Under decennier var det enda sättet att uppnå atmosfäriska porträtt med en vacker bokeh-effekt med en stor bildsensor och objektiv med stora brännvidder. Under de senaste åren har smartphones lärt sig att skapa en bakgrundssuddig effekt via mjukvara. I den här artikeln kommer vi att förklara vad bokeh är, hur smartphones emulerar denna effekt och de olika tillvägagångssätt som finns för detta.
En suddig bakgrund riktar betraktarens uppmärksamhet mot det avbildade motivet. Denna suddighet kallas bokeh, efter det japanska ordet för suddighet. Bokeh-läget kallas också ofta för porträttläge, eftersom det är speciellt lämpat för porträttbilder. / © NextPit
Om fokus och suddighet i kameror
Jag skulle först vilja börja med att förklara begreppet fokus och suddighet och i detta syfte betrakta en lins som en enskild lins för enkelhetens skull. Ju större diameter denna lins har, desto snabbare glider strålarna isär i strålbanan för följande grafik. Som ett resultat avbildas objekt utanför fokus inte längre på ett punktformigt sätt utan snarare som en allt större cirkel när linsdiametern ökar. Så fort en av dessa cirklar blir större på sensorn än en enskild pixel är bildavsnittet i fråga inte längre i fokus.
För enkelhetens skull har vi antagit att brännvidden är obegränsad och som sådan är de inkommande ljusstrålarna parallella. Ju större objektiv, desto lägre tolerans tills storleken på pixeln (3) överskrids. Med en liten lins (2) färdas ljusstrålarna mer parallellt från en viss punkt än med en stor lins (1). / © NextPit
Förutom objektivets diameter spelar även objektivets brännvidd roll. Ju större brännvidd, desto mer selektiv fokusering. Det du kanske känner till som t.ex. 24 eller 26 millimeter från databladet är inte objektivens verkliga brännvidd; den ekvivalenta brännvidden på 35 mm är vad som anges här. Den beskriver brännvidden som objektivet på en kamera med en 36 x 24-millimeters sensor skulle behöva ha för att uppnå samma bildvinkel som smarttelefonens lins-sensorkombination. De verkliga brännvidderna för en smartphones vidvinkellinser sträcker sig faktiskt från 4,0 till 4,5 millimeter.
En sak är klar på grund av minilinsen och de små brännvidderna: Skärpedjupet är alltid enormt på smartphones, och det hjälper inte heller att smartphones har en mindre cirkel av förvirring än enlinsreflexkameror på grund av deras små pixlar. Jag har medvetet utelämnat en faktor som påverkar skärpedjupet: avståndet från motivet – ju närmare avståndet, desto mer selektivt är skärpedjupet. De flesta av er kommer att ha observerat effekten på makrobilder med en smartphone.
IPhone X och Pixel 2 använder olika metoder för att skapa bokeh-effekter. / © NextPit
Mycket CPU-hästkrafter istället för ett stort objektiv
En sak som dock smartphones har att erbjuda är mycket datorkraft och/eller andra fysiska sätt att reproducera effekterna via bildbehandling. Generellt sett fungerar det alltid genom att kameran skiljer mellan förgrund och bakgrund och sedan specifikt suddar bakgrunden. När du gör det, ju tydligare motivet och bakgrunden är separerade från varandra, desto mer imponerande blir effekten.
Vissa brister som är inneboende i denna process inkluderar utskjutande hårstrån som är suddiga tillsammans med bakgrunden. Även glas utgör ett ständigt problem för bokeh-funktioner: I de flesta fall är glasögonlinserna för den porträtterade personen med i förgrunden, men bakgrunden som syns genom glasögonen är inte suddig, vilket skulle ha inträffat i en visuell bokeh-effekt.
Glasögonlinser eller små detaljer ger ofta bokeh-lägen en omöjlig uppgift. / © NextPit
Dessa smartphoneexperiment med skärpedjup är inte helt nya. HTC One (M8) och till och med olika Nokia Windows Phone-enheter (RIP) förde bokeh-effekten till bilder. Varken bildkvaliteten eller bearbetningshastigheten var dock tillräckligt bra och som ett resultat lyckades den i slutändan inte haka på förrän de senaste två åren.
Som fallet är även idag användes olika tillvägagångssätt i de tidigare nämnda HTC One (M8)- och Nokia-enheterna, som vi fortfarande kan hitta i en mycket liknande form i dagens smartphones. Vi skulle vilja beröra skillnaderna och deras för- och nackdelar i styckena nedan. Förutom Sony, LG och HTC – exklusive One (M8) – erbjuder alla stora tillverkare nu enheter med bokeh-funktionalitet.
Fem av de sju smartphones som visas här erbjuder bokeh-effekten. / © NextPit
Dubbel kamera för bokeh-effekter
Liksom HTC One (M8), som banade väg för den dubbla kameran, använder många smartphones idag också en dubbelkamera för att beräkna en djupkarta över scenen som fotograferas. I likhet med vår hjärna och två ögon använder smartphonen förskjutningen av båda linserna. Programvaran använder mjukt fokus på de delar av bilden som identifieras som bakgrund.
Identiska brännvidder
De dubbla kamerorna från Huawei, Honor, Nokia och Motorola använder identiska brännvidder för var och en av de två sensorerna, vilket gör bokeh-funktioner tillgänglig för vidvinkelfoton. På de billigare modellerna med dubbla kameror, som Honor 7X, har den andra kameran bara en upplösning på 2 megapixlar, så dess enda syfte är att skapa en djupkarta.
Å andra sidan har flaggskepp ett ytterligare syfte för kameran: Till exempel, på Huawei Mate 10 Pro, tar den andra sensorn högupplösta svartvita bilder för att komplettera den bakre kamerans RGB-bilder med ytterligare ljusstyrkainformation. Syftet är att förbättra bildkvaliteten, särskilt när du använder digital zoom. Å andra sidan är den andra kameran på OnePlus 5T avsedd att ge hjälp när du tar nattbilder.
OnePlus 5T och Huawei Mate 10 Pro har vardera två kameror med samma brännvidd, om än med olika sensorer. / © NextPit
Olika brännvidder
Andra modeller, bland dem Asus Zenfone 4, iPhones eller OnePlus 5, använder olika brännvidder i båda objektiven. Som ett resultat är bokeh-funktionen inte tillgänglig i vidvinkelläge, eftersom telemodulen inte tillåter en andra vy för att skapa djupkartan för hela bilden. Det fungerar dock tvärtom: Ett bildutdrag från vidvinkelkameran hjälper till att skapa en djupkarta för ett telefoto.
Denna begränsning kanske inte är allvarlig i praktiken. Telemodulens längre brännvidder ger i alla fall bättre resultat för porträttbilder. Ett specialfall är Galaxy Note 8: Dess vidvinkelsensor erbjuder nämligen autofokus med dubbla pixlar, vilket gör bokeh-effekten möjlig utan en andra kamera – åtminstone i teorin, men vi kommer att utveckla mer om det om lite.
Samsung Galaxy Note 8 och iPhone 8 Plus har varsin dubbelkamera med olika brännvidder. / © NextPit
Undantagsfall
Det finns också sporadiska experiment med mer genomarbetade kamerasystem där en djupkarta inte beräknas från förskjutningen av båda objektiven. Till exempel projicerar iPhone X:s främre kamera ett infrarött prickmönster på omgivningen, vilket gör att den inte bara kan upptäcka användarens ansikte utan också rent skära ut det från omgivningen. Huawei arbetar på ett mycket liknande system.
Asus Zenfone AR och Lenovo Phab 2 Pro, som var och en har en time-of-flight-kamera integrerad under den bakre kameran, tar det ett steg längre. I processen skannar de rummet med en infraröd laser, vilket återigen ger ökad räckvidd. Denna teknik, som främjas av Google under Project Tango, har inte lyckats få fotfäste än så länge. På andra ställen har vi redan gjort en omfattande rapport om Time-of-flight-kameror och Project Tango.
Time-of-flight-kameran i Phab2 Pro skapar spektakulära AR-effekter. Men detta fungerar nu även med konventionella smartphonekameror när det paras ihop med ytterligare sensorer. / © NextPit
Bokeh-effekter med bara ett objektiv
Du är säkert bekant med effekten: Slut ett öga och din djupuppfattning fungerar bara i begränsad grad. Så, hur klarar smartphones med bara en lins att skilja mellan förgrund och bakgrund?
Det fanns tidigare en app som hette Refocus för de tidigare nämnda Windows Phones. Här tog smarttelefonerna helt enkelt bilder med olika fokuspunkter och med ett fingertryck kunde användaren välja vilka områden han skulle fokusera på. Även om det fungerade mycket bra, var det väldigt långsamt och därför bara praktiskt i begränsad omfattning. Hårdvara och mjukvara är dock mer avancerad nuförtiden, varför det fungerar, även utan fokusvariation.
Tack och lov för autofokus med dubbla pixlar: Google Pixel 2 behöver bara en bildsensor för bokeh-effekter. / © NextPit
Google Pixel 2 erbjuder bokeh-effekten med ett enda objektiv. En funktion hos bildsensorn IMX362 är till hjälp här, nämligen autofokusen med dubbla pixlar. Den delar upp varje enskild pixel på sensorn i två halvor och precis som på dubbla kameror gör denna process det möjligt att generera två lätt förskjutna bilder. Den tekniska implementeringen är dock mer komplex än med de två individuella sensorerna, eftersom förskjutningen inte är i centimeterintervallet, utan snarare lika med hälften av linsdiametern. Själva pixelgenereringsprocessen kombinerar här en komplett uppsättning bilder från djupkartan och använder dessutom AI-stödd bildanalys.
Till exempel, på sin Galaxy S8 och S8+, använder Samsung också en bildsensor med dubbla pixlar autofokus (Sony IMX333), men har hittills avstått från äkta bokeh-funktionalitet. Selektiv fokusering fungerar bara för makrobilder och utan någon input från användaren. Den kommande Oreo-uppdateringen är dock tänkt att ge Samsung Duo ett äkta bokeh-läge. Andra smartphones utrustade med autofokus med dubbla pixlar, som HTC U11 eller Moto G5 Plus, har för närvarande ingen bokeh-funktion, även om en mjukvaruuppdatering också kan ge dem det.
Vad tycker ni?
Sammanfattningsvis finns det många olika sätt att ta atmosfärisk bakgrundsoskärpa, även med små bildsensorer och de minilinser som finns i smartphonekameror. Vilket tillvägagångssätt skulle du vilja ha för din nästa smartphone? Låt oss diskutera för- och nackdelar i kommentarerna nedan!