两年前，谷歌发布的第一款Pixel智能手机大大提升了我们对移动相机所期望的图像质量的标准。今天，即使其他人都在努力追赶，谷歌也在推出同样具有革命性的新相机，从而扩大其领先地位。它被称为夜视，它有效地让你的手机摄像头在黑暗中看到。只有它不需要任何额外的硬件或成本：Night Sight是Pixel手机的新相机模式。
到目前为止，您可能已经看到了我的测试，其中包含Android发烧友社区发现的Night Sight预发布版本。测试版软件可以做的事情真的是前所未有的，令人敬畏的，今天谷歌为所有Pixel模型提供的正确的夜视版本保持了高质量，同时提供了一种更简单的访问模式的方式。本周，我与Google的Night Night之首席研究员Yael Pritch进行了交谈，了解该公司如何构建其新的夜间模式以及它正在实施的持续改进。
夜视是重要的，因为它是一个软件变化，提供了以前只有新硬件才能带来的性能飞跃。
像素3（左）与像素3，夜间视线开启。拍摄是手持拍摄的，房间里唯一的灯光来自手机照亮了Vjeran的脸。
一开始，Night Sight不仅仅是您手机的长时间曝光模式。谷歌所建立的是一个非常聪明的兄弟姐妹，对于残酷的长期曝光。在过去，你需要一个三脚架来稳定你的相机，以获得多秒的光信息，从而在夜间获得比人眼可以看到的更明亮的图像。谷歌通过将曝光分成连续拍摄的帧，然后使用公司的算法魔法将其重新组合成单个图像，从而通过手持式Pixel获得类似的结果。这是主要Pixel相机中使用的HDR +处理管道的演变，增加了一些独特的升级。
在拍摄之前，Google的Night Sight相机会进行大量的多因素计算。使用公司所称的运动测光，Pixel考虑了它自己的运动（或缺乏运动），物体在场景中的运动，以及可用于确定要拍摄多少次曝光以及它们应该有多长时间的光量。 Night Sight照片最多需要6秒钟，最多15帧才能拍摄一张图像。如果手机完全静止，谷歌每次曝光的限制为1秒，如果是掌上电脑则为三分之一秒。因此，这意味着您可以在三脚架上使用Pixel进行六次一秒钟曝光，或者在拿着手机时最多可以进行15次更短的曝光，所有这些曝光都可以拍摄到最后一张照片。
为了判断Night Sight中的白平衡，谷歌正在使用一种新的，更复杂的基于学习的算法，该算法经过培训可以打折并丢弃不自然光线下的色调。谷歌的Pritch和Marc Levoy等计算摄影专家已经在有色状态和校正后的白平衡中提供了大量图像的算法，并教会它更喜欢后者。在技术层面上，该软件正在研究每张照片的对数色度直方图如何随着不同的色调而变化。 Google称这种方法为Fast Fourier Color Constancy（FFCC），并发表了一篇关于此主题的白皮书。以下是FFCC建立的早期论文的引用，总结了核心技术：
“着色图像仅通过对数色度空间中的平移来影响图像的直方图。这种观察使我们的卷积方法能够进行色彩校正，我们的算法学会在这个2D空间中定位直方图。“
用更诗意的术语来说，机器学习的不仅仅是颜色，Pritch将其描述为“学习了图片所固有的东西。”谷歌对这种替代色彩校正方法的信心不足以将其部署为默认的像素相机，但公司很高兴它在夜间照片中如何工作。此外，Pritch告诉我谷歌希望明年这个时候将其作为通用白平衡默认值。
你会注意到在上面的滑板拍摄中，夜视照片不仅可以照亮传统的像素图像，而且还可以清除天空中的大量难看的噪音并带来原本不存在的颜色。滑板的白色失去了暗淡的黄绿色调，天空获得了自然的蓝色阴影（以及整个棕榈树，由于长时间曝光）。诸如玻璃上的冷凝和桌子的光滑表面之类的细节变得更清晰和更明显。在下面的树形图像中可以注意到类似的改进，它在夜视过渡中消除了图像噪声，绿色调和很多柔和性。
这个树形场景说明了谷歌夜视的几个限制之一：照片不再像是在晚上拍摄的。 这是谷歌的慎重选择。 该公司必须在最忠实的图像和最详细的图像之间进行选择，图像可以保持阴影的完整，或者照亮场景，以便摄像机捕获尽可能多的信息。 谷歌选择后者，证明它是合理的，因为与试图将细节编辑成阴影相比，编辑阴影是微不足道的。
Google夜视的每个方面都是动态和自动的。 如果手机检测到场景足够黑暗，它会显示尝试夜间模式的建议，你点击它，然后它主要从那里接管。 提供给用户的唯一控件是点按对焦和通常的曝光滑块。 您无法告诉相机您想要捕获多少帧或设置自己的快门速度。
Pixel的自拍相机也受益于Night Sight。
夜视不适合尝试捕捉任何动态。 它解释了框架中物体的小幅移动，但它会模糊驾驶汽车等物体。 它也不能很好地处理框架中的亮灯，如下面的比较所示。
谷歌今天发布了Night Sight作为Pixel相机应用的最新版本，用于最新的Pixel 3，去年的Pixel 2，甚至是最初的2016 Pixel。 值得称道的是，该公司正在支持这样的旧手机，尽管OG Pixel用户的质量不会与后来车型的拥有者相同。 由于第一个Pixel缺乏光学图像稳定性，因此Google无法像其他两个一样进行曝光。 基于学习的白平衡器也专门针对Pixel 3进行了培训，因此Pixel 2用户 - 以及其他任何人正在等待他们的Pocophone或诺基亚的应用程序的黑客版本 - 将无法获得绝对最佳。 但是，在所有情况下，你都可以确定夜视将成为你曾经知道的夜间摄影的巨大的巨大升级。
