Attraverso un post sul blog ufficiale The Keyword, Google ha spiegato nel dettaglio il funzionamento del Super Res Zoom, una funzionalità introdotta sugli smartphone della gamma Pixel nel 2018, a partire dai Google Pixel 3 e Pixel 3 XL.
Nel tempo, la funzionalità è stata via via affinata (e pervasa dall’intelligenza artificiale) fino a raggiungere potenzialità di altissimo livello grazie anche all’introduzione del teleobiettivo periscopico che ha debuttato sul Google Pixel 6 Pro ed è stato mantenuto sul successore Google Pixel 7 Pro.
Indice:
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Google spiega il funzionamento del Super Res Zoom
Come anticipato in apertura, Google ha voluto spiegare nel dettaglio il funzionamento del Super Res Zoom, una caratteristica che da un boost non indifferente alle capacità di zoom offerte dagli smartphone della gamma Pixel.
Oltre ad affidarsi allo zoom digitale, gli smartphone di punta delle ultime due generazioni (Google Pixel 6 Pro e Google Pixel 7 Pro) possono contare anche su un teleobiettivo periscopico che, già di per sé, consente di effettuare scatti migliori con uno zoom ottico di qualità superiore.
Tutto il sistema è comunque affinato per dare il meglio di sé negli scatti con zoom; ciò è reso possibile attraverso il lavoro, all’unisono, di hardware, software e apprendimento automatico.
Il Super Res Zoom è la sintonia perfetta tra tre elementi
Prima di scoprire i modi in cui hardware, software e intelligenza artificiale creano la sintonia perfetta che sfocia nel Super Res Zoom, riportiamo le parole di Alexander Schiffhauer, Product Manager della divisione Pixel Camera & AI Group presso Google:
“L’approccio dei Pixel allo zoom combina hardware all’avanguardia, una serie di fantastiche funzionalità software e un sacco di intelligenza artificiale. Ciò significa che la qualità funziona bene in una gamma di impostazioni di zoom, non solo in un’impostazione specifica, come 5x o 10x. È questa profonda integrazione tra queste aree di hardware, software e intelligenza artificiale che ci consente di darti quelle foto.”
Ognuna di queste tre aree non potrebbe funzionare senza le altre per creare Super Res Zoom, grazie al quale è possibile ottenere la prospettiva desiderata con la consapevolezza che il risultato sarà una foto di assoluto livello.
Hardware
Come detto, tutti gli smartphone a partire dai Pixel 3 hanno il Super Res Zoom ma è con i Pixel 6 Pro e Pixel 7 Pro che la funzionalità ha guadagnato i superpoteri. Entrambi gli smartphone posseggono un sistema a tripla fotocamera posteriore (ultra-grandangolare 0.5x, principale 1x e teleobiettivo periscopico 5x che permette di spingersi tranquillamente fino allo zoom ibrido 30x).
Google ha voluto così sottolineare i vantaggi di un teleobiettivo periscopico rispetto ai teleobiettivi tradizionali.
Per catturare immagini da lontano serve molta luce e serve che questa venga piegata nel modo giusto. I teleobiettivi tradizionali utilizzano una pila di obiettivi per ottenere questo risultato: quegli obiettivi catturano molta luce e poi la piegano prima che colpisca un sensore nella fotocamera. Il compito del sensore è prendere quella luce e trasformarla in un segnale che il software del telefono legge e traduce nei pixel che compongono l’immagine così come appare sullo schermo dello smartphone.
Per superare la necessità di avere una enorme sporgenza dallo smartphone, al pari di molti altri produttori di dispositivi di fascia alta, Google ha implementato nei suoi più recenti modelli di punta un sistema compatto: esso conta su uno specchio che consente di impilare lateralmente gli obiettivi.
La luce entra nella fotocamera e colpisce lo specchio, che reindirizza la luce orizzontalmente verso il sensore. Una volta che la luce colpisce il sensore, il software e gli algoritmi di intelligenza artificiale iniziano a fare il loro lavoro.
Software
Arriviamo al software, altra parte fondamentale nel funzionamento generale del Super Res Zoom.
Quando un utente effettua uno zoom per scattare la foto, lo smartphone cerca di adattarsi effettivamente allo zoom richiesto e acquisisce più immagini nello stesso momento (quasi istantaneamente). Dopo che è stata effettuata la pressione del pulsante dell’otturatore, il software e gli algoritmi di apprendimento automatico inizieranno a lavorare insieme per fornire all’utente il miglior compromesso tra tutte le immagini acquisite.
Sul fronte software, il teleobiettivo del telefono sfrutta l’HDR+ con Bracketing (si attiva automaticamente quando si cerca di effettuare uno scatto con zoom) per unire le immagini scattate con esposizioni diverse; questo processo offre la migliore illuminazione e il miglior dettaglio in una foto, senza sacrificare l’una per l’altra.
Un altro software importante per Super Res Zoom è il “remosaicing” (funziona in accoppiata con l’HDR+ con Bracketing. In sostanza, il sensore da 48 megapixel del Pixel 7 Pro cattura foto con zoom 10x a 12 megapixel che sono rumorose (e in formato diverso); a questo punto, interviene il remosaicing che converte i dati catturati dal sensore in qualcosa di familiare per l’HDR+ con Bracketing che riduce la quantità di rumore per offrire, come risultato finale, foto ad alta risoluzione e basso rumore.
Apprendimento automatico
L’ultima delle tre aree che collaborano all’unisono è l’apprendimento automatico, che fornisce una manciata di algoritmi alla causa del Super Res Zoom.
Un esempio è l’algoritmo Fusion Zoom, un algoritmo che allinea e unisce le immagini catturate con più fotocamere, assicurandosi che le foto risultanti siano ancora perfette quando vengono scattate tra la fotocamera principale e il teleobiettivo (ad esempio, come mostrato nella seguente immagine, se avviene il passaggio dallo zoom 2x allo zoom 5x).
Un altro algoritmo che collabora per il Super Res Zoom è la stabilizzazione dello zoom, utile per combattere il potenziale tremolio durante le fasi di scatto (specie quando ci si spinge in là con lo zoom).
Andando oltre lo zoom 20x, Google Pixel 7 Pro utilizza un nuovo upscaler ML che include una rete neurale per migliorare i dettagli delle foto catturate: in soldoni, più aumenta lo zoom, più il teleobiettivo periscopico si appoggerà all’intelligenza artificiale.
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