谷歌解释天体摄影如何在像素4上工作

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谷歌刚刚写了一篇博客，解释天体摄影如何在Pixel 4上工作。谷歌AI博客谈到了该公司在去年推出Night Sight后，如何开始探索用智能手机摄像头捕捉明星的可能性，以及收获的成果。把曝光时间延长到4分钟，就能拍出清晰的星星照片。

“我们开始研究在非常黑暗的室外环境中拍照的目的，以便捕捉星星。我们意识到高质量的照片需要几分钟的曝光时间，”谷歌研究公司的软件工程师弗洛里安凯因斯和基兰穆尔西写道。

基于射手座的谷歌工程师在夜视设备发布后不久就开始尝试曝光时间，以捕捉高质量的无月天空图像。延长曝光时间将增加捕获光的总量，从而在弱光条件下获得更清晰的图像。但是长时间曝光也会导致场景中的运动造成手部模糊或不稳定。谷歌表示，观众不能容忍“看起来像短片、动作模糊的明星”。

为了解决这个问题，谷歌工程师将曝光分为几帧，“曝光时间短到让星星看起来像光点”。他们发现，为了捕捉恒星，每一帧的曝光时间不应超过16秒。虽然更多的帧会产生更亮的图像，但谷歌也必须考虑摄影师愿意等多久。显然，没有多少摄影师愿意等超过四分钟才拍照。因此，谷歌将四分钟(每15帧，每帧16秒)设置为单个夜景图像的像素4的上限。同时，像素3和3a的最大曝光时间是一分钟。谷歌天体摄影场景构图5。

谷歌表示，微光摄影还有其他独特的问题，比如暗电流和热像素、场景合成、自动对焦和天空处理。暗电流是图像传感器的主要噪声源之一。如果曝光时间长，即使没有实际的光线照射，暗电流也会使像素看起来像是暴露在少量的光线下。一些像素显示出比其邻居更高的暗电流。

在长时间曝光的图像中，这些“暖像素”和有缺陷的“热像素”可以视为微小的亮点。这些点可以通过用相邻像素的平均值替换它们的值来隐藏。谷歌表示，这将导致图像信息的丢失，但不会显著影响图像质量。

左：暖像素可见。右：隐藏暖像素。

为了克服极低照度下的场景构图问题，《夜视》在快门后显示取景器。捕获第一帧后，立即将其显示在屏幕上。这允许摄影师调整构图来捕捉想要的场景。

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