se verá todo en la foto. Para acercar las aves lejanas, utilizas un teleobjetivo con una larga distancia focal, mientras que para tomas de gran angular de todo un paisaje, vas con algo con una distancia focal mucho más corta. Del mismo modo, la apertura de la lente controla la profundidad de campo, o cuánto de la imagen está enfocada. A medida que la luz llega a la película, expone los compuestos fotosensibles, cambiando su composición química. La imagen está básicamente grabada en el material de la película.

Lo único que significa es que las propiedades físicas del equipo que estás usando controlan todo sobre la imagen que tomas. Una vez hecha, una imagen no se puede actualizar ni cambiar.

La fotografía computacional añade algunos pasos adicionales al proceso, y como tal, solo funciona con cámaras digitales. Además de capturar la escena ópticamente determinada, los sensores digitales pueden registrar datos adicionales, como cuál era el color y la intensidad de la luz que golpeaba el sensor. Varias fotos se pueden tomar al mismo tiempo, con diferentes niveles de exposición para capturar más información de la escena. Los sensores adicionales pueden registrar cuán lejos estaban el sujeto y el fondo. Y una computadora puede usar toda esa información adicional para hacer algo a la imagen.

Mientras que algunos DSLR y cámaras sin espejo tienen características básicas de fotografía computacional incorporadas, las verdaderas estrellas de la serie son los teléfonos inteligentes. Google y Apple, en particular, han estado utilizando software para ampliar las capacidades de las cámaras pequeñas y físicamente restringidas en sus dispositivos

¿Qué tipo de cosas puede hacer la fotografía computacional?

Hasta ahora, hemos estado hablando de capacidades y generalidades. Ahora, sin embargo, veamos algunos ejemplos concretos del tipo de cosas que la fotografía computacional permite.

Modo retrato

Esta toma de modo retrato se parece mucho a una foto tomada en un DSLR con una lente de apertura ancha. Hay algunas pistas de que no está en las transiciones entre yo y el fondo, pero es muy impresionante.

El modo retrato es uno de los grandes éxitos de la fotografía computacional. Las pequeñas lentes de las cámaras de teléfonos inteligentes son físicamente incapaces de tomar retratos clásicos con un fondo borroso. Sin embargo, mediante el uso de un sensor de profundidad (o algoritmos de aprendizaje automático), pueden identificar el tema y el fondo de su imagen y desenfocar selectivamente el fondo, lo que le da algo que se parece mucho a un retrato clásico.

Es un ejemplo perfecto de cómo la fotografía computacional comienza con una foto y termina con algo que parece una foto, pero mediante el uso de software, crea algo que la cámara física no podría.

Tomar mejores fotos en la oscuridad

Google capturó esto con un teléfono Pixel. Eso es ridículo. La mayoría de los DSLR no toman fotos nocturnas tan buenas.

Tomar fotos en la oscuridad es difícil con una cámara digital tradicional; no hay mucha luz con la que trabajar, así que tienes que hacer concesiones. Los teléfonos inteligentes, sin embargo, pueden hacerlo mejor con la fotografía computacional.

Al tomar varias fotos con diferentes niveles de exposición y mezclarlas, los teléfonos inteligentes son capaces de sacar más detalles de las sombras y obtener un mejor resultado final de lo que cualquier imagen daría, especialmente con los diminutos sensores en los teléfonos inteligentes.

Esta técnica, llamada Night Sight de Google, Night Mode de Apple y algo similar de otros fabricantes, no está exento de compensaciones. Puede tomar unos segundos capturar las exposiciones múltiples. Para obtener los mejores resultados, tienes que mantener tu smartphone estable entre ellos, pero sí permite tomar fotos en la oscuridad.

Exponer mejor las fotos en situaciones de iluminación difíciles

Smart HDR estuvo activado en mi iPhone para esta toma. Es por eso que todavía hay detalles en las sombras y los aspectos más destacados. En realidad hace que la toma se vea un poco rara aquí, pero es un buen ejemplo de sus capacidades.

La mezcla de varias imágenes no solo hace que las fotos sean mejores cuando está oscuro; puede funcionar en muchas otras situaciones desafiantes también. La fotografía HDR o high dynamic range ha existido durante un tiempo y se puede hacer manualmente con imágenes DSLR, pero ahora es la predeterminada y automática en los últimos iPhones y teléfonos Google Pixel. (Apple lo llama Smart HDR, mientras que Google lo llama HDR+.)

HDR, sin embargo se llama, funciona combinando fotos que priorizan los aspectos más destacados con fotos que priorizan las sombras, y luego salen por la noche cualquier discrepancia. Las imágenes HDR solían estar sobre-saturadas y casi caricaturescas, pero los procesos han mejorado mucho. Todavía pueden verse ligeramente apagados, pero en su mayor parte, los teléfonos inteligentes hacen un gran trabajo de uso de HDR para superar el limitado rango dinámico de sus sensores digitales.

Y mucho más

Esas son solo algunas de las características computacionales más exigentes integradas en los teléfonos inteligentes modernos. Hay muchas más características que tienen que ofrecer, como insertar elementos de realidad aumentada en tus composiciones, editar fotos automáticamente para ti, tomar imágenes de larga exposición, combinar múltiples fotogramas para mejorar la profundidad de campo de la foto final, e incluso ofrecer el humilde modo panorama que también se basa en algunos software-assists para trabajar.

Fotografía computacional: No se puede evitar

Normalmente, con un artículo como este, terminaríamos las cosas sugiriendo maneras de que pudieras tomar fotografías computacionales, o recomendando que juegues con las ideas tú mismo. Sin embargo, como debería quedar bastante claro en los ejemplos anteriores, si tienes un teléfono inteligente, no puedes evitar la fotografía computacional. Cada foto que tomes con un smartphone moderno se somete automáticamente a algún tipo de proceso computacional.

Y las técnicas de la fotografía computacional son cada vez más comunes. Ha habido una desaceleración en la evolución del hardware de la cámara en la última media década, ya que los fabricantes han alcanzado límites físicos y prácticos y están teniendo que trabajar alrededor de ellos. Las mejoras de software no tienen los mismos límites duros. (El iPhone, por ejemplo, ha tenido cámaras similares de 12 megapíxeles desde el iPhone 6. No es que las cámaras más nuevas no sean mejores, pero el salto en la calidad del sensor entre el iPhone 6 y el iPhone 11 es mucho menos dramático que el que existe entre el iPhone 6 y el iPhone 4.)

En los próximos años, las cámaras de teléfonos inteligentes seguirán siendo más capaces a medida que los algoritmos de aprendizaje automático mejoren y las ideas pasen de los laboratorios de investigación a la tecnología de consumo.

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