主题:GCAM学习笔记--体验计算摄影的乐趣 [主题管理员:ChK]
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ChK
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Sabre,神奇的军刀
===================
前几天把手机上脚架拍了一组证件照,事后想到一个问题:Sabre算法需要有位移的帧,如果固定手机会是什么情况?
这个实验在一定程度上可以说明些问题。
下图三张截图,中间的是Sabre+固定手机,有伪色彩,细节形状和实物差距较大(Sabre解决的主要就是马赛克插值导致的分辨率下降和伤色彩问题),0(NONE)合并算法没有伪色,但细节形状不够平滑,Sabre+抖动锐度低一些(猜测和抖动导致单帧模糊有关,因为速度只1/17,这个实验如果要做精细的话,需要在光线充足的地方进行,快门速度至少1/500以上,ISO100),但综合来看对细节的还原更真实一点,也没有伪色。
结论:上架子时,不建议使用Wiener算法,另外还有两种算法没有仔细对比,感觉和0是一个风格的,但文档说方法3的降噪效果更好。
注:BSG 8.1的文档里提到只有合并方法选wiener时,才启用超解析算法(我推测就是Sabre),结果证实应该没错。
另外一个需要说明的是8.1版本中Sabre与非Sabre的差距不像7.3那么大(请参考以前的实验结果),只有在很精细的对比中才能看到差别。
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rajac 发表于 2021-5-17 21:20
这个软件我也用过,作者前几年还在无忌论坛宣传了一下。这需要手动拍摄若干张相同角度的照片导入软件进行处理。当然,也可以用连拍。但实用性和谷歌瞬间采集十数张乃至数十张进行一系列复杂的处理相比还是弱了些。谷歌的这个堆栈算法基本上是目前最优秀的了,将拍摄,对齐,以及像素偏移等技术融为一体。不然Adobe也不会把谷歌相机的开发者挖过去了。那个所谓军刀算法就跟宾得摇摇乐是类似的原理,但不论是软硬件,算力应该比宾得强大很多。
现在随便发个帖就触发“神合”机制,帖子被删了。
刚才的回复,大意就是RAW+ 是个重型应用,现在用手机GCAM拍拍就好了,器材重量是几公斤和200克的差别,而且,照相只是手机的附加功能,相当于白捡...
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陈家二公子 发表于 2021-5-17 16:54

我的手机装个太麻烦啦
等等618买了新的再说

说一句题外话
kandao RAW+ 是我用过的一款自动堆栈软件
降噪和改善伪色都挺好的
可惜不更新了
lz可以了解一下的

这个软件我也用过,作者前几年还在无忌论坛宣传了一下。这需要手动拍摄若干张相同角度的照片导入软件进行处理。当然,也可以用连拍。但实用性和谷歌瞬间采集十数张乃至数十张进行一系列复杂的处理相比还是弱了些。谷歌的这个堆栈算法基本上是目前最优秀的了,将拍摄,对齐,以及像素偏移等技术融为一体。不然Adobe也不会把谷歌相机的开发者挖过去了。那个所谓军刀算法就跟宾得摇摇乐是类似的原理,但不论是软硬件,算力应该比宾得强大很多。
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我的手机装个太麻烦啦
等等618买了新的再说

说一句题外话
kandao RAW+ 是我用过的一款自动堆栈软件
降噪和改善伪色都挺好的
可惜不更新了
lz可以了解一下的
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再论3.7X的布纹
===================
CC 9 Pro 3.7X的布纹,神出鬼没,漂浮不定,可以算是这个手机最大的缺陷了。根本的原因,应该是感光器电路设计上导致的。一种可能是感光器外电路,没准是小米的锅,因为我曾经用过几天小米10青春版,好像是同样的感光器,没有布纹。当然,有可能是不够深入,没有发现。
这个布纹是感光器数据输出时电路噪声引起的,像是周期性的系统噪声,经过堆栈运算后,反而被增强了。特别是手机固定的情况下问题更加突出。因为这时布纹和真实景物的相对关系在每一帧上都是相同的,于是软件认为这是真实的景物,给加强了。如果每帧有一定的晃动,布纹和真实纹理就会发生位移,这时会被算法当做噪点给计算掉。
但是,当我们拍摄大面积无纹理的对象时(其实也不用大,几十个像素以上就会有这个问题),堆栈算法找不到真实纹理来对齐图像,这些噪点就实当做是真实纹理进行计算,并且得到加强,最终形成稳定的布纹。可见这个问题基本是无解的。
不过,不同的堆栈合并方法表现不太一样:
1(wiener filter)表现非常接近6.1版本,布纹发紫、暗淡,高ISO基本没有。
0(none)算法增强布纹的效果最明显,高ISO下布纹也比较明显,在有纹理的地方布纹都还有存在,而且就算帧之间有晃动,布纹也顽固地存在着,2和3两种方法和0的效果很像,但会随着晃动消除有大纹理区域周边的布纹。
四个内置库也有些差距,但不如合并方法的影响大,我认为LIB是在RAW解码时才起作用的。四个库的特点以后再讨论,综合来看还是Google(default)最好。
综上所述,可以减轻布纹的方法有:
选用wiener合并方法
使用高ISO(3000左右基本就没有布纹了,1000时已比较微弱)
手持拍摄

使用高ISO会降低分辨率,但因为降噪效果还不错,大面积单色本来也没有纹理,对于这样的主体,拍到干净的画面比留下布纹要好。
本图是在固定手机的情况测试的,关于晃动的测试,因为室内光照不足,低ISO晃动带来的单帧抖动影响了结果的展示,图片暂时就不放出来了,但我初步的看法是晃动可以消除有纹理的区域的布纹。

去年我曾经做过一次测试,发在另一个帖里,这里不再重复,仅供参考:
https://forum.xitek.com/forum.php?mod=viewthread&tid=1903144&page=5&ordertype=1#pid83013465 本帖最后由 ChK 于 2021-5-17 12:20 编辑
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rajac 发表于 2021-5-16 19:07
哈哈,原来如此。那我现在就用的你这个xml。设置合理,速度与画质并存。我原来是理解错了,如果帧数设置太高,hdr+增强模式还是要转很长时间。选你那个合并方法后,布纹确实是我用过的版本里最轻微的。

不行,布纹还是很夸张。BSG8.1只有5月2日前某个版本的布纹最轻微,但忘了是哪一版了。手机上的APP也被覆盖。

不过也还好,只要避开大面积黄色,就问题不大
布纹的问题,我做过很多测试,大概的结论:硬件固有的缺陷,从算法无法彻底解决,但有一些变通过的办法在一定程度上减轻这个影响。下面会再发帖详述。
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ChK 发表于 2021-5-16 17:56
汗...
我刚去看了一下,那个XML是我上午传上去的,记得去年也试过上传,但没有被收录,今天随便一试,居然就显示出来了,我没有给文件命名一个描述性的文字,现在也不知道怎么删除,以后再传,注意要认真起名字了。

哈哈,原来如此。那我现在就用的你这个xml。设置合理,速度与画质并存。我原来是理解错了,如果帧数设置太高,hdr+增强模式还是要转很长时间。选你那个合并方法后,布纹确实是我用过的版本里最轻微的。
以下内容由 rajac 于 2021-5-16 21:19 补充
不行,布纹还是很夸张。BSG8.1只有5月2日前某个版本的布纹最轻微,但忘了是哪一版了。手机上的APP也被覆盖。
以下内容由 rajac 于 2021-5-16 21:51 补充
不过也还好,只要避开大面积黄色,就问题不大
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rajac 发表于 2021-5-16 10:36
赞! 我也又学到了,赶快去改善一下8.1先。

看见BSG这次给8.1制作了适用于CC9 pro的xml,查看了一下,设置跟ChK兄高度相似,比如合并方法BSG也是选用的wiener filter。
汗...
我刚去看了一下,那个XML是我上午传上去的,记得去年也试过上传,但没有被收录,今天随便一试,居然就显示出来了,我没有给文件命名一个描述性的文字,现在也不知道怎么删除,以后再传,注意要认真起名字了。 本帖最后由 ChK 于 2021-5-16 18:05 编辑
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赞! 我也又学到了,赶快去改善一下8.1先。
以下内容由 rajac 于 2021-5-16 13:22 补充
看见BSG这次给8.1制作了适用于CC9 pro的xml,查看了一下,设置跟ChK兄高度相似,比如合并方法BSG也是选用的wiener filter。
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赞! 又学到了,赶快去改善一下8.1先。
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合并方法(堆栈算法)
=================
上回说到“合并方法”选wiener filter可以有效地减弱布纹(感光器固有噪音),这个参数在BSG的帮助里有讲解:
?Merge method ? - method of gluing frames to obtain the final photo:
0 - default gluing method.
1 - the "superresolution" method is forcibly turned on【注:wiener filter】
2 - default method + bracketing support.
3 - it removes noise best, also supports bracketing.
大概的意思是wiener方法分辨率最好,3方法噪点少,2和3都支持包围曝光(1不支持?)
包围曝光在上一个参数shasta因子中:
?Shasta factor (bracketing)? - algorithm for "highlighting" dark areas in the photo (at high values it may not work correctly)
我还没时间仔细测试效果,但从曝光转圈圈的过程来看,改变这个参数会导致转圈的时间变化,应该做了包围曝光。
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初试GCAM 8.1
=======================
BSG大神最近一段时间特别高产,8.1版的GCAM几乎周都更新一次以上,我查了下他的日志,从去年10月发布第一版到现在半年的时间,已经发布了49个个版本!
从上个月开始,8.1在cc9Pro下已经是可用的状态了,于是我也一直跟进试用,到MGC_8.1.101_A9_GVw (BSG, 2021-05-12)版,感觉已经基本完善了,觉得有必要进行深入学习和记录。
先说几个大的变化:
1、新增了instantaneous HDR+ Enchanced模式,又称HDR NET模式,比以前的HDR+使用的预捕获帧数多一些(猜测),使用了基于神经网络的HDR亮度转换算法(可以更好地控制影调),支持双曝光控制(在CC9Pro上无效)。目前试用下来和HDR+的像质差距有点大,以下是我在另一个帖子里的讨论:
这个功能是通过深度学习建立了一个HDR映射曲线,可以快速识别各种场景以匹配适合的HDR曲线,支持双曝光控制(Dual Exposure Controls)。
参考(注意网址加了空格,你懂的): https   //ai_googleblog_com/2020/08/live-hdr-and-dual-exposure-controls-on.html
标题:Live HDR+ and Dual Exposure Controls on Pixel 4 and 4a
instantaneous HDR+ Enchanced我猜想是以前的HDR+模式的改进,同样是用预存帧计算,但这个帧数是动态的,明显比以前的HDR+帧数多,不过,如果按下快门前手机一直在晃动,有效帧就会很少,或者快速连拍时,除了第一张以外,其他的照片的可用帧也很少,这样都会导致图像劣化,所以测试过程中发现图像质量很不稳定,要想有好的效果,需要在按下快门前保持手机稳定。
和以前的HDR+增强 相比,可以更有效地捕到关键帧。这两个模式一个是按下快门就结束拍照,最后一帧为关键帧,另一个是按下快门开始拍照,第一帧为关键帧。新模式的预见性会更好一点,因为拍下的是过去的状态,以前的模式,有可能你按下快门转圈圏时,要拍的东西已经跑开了。
新模式的帧数可能是由那组FRAME决定的,但那组参数好像改不动。
2、支持超广角镜头的畸变和色差校正,在cc9Pro下表现良好。
3、3.7X镜头对焦可靠性提升很大,和6.1版相当或更好。
4、堆栈曝光增加了包围曝光控制,理论上可以包容更大的亮度变化,这个效果还在测试,目前没有看到特别明显的改进,主要是还没有时间做细致的对比。
5、噪点、细节的处理不错,各个参数的功效更清晰,可控性比7.3好。

这个版本装上后默认cc9Pro使用正常,以后的讨论若无说明均是该机型基于miui 12.1.5的环境。软件下拉的菜单中有帮助入口,开发者对各个参数做了细致的解释,但个别的参数我试用时没有明显效果,或者感觉不太对,后续会再讨论。

推荐做的重要设置:
1、附加模块设置 / HDR+机型,选Pixel IVa_5G或Pixle V,可校正超广角畸变和改善色差。
2、附加模块设置 / HDR+质量,Correction (exporure / iso),选X2 exposure,因为默认的曝光控制是高速快门搭配高ISO以保证影像不抖动,但像3.7X这像的劣质感光器,在这个组合下像质有点惨。这个参数相当于程序偏移,可以倾向更长曝光或更高ISO,丰俭由人。
3、还是同样的子菜单下,合并方法选wiener filter,可以减弱3.7X感光器的布纹效应,这是个著名的采样过滤算法,可以更好地从采样信息还原真实值。
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刚刚去看了你首贴的链接,原来这个BSG还是最早移植谷歌相机的啊。
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很好的帖子,看了收益良多!
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酱油啥时候才能打上 发表于 2021-02-27 07:44
我也来啦

有点八卦说一下,谷歌已经开源了经过机器学习的堆栈样本库,因此国内的原厂相机们其实是有了长足进步的 ...
您是折腾gcam的前辈
国内厂家也许算法不错,但做得不严谨,就算专业模式也是各种美颜涂抹,少了几分真实平和
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有点八卦说一下,谷歌已经开源了经过机器学习的堆栈样本库,因此国内的原厂相机们其实是有了长足进步的 ...
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t_dj 发表于 2021-01-26 13:45
兄台好,我的cc9pro安装了gcam,但是无法切换摄像头,界面如下,不知是何原因,还望兄台请教,谢谢。

现在可以了,原来是没有启用副摄。
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ChK 发表于 2021-01-19 14:24
昨天CC9PRO手机推荐安卓11的升级(手机刚买时是9,后来升到10),犹豫了一下,升了,发现我在用的所有软件都没有兼容性问题,GCAM也都...

兄台好,我的cc9pro安装了gcam,但是无法切换摄像头,界面如下,不知是何原因,还望兄台请教,谢谢。
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昨天CC9PRO手机推荐安卓11的升级(手机刚买时是9,后来升到10),犹豫了一下,升了,发现我在用的所有软件都没有兼容性问题,GCAM也都正常,挺好。
记录一下,给同机型的同做个参考。
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hcjt10086 发表于 2021-1-13 08:45
中长焦镜头调高画质设置,效果提升还是看得到的,日常中这两个镜头用得更多。
JPG质量从90提到95,我觉得肉眼能见的差别很小,主要是为了后期做保留,如果后期有比较大的亮度、色调调整,那么95以上的质量有很大的优势,如果后期不动,则没多大意义。
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ChK 发表于 2020-12-31 21:56
100的话,还不如用raw了
后期不做大尺度曲线调整的话,jpg质量没必要设太高

中长焦镜头调高画质设置,效果提升还是看得到的,日常中这两个镜头用得更多。
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用的小米10p,更新了几次以后自带的相机比谷歌相机好用多了,来学习下怎么设置
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ChK 发表于 2020-11-10 15:54
正式使用山寨版的Google相机GCAM已有半年时间了,大约两年前也曾浅偿过,但当时用的手机太便宜,传感器、计算力都太差,没太多感觉。今年用上了镜头最多的小米CC9PRO,由于对原厂相机期待太高,导致失望过大,于是转而重新研究起GCAM来,一发不可收拾,有时一折腾就是几个小时。回想起来,主要原因是GCAM几乎没啥系统的文档资料,各个版本太零碎,这更加剧了入门的困难。
于是想把自己的折腾过程写下来,算是做个笔记提升一下,同时也给同样困惑的入门者一些参考,另一方面如果有理解得不对的也希望有同学给指正一下。

开篇当然要介绍一下主角GCAM的前世今生,在实现原理上,我不是从事这个行业的,也写不出有深度的东西,只是做个搬运工罢了。
一句话介绍:
从形式上来说GCAM相当于一个集成了传统相机控制参数和后期RAW解码功能的手机拍照应用程序;
从原理来说GCAM基于多帧数据进行计算摄影,提高了信噪比、分辨率、宽容度等传统相机只能通过改进硬件才能提高的性能指标;
从身世上来说GCAM是由一帮爱好者以Google Pixel系列手机的相机应用为基础魔改适配各种手机机型的山寨APK。

几个相关链接:

十年磨一剑:从 FCam 到 Pixel 4 看计算摄影的发展 https://sspai·com/post/57003
文章 ...


对于大部分不折腾的人来说 大部分人依然认为华为就是天  其实不折腾也可以直接买pixel 4xl从发售的黑5购入 一直使用很安心 如丝滑  说实话 正常这种技术国产哪个品牌折腾出来 早保密了 哪怕是水果也一样  可惜 谷歌就是骄傲
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hcjt10086 发表于 2020-12-31 13:26
因为要考虑到确保中长焦画质,不想反复设置画质比例,所以我基本是一致选100%质量,反正256g,空间够
100的话,还不如用raw了
后期不做大尺度曲线调整的话,jpg质量没必要设太高
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ChK 发表于 2020-12-17 14:24
JPG OR RAW?
=========================
拍完照片,保存成什么格式,这个问题也许不需要在这里讨论,不过还是写几句吧,算是给个这个话题一个小结,最近事太多没好久码字了。
从前面的讨论来看,GCAM直出JPG的可控性非常好,甚至超过传统相机的可控性,所以大多数时候是不需要用RAW的,设好参数直出就行了,曝光不对?再一张呗,总比后期调省事,只有那些不允许重拍的,才考虑用RAW。
使用RAW的另一个原因,是可以后期做畸变和色差的校正,这两个功能在GCAM里目前都没有,而这两个调节,又必须是在出RGB图像之前就解决的,否则后期效果不好。
再其他的原因,我想就是需要精致调节影调和色彩的照片,这个用RAW是有优势的。

保存JPG,要考虑性价比,很多GCAM的JPG质量设置过高,甚至有的最低只有95的选项,如果想再低一点,怎么办?自己编辑XML文件,任何一个文档编辑打开都可以编辑,个体项目也很容易找到,不多说了,因为不同版本可能项目名称还不一样,说也没用。
我一般是设置90的质量,这种质量只适合后期不做大的调整,否则JPG特有的压缩损失会显现出来。如果后期调整比较大,还是保存RAW吧。

简单小结到此,后面有时间再写写我用的版本的一些特色。 ...

因为要考虑到确保中长焦画质,不想反复设置画质比例,所以我基本是一致选100%质量,反正256g,空间够 本帖最后由 hcjt10086 于 2020-12-31 21:27 编辑
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拍完照片,保存成什么格式,这个问题也许不需要在这里讨论,不过还是写几句吧,算是给个这个话题一个小结,最近事太多没好久码字了。
从前面的讨论来看,GCAM直出JPG的可控性非常好,甚至超过传统相机的可控性,所以大多数时候是不需要用RAW的,设好参数直出就行了,曝光不对?再一张呗,总比后期调省事,只有那些不允许重拍的,才考虑用RAW。
使用RAW的另一个原因,是可以后期做畸变和色差的校正,这两个功能在GCAM里目前都没有,而这两个调节,又必须是在出RGB图像之前就解决的,否则后期效果不好。
再其他的原因,我想就是需要精致调节影调和色彩的照片,这个用RAW是有优势的。

保存JPG,要考虑性价比,很多GCAM的JPG质量设置过高,甚至有的最低只有95的选项,如果想再低一点,怎么办?自己编辑XML文件,任何一个文档编辑打开都可以编辑,个体项目也很容易找到,不多说了,因为不同版本可能项目名称还不一样,说也没用。
我一般是设置90的质量,这种质量只适合后期不做大的调整,否则JPG特有的压缩损失会显现出来。如果后期调整比较大,还是保存RAW吧。

简单小结到此,后面有时间再写写我用的版本的一些特色。
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关于Sabre的进一步测试
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Sabre从网上的资料看,主要是解决马赛克感光器的猜色插值所导致的模糊和错色,从我的测试来看,这个功能在做2X数码放大时,效果比在1X拍原图要明显。主要表现是分辨率提高,细部色彩更准确,注意看白色的字,没有Sabre的明显掺了杂色进去。
从这个原理来看,Sabre技术最大的受益者自然是那个3.7X长焦镜头了,这个镜头的分辨率还不错,2X以后画质还能接受,更明确的是2X得到的细节明显多于1X的。当然,这个感光器比较弱,噪点满满,昨天的图已经能说明上述问题了,拍摄时要注意控制,甚至可能需要单做一套参数给它在2X下用。
这个测试所选区域是整个场景中的暗区,由于在可接受水平上设定了比较宽的HDR区域,所以暗区拉出来的图像自然噪点会比较多,今天这组资料是用0.6广角拍的,索尼的感光器噪点稍好于OV的那个长焦,但光圈小了一点,似乎镜头分辨率也用尽了。
这组图有一张是近拍缩小的,可以基本还原真实的场景,这样有利于对比各种参数下的表现,那些是噪点,那些是细节。说实施,这个场景挺为难算法的,细节看起来甚至和噪点很像
由于设定的参数是平常用了,为了照顾到偶尔的高光比,在可接受的噪点水平上把HDR宽度尽量调宽了一点,所以这种强拉的暗区在2X增倍下自然是噪点不少。为此我重新调了一组参数,减小的HDR宽度,同样的场景,影调丰富了很多,噪点水平也有下降,这也是GCAM吸引人之所在。
平时用的参数,其实在1X下的噪点表现没那么夸张,所以专门做了1X一组对比,可以看到两点:噪点好多了,Sabre的作用没那么明显了。
总之,Sabre解决的主要马赛克导致的问题,如果镜头分辨率不足的话,Sabre也是无能为力的。下一代的算法,寄希望于反卷积消除镜头像差及衍射的影响,一量技术成熟,计算摄影又将上到一个新台阶。 本帖最后由 ChK 于 2020-12-8 12:21 编辑
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netfish0228 发表于 2020-12-7 21:32
sarba效果太明显了!而且beta10比beta8的更好了?可惜我10ultra开不了啊
这个开关不能用就是不能用,好像也没啥好办法,Sabre主要作用就是去除马赛克的猜色算法,相机厂家只舍得在顶级机身用这个功能,而且基本都要上脚架,好多机型还要在PC上才能解码计算,相比GCAM的随手一拍,简直是不同时代的产物,当然,相机的方案可能稳定性更好一些。不过,我前几天看到不少富士中画幅4亿像素的超解,差得不是一点半点,很多细节直接计算错误,出现各种条纹...
扯远了,还是只说GCAM自身吧,一比较就会有口水
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hcjt10086 发表于 2020-12-7 21:33
按图看,开启军刀后,Beta 8比Beta 10层次感更好
GCAM的“层次感”是个很有意思的话题,因为HDR做了太多的计算,有很多因素涉及期中,甚至拍照时点击对焦处的亮度、整体画面的明暗布局都会有些细微的影响。这组照片为了保证对焦可靠,其实也挺费劲,BETA8不能指定焦点距离,原厂档位太粗,所以是拍了好多张挑选的,只有BETA10可以精确定位焦点距离。所以影调上的变化不好绝对控制。
刚才又整理了另一组广角的测试,内容会更多一点,马上发上来。
BETA10的主要问题还是太注重细节导致线条不够圆润,不过边缘如刀切一般的锐利却少见勾边,也算是一大特色了。
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