Компьютерное зрение
Сочетание классики и современности: новый подход к моделированию камеры
Применение классических принципов физики и оптики для создания наилучших эффектов камеры в Canva.
Автор Бхаутик Джоши
Нам нравится внешний вид высококачественных портретов — вид с малой глубиной резкости, когда объект находится в фокусе, но фон размыт. Но некоторым камерам, особенно на смартфонах, не совсем удается сделать это убедительно. Также иногда вы хотели бы иметь возможность настроить размытие после того, как вы сделали снимок.
Поэтому здесь, в Canva, мы создали Автофокус, инструмент моделирования камеры, который позволяет вам повторно фотографировать ваши изображения с помощью высококачественного объектива виртуальной камеры, чтобы получить характерный портретный вид. Для этого мы использовали классические принципы оптики и физики ранних камер, чтобы создать максимально физически точный цифровой эффект.
Зачем нужна симуляция камеры для фотосъемки на смартфон
Небольшая глубина резкости обычно достигается за счет сочетания большой поверхности изображения и классической оптической конструкции, позволяющей изолировать объекты и размывать фон, превращая отвлекающие факторы изображения в менее заметные цветовые пятна.
Этого не так просто добиться с помощью камер мобильных телефонов, потому что наследие оптики мобильных телефонов восходит к заре фотографии. Вскоре после того, как камеры были разработаны, стало очевидно, что большинство людей хотят делать фотографии без необходимости делать другие вещи, такие как регулировка колесиков фокусировки.
Kodak решил эту проблему в 1900 году, выпустив Brownie, который был похож на iPhone 20-го века — простой пользовательский интерфейс, никаких циферблатов. Благодаря продуманной конструкции объектива не нужно было фокусироваться, потому что все находится в фокусе, и этот принцип оптической конструкции сегодня перенесен в современные мобильные телефоны. Это, естественно, достигается за счет малой глубины резкости, для достижения которой теперь требуется более сложная оптика (дополнительные линзы!) или имитация камеры.
Проблемы с существующими симуляциями малой глубины резкости
Моделирование камеры позволяет нам повторно захватывать изображения с помощью моделирования высококачественной камеры. Классический подход к моделированию помещает заданный пиксель не в фокус, обрабатывая круг окружающих его пикселей, прежде чем найти средний цвет для нового размытого пикселя. Чем больше пиксель не в фокусе, тем больше должен быть круг или ядро.
К сожалению, это часто приводит к проблемам с утечкой цвета между областями в фокусе и не в фокусе. Это приводит к искусственной гладкости, которая не выглядит естественной. Это происходит потому, что цилиндрический образец для каждого пикселя (ядро) включает пиксели как из областей в фокусе, так и из переднего плана, смягчая края симуляции.
Небольшая заметка о картах глубины
В основе методов моделирования камеры здесь лежат карты глубины, которые изначально использовались в играх и визуальных эффектах. Наши карты глубины создаются с помощью алгоритма машинного обучения для определения профиля глубины изображения. Глубина каждого пикселя вычисляется и сохраняется, чтобы создать 2,5D-диораму из изображения. Уровень размытия пикселя определяется его положением на карте глубины, то есть чем дальше от точки фокусировки, тем больше он не в фокусе.
Более точный легкий транспорт
Чтобы получить более точную симуляцию, мы стремились воспроизвести движение света в реальном мире. Настоящие камеры не получают свет в цилиндре идеальной формы, а вместо этого получают свет, который проецируется в виде конического узора через линзу. Таким образом, мы стремились воспроизвести это с помощью симуляции камеры, при этом пиксель, находящийся не в фокусе, рассматривается как точка фокусировки между двумя световыми конусами, как показано на диаграммах ниже.
Заключение
Мы в Canva большие фанаты фото и фотосъемки, и мы хотели предложить вам максимально точную симуляцию камеры, какую только могли. Дизайнеры и фотографы любят внимание к деталям; в то время как традиционная симуляция малой глубины резкости работает, сверхгладкий и нечеткий вид помещает его в сверхъестественную долину, иногда выглядя искусственной.
Мы тщательно изучили пленочные камеры и фотографии, чтобы настроить нашу новую технику, чтобы предоставить вам лучшую симуляцию камеры, которую мы могли сделать, и дать вам реалистичные впечатления от старинной камеры.
Попробуйте!
Отдельное спасибо Керри за магию машинного обучения, а также Харли и команде фоторедакторов за то, что выложили это в мир!
Мы очень рады видеть все удивительные вещи, которые сообщество Canva создает с помощью этого инструмента. Вы можете попробовать это на себе в Canva прямо сейчас! Надеемся, вам это понравится так же, как и нам. В заключение наслаждайтесь изображениями ниже.
Заинтересованы в фотографии, машинном обучении и обработке изображений? Присоединяйтесь к нам!
