Akıllı telefon portreleri için güzel bulanıklık: Bokeh etkisi nasıl çalışır?

Yıllarca, güzel bir bokeh efekti ile atmosferik portre elde etmenin tek yolu büyük bir görüntü algılayıcısı ve geniş odak uzaklık değerlerine sahip merceklerle yapıldı. Son birkaç yıldır, akıllı telefonlar yazılım yoluyla bir arka plan bulanıklığı efekti yaratmayı öğrendi. Bu makalede, bokağın ne olduğunu, akıllı telefonların bu efekti nasıl taklit ettiğini ve bunun için var olan farklı yaklaşımları açıklayacağız.

A blurry background directs the viewer’s attention to the depicted subject. This blurriness is called bokeh, after the Japanese word for blurriness. Bokeh mode is often called portrait mode as well, since it is especially suited for portrait photos.  / © AndroidPIT

Kameralardaki odaklanma ve bulanıklık hakkında

Önce odaklanma ve bulanıklık kavramını açıklayarak başlamak isterim ve bu amaçla bir objektifi basitlik uğruna tek bir objektif olarak düşünün. Bu merceğin çapı ne kadar büyük olursa, aşağıdaki grafiğin ışın yolunda ışınlar hızla kaybolur. Sonuç olarak, odak dışındaki nesneler noktalı bir şekilde tasvir edilmiyor; daha ziyade lens çapı arttıkça giderek daha büyük bir daire haline geliyor. Bu dairelerden biri sensör üzerinde tek bir pikselden daha büyük olduğunda, söz konusu resim bölümünde artık odakta değilsiniz.

For the sake of simplicity, we have assumed that the focal distance is unlimited and as such, the incoming rays of light are parallel. The bigger the lens, the lower the tolerance until the size of the pixel (3) is exceeded. With a small lens (2), the rays of light travel more parallel from a certain point than with a large lens (1). / © AndroidPIT

Objektifin çapı dışında objektifin odak uzaklığı da bir rol oynamaktadır. Odak uzaklığı ne kadar büyük olursa odak o kadar seçici olur. Veri sayfasından örneğin 24 veya 26 milimetre olarak bildikleriniz merceklerin gerçek odak uzaklığı değil; Burada belirtilen 35 mm eşdeğer odak uzaklığıdır. 36 x 24 milimetre sensörlü bir kameradaki lensin akıllı telefonun lens-sensör kombinasyonu ile aynı görüntü açısını elde etmek için sahip olması gereken odak uzaklığını tanımlıyor. Bir akıllı telefonun geniş açı lenslerinin gerçek odak uzaklığı aslında 4,0 ila 4,5 milimetredir.

Mini objektif ve minik odak uzaklığı nedeniyle bir şey net: Akıllı telefonlarda alan derinliği her zaman çok büyük ve aynı zamanda akıllı telefonların tek lens refleks kameralarına göre daha küçük bir karışıklık çemberine sahip olmalarına da yardımcı olmuyor minik pikseller. Alan derinliğine kasıtlı olarak bir etkileyen faktör bıraktım: konudan uzaklık – mesafe ne kadar yakınsa, alanın derinliği de o kadar çok seçkin. Çoğunuz makro fotoğraflar üzerindeki etkiyi bir akıllı telefon ile gözlemiş olursunuz.

The iPhone X and the Pixel 2 each use different approaches to create bokeh effects. / © AndroidPIT

Büyük bir mercek yerine CPU beygir gücü çok

Bununla birlikte, akıllı telefonların sunması gereken bir şey, görüntü işleme yoluyla efektleri çoğaltmak için çok fazla bilgisayar gücü ve / veya diğer fiziksel araçlar. Genel olarak konuşursak, kamera ön plan ve arka plan arasında ayrım yapmak ve daha sonra arka planı özellikle bulanıklaştırmak suretiyle çalışır. Bunu yaparken, konu ve arka plan birbirinden ayrılaştıkça, etki de o kadar etkileyici olur.

Bu işlemin içerdiği bazı kusurlar, arka planla birlikte bulanık kılların çıkıntı yapmasını içerir. Cam bile bok işlevleri için sürekli bir problem oluşturuyor: Çoğu durumda, tasvir edilen kişinin gözlük lensleri ön plana dahil edilmiş ancak gözlüklerden görülen arka plan bulanık değil, bu da görsel bir bokeh efektinde ortaya çıkmıştı.

Eyeglass lenses or minute details often give bokeh modes an impossible task. / © AndroidPIT

Alan derinliği ile bu akıllı telefon deneyleri tamamen yeni değil. HTC One (M8) ve hatta çeşitli Nokia Windows Phone cihazları (RIP) bokeh efektini resimlere taşıdı. Bununla birlikte, ne görüntü kalitesi ne de işlem hızı yeterince iyi ve sonuçta son iki yıla kadar yakalanamıyordu.

Günümüzde olduğu gibi, yukarıda sözü edilen HTC One (M8) ve Nokia cihazlarında farklı yaklaşımlar kullanıldı ve her ikisi de bugünün akıllı telefonlarında çok benzer bir biçimde bulabiliyoruz. Farklılıklar ve bunların artı ve eksileri üzerine aşağıdaki paragraflarda değinmek istiyoruz. Sony'nin dışında, LG ve HTC'nin (One (M8) hariç) hepsi büyük üreticiler bok işlevlerine sahip cihazlar sunuyor.

Five of the seven smartphones shown here offer the bokeh effect. / © AndroidPIT

Bokeh efektleri için çift kamera

İkili kameraya öncülük eden HTC One (M8) gibi bugün birçok akıllı telefonda fotoğraflanan sahnenin derinlik haritasını hesaplamak için çift kamera da kullanılıyor. Beynimiz ve iki gözümüze benzer şekilde, akıllı telefon her iki lensin ofsetini kullanıyor. Yazılım arka plan olarak tanımlanan görüntü bölümlerine yumuşak odak kullanıyor.

Aynı odak uzaklıkları

Huawei, Şeref, Nokia ve Motorola'nın ikili kameraları, iki sensörün her biri için aynı odak uzunluklarını kullanıyor ve bok işlevini geniş açılı fotoğraflar için kullanılabilir hale getiriyor. Honor 7X gibi daha ucuz çift kamera modellerinde, ikinci kameranın sadece 2 megapiksel çözünürlüğü var, bu yüzden tek amacı bir derinlik haritası oluşturmak.

Diğer taraftan amiral gemileri kameraya ek bir amaca sahiptir: Örneğin, Huawei Mate 10 Pro'da, ikinci sensör arka kameranın RGB çekimlerini ek parlaklık bilgileri ile tamamlamak için yüksek çözünürlüklü siyah-beyaz fotoğraflar çekiyor. Amacı özellikle dijital yakınlaştırma kullanıldığında görüntü kalitesini artırmaktır. Öte yandan, OnePlus 5T'deki ikinci kamera, gece çekimleri yaparken yardım sağlamaya yöneliktir.

The OnePlus 5T and Huawei Mate 10 Pro each have two cameras with the same focal length, albeit with different sensors. / © AndroidPIT

Farklı odak uzaklıkları

Diğer modeller arasında Asus Zenfone 4, iPhones veya OnePlus 5, her iki mercekte de farklı odak uzunlukları kullanıyor. Sonuç olarak, tele modülü tüm görüntü için derinlik haritası oluşturmak için ikinci bir görünüme izin vermediğinden, bokeh işlevi geniş açı modunda kullanılamaz. Ancak, tersi çalışır: Geniş açılı kameradan alınan bir görüntü, bir telefoto için bir derinlik haritası oluşturmaya yardımcı olur.

Bu sınırlama pratikte korkunç olmayabilir. Her durumda, tele-modülün daha uzun odak uzaklığı özellikle portre fotoğrafları için daha hoş sonuçlar verir. Galaxy Note 8'in özel bir örneği: Geniş açılı sensörü, bokeh efektini ikinci bir kamera olmadan mümkün kılan, çift pikselli otofokus sunuyor – en azından teoride, ancak biraz daha ayrıntılı olarak ele alacağız.

The Samsung Galaxy Note 8 and the iPhone 8 Plus each have a dual camera with different focal lengths. / © AndroidPIT

İstisnai durumlar

Her iki merceğin ofsetinden bir derinlik haritası hesaplanmayan daha ayrıntılı kamera sistemlerine sahip olan dağınık deneyler de vardır. Örneğin, iPhone X'in ön kamerası çevreye kızılötesi bir nokta deseni çiziyor ve yalnızca kullanıcının yüzünü tespit etmenin yanı sıra çevreden de temiz şekilde çıkarılmasına olanak tanıyor. Huawei çok benzer bir sistem üzerinde çalışıyor.

Asus Zenfone AR ve Lenovo Phab 2 Pro, her biri arkadaki kameranın altına entegre edilmiş bir uçuş süresi olan kameraya sahip ve bir adım daha ilerlemesi. Bu süreçte, odayı kızılötesi bir lazer ile tarıyorlar; kızılötesi lazer, bir kez daha aralık sağlıyor. Google tarafından Project Tango tarafından tanıtılan bu teknoloji bugüne kadar bir dayanak oluşturmayı başaramadı. Başka yerlerde, uçuşa hazır kameralar ve Project Tango hakkında kapsamlı bir rapor hazırladık.

The time-of-flight camera in Phab2 Pro creates spectacular AR effects. However, this now works with conventional smartphone cameras as well when paired with additional sensors. / © AndroidPIT

Tek bir mercek ile Bokeh efektleri

Kesinlikle efekte aşinarsınız: Bir göz kapak yapın ve derinlik algılaması yalnızca sınırlı bir dereceye kadar çalışır. Peki, yalnızca bir mercekli akıllı telefonlar ön plan ve arka plan arasında nasıl bir ayrım yapabilir?

Söz konusu Windows Telefonları için Refocus adlı bir uygulama vardı. Akıllı telefonlar burada farklı odak noktalarına sahip fotoğraflar çekti ve kullanıcı parmak dokunuşuyla hangi alana odaklanılacağını seçebilir. Her ne kadar çok iyi işe yarasa da, çok yavaştı ve bu nedenle yalnızca sınırlı bir ölçüde pratikti. Bununla birlikte, günümüzde donanım ve yazılım daha ileri seviyededir, bu yüzden herhangi bir odaklama ayracı olmadan bile çalışıyor.

Thank goodness for dual-pixel autofocus: The Google Pixel 2 only needs one image sensor for bokeh effects. / © AndroidPIT

Google Pixel 2, tek bir lensle bokeh efektini sunar. IMX362 görüntü sensörünün bir özelliği, burada çift pikselli otofokus özelliği yararlıdır. Algılayıcıdaki her pikseli iki bölüme böler ve çift kameralar gibi bu işlem iki hafifçe kaymış görüntü oluşturmayı mümkün kılar. Bununla birlikte, teknolojik uygulama, iki ayrı sensörden daha karmaşıktır çünkü ofset, santimetre aralıkta değil, daha çok objektif çapının yarısına eşittir. Burada gerçek piksel üretimi süreci, derinlik haritasındaki tüm fotoğraf setini birleştirir ve ayrıca AI destekli görüntü analizi kullanır.

Örneğin Galaxy S8 ve S8 + modellerinde ayrıca, çift pikselli otomatik odaklamalı (Sony IMX333) bir görüntü algılayıcı kullanıyor ancak gerçek bok işlevselliği şimdiye kadar geride kaldı. Seçici odak yalnızca makro çekimler için ve kullanıcıdan herhangi bir girdi gerektirmeden çalışır. Bununla birlikte, Yaklaşan Oreo güncellemesi Samsung Duo'ya gerçek bir bokeh modunu sunacak. HTC U11 veya Moto G5 Plus gibi çift pikselli otofokus ile donatılmış diğer akıllı telefonlarda şu an için herhangi bir bok işlevi bulunmamakla birlikte, bir yazılım güncellemesi onlara da sağlayabiliyor.

Siz ne düşünüyorsunuz?

Sonuç olarak, küçük görüntü algılayıcıları ve akıllı telefon kameralarında bulunan mini objektiflerle bile atmosferik arka plan bulanıklığını gidermek için birçok farklı yol var. Bir sonraki akıllı telefonunuz için hangi yaklaşımı istersiniz? Aşağıdaki yorumları artı ve eksilerini tartışalım!

Bir önceki yazımız olan Telefonunuzu hızlandırmak için en iyi 10 ipucu başlıklı makalemizi de okumanızı öneririz.