مقایسه‌ی Night mode گوشی آیفون 11 با Night sight گوشی Google Pixel 3

زمانی که نور زیادی وجود دارد، سنسور کوچک تلفن همراه به اندازه‌ی سنسورهای بزرگ فوتون‌ها را جذب نمی‌کند اما با این حال فوتون‌های زیادی وجود دارد که البته مشکلی هم ایجاد نمی‌شود. اما در زمانی که نور کاهش می‌یابد و فوتون زیادی برای تجمع وجود ندارد، کیفیت عکس به صورت چشمگیری کاهش پیدا می‌کند. این زمانی است که تکنیک‌های کامپیوتری و عکاسی پیاپی پا به عرصه می‌گذارند.

عملکرد ضعیف در زمانی که نور کم است، یک عامل تمیز دهنده‌ی مهم است که بهترین‌های تلفن‌های همراه را از بدترین انواع آن‌ها تفکیک می‌کند.

عملکرد ضعیف در زمانی که نور کم است، یک عامل تمیز دهنده‌ی مهم است که بهترین‌های تلفن‌های همراه را از بدترین انواع آن‌ها تفکیک می‌کند. به لطف 15 فریم گوناگون Night Sight کمپانی گوگل، گوشی‌هایی که اخیرا در این کمپانی ساخته شده‌اند دارای بهترین حالت عکاسی در شب هستند. در این حالت گوشی همخوانی شبکه‌ای پیدا می‌کند تا بتواند حرکات دست و حرکات موجود در منظره‌ی اطراف را مدیریت کند و همچنین از خطوطی که دارای رزولوشن بسیار بالایی هستند استفاده می‌کند که خصوصا در رزولوشن رنگ‌ها بسیار موثر است و نسبت به سایر تکنیک‌های فریم‌های دیگر نویز کمتری را ایجاد می‌کند.

اپل نیز با انتشار آیفون 11، از Night mode رونمایی کرد تا بتواند با امکاناتی که گوشی‌های اندروید ارائه داده‌اند، رقابت کند. در این حالت از تنظیمات تطبیقی استفاده می‌شود تا بتوان نورهای شدید و ضعیف را تلفیق کرد (تا هرگونه جنبشی را از بین برد) و در نتیجه عکس‌های با کیفیتی را در نور کم شب ایجاد کرد. اجازه بدهید تا ببینیم این قابلیت نسل اخیر گوشی‌های آیفون XS در مقایسه با حالت Night sight گوگل چگونه عمل می‌کنند.

سخن آغازی

زمانی که بحث تصویربرداری کامپیوتری به میان می‌آید، دشوار است که بخواهیم تنها با یک عکس یا یک آمار به بررسی عملکرد دوربین در زمان نور کم بپردازیم. گوشی‌های مختلف از روش‌های مختلفی استفاده می‌کنند که در نتیجه سبب می‌شود عملکرد آن‌ها در زمان تغییر میزان نور با یکدیگر تا حد زیادی تفاوت داشته باشد. به همین جهت ما تصمیم گرفته‌ایم که تا به بررسی عملکرد آیفون از زمان کاهش نور در پیش از غروب آفتاب تا ابتدای سپیده دم بپردازیم. این تصاویر دارای چارچوب زمانی یک ساعته هستند که به صورت تقریبی از  500 تا 5 لاکس رده‌بندی می‌شوند. تمامی عکس‌ها به صورت دستی گرفته شده‌اند چراکه در حقیقت نیز انتظار می‌رود مصرف‌کنندگان تلفن همراه به صورت دستی عکس‌های خود را بگیرند. عکس‌هایی که با استفاده از آیفون 11 در این بازه‌ی زمانی گرفته شده است در قسمت زیر نشان داده شده است.

شایان ذکر است که Night Mode تنها در دوربین‌های اصلی قابل دسترسی است و نمی‌توان از این حالت در دوربین‌های 2 x 0.5 استفاده کرد (اگر در حالت x2 دوربین خود night mode را مشاهده کردید، باید بدانید هوا به قدری تاریک بوده است که آیفون دوربین اصلی خود را وارد کار کرده است و در حال استفاده از دوربین اصلی است). پیش از آنکه جلوتر برویم و به مقایسه بپردازیم لطفا این موضوع را در مورد rollover و crop تصاویر بدانید: در نمایشگرهای HiDPI مثل نمایشگرهای تلفن‌های هوشمند و نمایشگرهای بزرگی همچون لپ‌تاپ‌ها، تصویرها تا 100 درصد CROP شده‌اند اما این میزان در نمایشگرهای استاندارد تنها 50 درصد است. حال به سراغ مقایسه برویم. در ابتدا به برنده‌ی این عرصه می‌پردازیم.

نور در زمان غروب (485 lux)، برنده: Google Pixel 3

پیش از غروب آفتاب هنوز میزان خوبی از نور در دسترس است. در این سطح از نور ( که با دوربین آیفون 11 به میزان 485 lux  اندازه‌گیری شده است)، گزینه‌ی night mode در آیفون 11 فعال نیست. در حالی که حالت night sight در google pixel 3 مثل همیشه در دسترس است. به لطف 15 فریم موجود در این حالت و همچنین خطوط آن که رزولوشن بسیار بالایی دارند، عکس‌هایی که در این حالت گرفته می‌شود نسبت به عکس‌هایی که با آیفون 11 گرفته می‌شود بسیار جزئی‌تر هستند.

به جزئیات موجود در پایین درخت و شاخ و برگ آن نگاهی بیندازید. خصوصا در پشت پرچین را در قسمت پایین را نگاه کنید. یا اینکه به ساختمان‌ها و پنجره‌های بالایی که در pixel 3 واضح‌تر به نظر می‌رسند نگاه کنید.

نور به هنگام اواخر غروب (25 lux) ، برنده: Google pixel 3

زمانی که خورشید غروب می‌کند، نور کاهش می‌یابد و در زمانی که نور به 25 لاکس می‌رسد نهایتا گزینه‌ی night mode در آیفون قابل دسترسی است. زمانی که آیکون ماه مانندی در سمت چپ و پایین نمایشگر در حالت افقی قرار می‌گیرد متوجه می‌شوید که گزینه‌ی night mode آیفون قابل دسترسی است. در قسمت زیر مقایسه‌ای میان این حالت در آیفون و night sight گوشی pixel 3 داریم که هر دو به صورت دستی روشن شده‌اند.

در عکسی که با pixel 3 گرفته شده است جزئیات بیشتر و نویز کمتری، خصوصا در بخش آسمان موجود است. اینکه سرعت عکاسی و نور ورودی به دوربین را بیان کنیم دشوار است، چراکه تکنینک‌هایی که استفاده شده‌اند از سرعت‌های عکاسی گوناگونی استفاده کرده‌اند. همچنین در عکس‌های مختلف از فریم‌ها و یا قالب‌های مختلفی بسته به کیفیت و قابلیت آن‌ها بهره برداری شده است. اما به نظر می‌رسد که که pixel 3 در بهترین حالت از 15 فریم و سرعت عکاسی 1.5 و یا 3 ثانیه‌ای استفاده کرده است. این در حالی است که آیفون در محدوده‌ی کاربری از سرعت کلی یک ثانیه‌ای (EXIF نشان می‌دهد که این سرعت برابر با 1.8 ثانیه است برای همین این میزان چندان دقیق نیست) استفاده کرده است. به بیان دیگر به نظر می‌رسد که PIXEL 3 در اینجا زمان نوردهی کلی بالاتری به هنگام عکاسی داشته است.

جدا از این مسئله،  در حقیقت عکس‌هایی که با آیفون تهیه شده‌اند در ظاهر نویز بیشتری نسبت به عکس‌هایی که حالت NIGHT  در آن‌ها به صورت دستی خاموش شده است، دارند . این موضوع نشان می‌دهد که اپل تصمیم داشته است در night mode نویز را تا حد کمتری کاهش دهد. به نظر می‌رسد که در آن حالت هرچه زمان نوردهی در عکس‌برداری طولانی‌تر باشد، نویز کمتری ایجاد می‌شود و بنابراین نیاز کمتری برای کاهش نویز احساس می‌شود.

با این حال در اخر به نظر می‌رسد که اپل در این میزان از نور از زمان نوردهی کافی استفاده نکرده است (بنابر نتایج کلی فریم‌های کوتاه و بلند) تا بتواند نویز را تا حد کافی کاهش دهد. بنابراین در این شرایط و زمانی که به نظر می‌رسد سطح نور به قدر کافی پایین نیست تا اپل به صورت خودکار night mode را روشن کند، بار دیگر google pixel 3 بهتر عمل می‌کند.

نور کم (5 lux)، برنده: مساوی

زمانی که نور بیشتر کاهش می‌یابد و حدودا به 5 لاکس می‌رسد، ظاهرا عملکرد night moe در آیفون 11 با night sight گوگل برابری می‌کند. نگاهی به بخش بالا بیندازید. دشوار است که بگوییم برنده‌ی این رقابت کدام گوشی است. نتایج EXIF نشان می‌دهد که pixel در هر فریم از سرعت عکاسی 1.8 ثانیه استفاده کرده است. در حالی که آیفون حداقل برای یک فریم یا بیشتر از سرعت عکاسی 1.4 ثانیه بهره برده است. بنابراین امکان این وجود دارد که زمان نوردهی بالاتر آیفون در هر فریم سبب شده باشد علیرغم اینکه از فریم‌های کمتری استفاده کرده است، در این میزان از نور با قابلیت گوگل برابری کند.

نکات اصلی حاصل از بررسی اپل و گفتگوی خصوصی با گوگل نشان می‌دهد که اپل برای نوردهی کوتاه و بلند 9-8 فریم استفاده می‌کند؛ در حالی که pixel برای تهیه‌ی یک عکس خوب در حالت عکاسی پیاپی از 15 فریم بهره می‌برد.

نور بسیار کم (< 5 lux)، برنده: آیفون 11

زمانی که نور کمتر می‌شود، قابلیت آیفون به حدی افزایش می‌یابد که از گوگل پیشی می‌گیرد. به نویزهای کمتری که در آسمان آبی تیره در قسمت فوقانی منظره‌ی شهر وجود دارد توجه کنید. اگرچه جزئیات کلی مشابه به نظر می‌رسند، ساختمان‌ها و پنجره‌ها به لطف نویز کمتر و سیگنال بالاتر در عکسی که با آیفون تهیه شده است، واضح‌تر هستند. ما گمان می‌کنیم که علت این مسئله این است که در هر فریم زمان نوردهی بالاتر بوده است.

شایان ذکر است که در این مورد، عکس‌هایی که با آیفون تهیه شده‌اند تیره‌تر هستند که در نهایت زیباتر هم به نظر می‌رسند. همچنین google night sight نیز بر این تمرکز دارد که به طرزی عمل کند که عکس‌هایی که در شب گرفته شده‌اند به شکلی به نظر نیایند که گویی در روز تهیه شده‌اند. اما به نظر می‌رسد که اپل از این نظر کمی سختگیرانه تر عمل کرده است.

ما برای اینکه بدانیم آیا آیفون می‌تواند عملکرد بهتری داشته باشد یا خیر، به عکاسی از یک منظره‌ی تاریک‌تر نیز پرداختیم. مشاهده شد که در زمانی که نور بسیار کمتر شود نیز آیفون 11 عالی‌تر عمل می کند. نگاهی به قسمت پایین بیندازید.

همانطور که می‌توانید ببینید، آیفون 11 نتایج بهتری را ارائه داده است که جزئی‌تر هستند و به طور چشمگیری نویز کمتری دارند. در عکس‌های pixel 3 خصوصا در نقاط جانبی عکس که  لنز کیفیت تصویر را تا حد زیادی پایین آورده است، متوجه می‌شویم که نویز تا حد چشمگیری افزایش داشته است.در نهایت به نظر می‌رسد که هرچه میزان نور کمتر باشد، آیفون 11 در مقایسه با pixel 3 بهتر عمل می‌کند.

تمرکزی بر اجسامی که تحرکی جزئی دارند

هیچکدام از حالات عکسبرداری در شب برای عکسبرداری از اجسام متحرک طراحی نشده‌اند اما این بدین معنا نیست که نمی‌توانند از اجسام متحرک عکس بگیرند. از آنجایی که این گوشی‌ها دارای حالت شبکه‌ای هستند که می‌تواند فریم ترکیبی را به فریم پایه تبدیل کند، در نتیجه می‌توانند با اجسام ثابت و متحرک موجود در صحنه به طرق گوناگونی رفتار کنند. برای مثال در آیفون، نورپردازی کوتاه و بلند به ترتیب برای کاسی از اجسام متحرک و ثابت استفاده می‌شود. فریم‌هایی که بیش از اندازه تحرک اجسام را محو می‌کنند ممکن است قابل استفاده نباشند و یا ممکن است در صورتی که از الگوریتم‌هایی که تا حد کافی هوشمند هستند استفاده شود، بتوانند تنها بخشی که مربوط به اجسام ثابت است را مورد استفاده قرار دهند.

در قسمت زیر در دو محیط متفاوت از لحاظ نور، به یک جسم که تحرکی جزئی داشته است نگاهی انداخته‌ایم. در اولین عکس فضا به قدری تاریک است که گزینه‌ی night mode در آیفون در دسترس قرار گیرد (اگرچه تا زمانی که فضا تاریک‌تر نشود این گزینه به صورت خودکار فعال نمی‌شود). عکس دوم نیز در فضای بسته که نور بسیار کمی وجود دارد و night mode به صورت خودکار فعال می‌شود تهیه شده است.

اگر چه من از سوژه‌ی خود درخواست کرده بودم که بی‌حرکت بایستد، کمی حرکت داشت چراکه کودکان نمی‌توانند کاملا بی‌حرکت بایستند. آیفون این جنبش جزئی را به خوبی مدیریت می‌کند. به یاد دارید که night mode اپل از تنظیمات تطبیقی استفاده می‌کند. این بدین معناست که می‌تواند برای ایجاد یک عکس از ترکیب نورپردازی بلند و کوتاه استفاده کند. به نظر می‌رسد زمان نورپردازی برای تهیه‌ی عکس از صورت به میزان کافی طولانی نبوده است که بتواند نویز بسیار را از بین ببرد. این نویز با استفاده از یک اپلیکیشن مکمل کاهش یافته است. در این قسمت عکسی که بدون استفاده از night mode تهیه شده است را ترجیح می‌دهیم. اگرچه در صورتی که این عکس در حالت نمای 100 درصدی قرار بگیرد، تصویر تا حدودی حالت مصنوعی پیدا می‌کند.

ما در قسمت زیر در نور بسیار کمتر نیز عملکرد آیفون 11 و pixel 3 در مورد اجسام متحرک را با یکدیگر مقایسه کرده‌ایم.

در اینجا می‌توانید مشاهده کنید که عکسی که با استفاده از night mode تهیه شده است نسبت به عکسی که بدون استفاده از این حالت گرفته شده است نویز کمتری دارد. زمانی که این حالت به صورت دستی خاموش شود، حالت Deep Fusion فعال می‌شود با ایجاد نویز بیشتر، جزئیات بیشتری را بوجود می‌آورد (اینکه تصویر حالت لکه دار و مصنوعی دارد، نشان دهنده‌ی این است که Deep Fusion فعال شده است). اگرچه با توجه به اینکه نور بسیار کم بوده است هر دو تصویر تهیه شده با آیفون خوب هستند، اما هیچکدام از آن‌ها به اندازه‌ی تصویری که با pixel 3 در حالت night sight تهیه شده است، بدون نویز و واضح نیستند.

می‌توان نتیجه گرفت که دلیل بهتر بودن تصویر pixel این است که به طور کلی از فریم‌های بیشتری استفاده می‌کند و یا اینکه در زمان عکاسی از اجسام متحرک به طرز موثرتری از فریم‌ها استفاده می‌کند. همچنین علت این امر می‌تواند ترکیبی از دو نکته‌ی مذکور باشد. حالت شبکه‌ای گوگل می‌تواند 8 درصد از جنبش موجود در اجسام را مدیریت کند. گوگل برای انجام این کار به جای اینکه در زمان جنبش سوژه قسمت‌های شطرنجی را حذف کند از حالت شبکه‌ای استفاده می‌کند. مشخص نیست که الگوریتم تطبیقی و ترکیبی اپل در مقایسه با pixel 3 تا چه حد قدرتمند عمل می‌کند.

مقایسه با آیفون XS

ما night mode آیفون 11 و آیفون XS را با یکدیگر مقایسه کردیم. همانطور که می‌توانید در قسمت زیر مشاهده کنید، عکسی که با XS گرفته شده است، ظاهری تیره‌تر، نویز بیشتر و جزئیات کمتری نسبت به عکس تهیه شده با آیفون 11 دارد. تعجبی نیست که با چنین نتیجه‌ای رو به رو شده‌ایم اما خوب است که تفاوت بین این دو دوربین را برای اطلاعات بیشتر مشاهده کنید.

نتیجه

Night mode آیفون 11 یک ابزار بسیار قوی است که در تیم اپل بسیار مورد پذیرش قرار گرفته است. این ابزار نه تنها عکس‌های زیبایی را برای کاربران خود به ارمغان می آورد، بلکه گاهی از دوربین‌های باکیفیت نیز پیشی می‌گیرد. در شرایطی که نور بسیار کم باشد نیز اپل از night sight کمپانی گوگل پیشی می‌گیرد، چراکه کمپانی اپل استانداردهای خاصی برای عکاسی در نور کم دارد.

اما چند نکته وجود دارد که باید به آن‌ها توجه کنید. اول اینکه در شرایطی که نور بسیار کم است و امکان اینکه مایل باشید در این مواقع عکس بگیرید بیشتر باشد، گوگل از فریم‌های بیشتری استفاده می‌کند. خطوط موجود در این حالت دارای رزولوشن بسیار بالایی هستند که سبب می‌شوند عکس‌هایی که با استفاده از pixel 3 تهیه می‌شود کیفیت بسیار بهتری داشته باشند و دارای نویز کمتر و رزولوشن بالاتری باشند.  در واقع در برخی از شرایط خاص pixel 3 می‌تواند حتی از Sony a7s ll که دوربین فول فریم دارد نیز بهتر عمل کند. دلیل این امر رزولوشن رنگی بالاتر pixel 3 و ترکیب رنگی کمتر آن است. به علاوه، حالت شب آیفون گاهی نسبت به زمانی که این حالت خاموش است تصاویر پرنویزتری را ایجاد می‌کند. این اتفاق زمانی رخ می‌دهد که فضا به قدری تاریک نباشد که گوشی به صورت خودکار حالت شب را فعال کند.

نکته ی دوم اینکه، زمانی که افراد و سوژه‌های گوناگون را برای عکاسی در کنار هم قرار دهید، اوضاع کمی پیچیده می‌شود. هر دو دوربین بسیار خوب عمل می‌کنند اما ما دریافتیم که حالت شب گوگل در زمانی که سوژه‌ها لبه‌های تیزتری داشته باشند و جنبش نیز داشته باشند بهتر عمل می‌کند. گوگل از 15 فریم استفاده می‌کند تا اطمینان یابد که نویز کمی در تصاویر موجود است. همچنین با روش align-and-stack خود، در زمانی که جسم تا حد کمی تحرک داشته باشد نیز می‌تواند از تمام فریم‌های خود استفاده کند. علت این امر آن است که الگوریتم موجود می‌تواند تحرک جسم موجود در فریم را تا 8 درصد مدیریت کند.

اگر شما از سوژه‌های ثابت در نور بسیار کم خیلی خوب عکس می‌گیرید، باید بدانید که آیفون 11 کمپانی اپل بهترین انتخاب برای شماست.

نباید از یاد ببریم که به طور کلی در شرایطی که نور بسیار بسیار کم باشد، اپل عملکرد بهتری در عکاسی دارد. چراکه گوشی آیفون می‌تواند از ترکیب چندین فریم با نورپردازی طولانی مدت به هنگام عکاسی در حالت شب بهره ببرد. گفته شده است که آیفون 11 در صورتی که به حالت دستی استفاده شود زمان نورپردازی برابر با 10 ثانیه دارد و زمانی که بر روی سه پایه استفاده شود این زمان به 28 ثانیه افزایش می‌یابد. از سوی دیگر این زمان در Night sight کمپانی گوگل در حالت دستی برابر 1.3 ثانیه و بر روی سه پایه برابر با یک ثانیه در هر فریم است. البته شایعاتی نیز وجود دارد که بیان می‌کنند این زمان در pixel 4 از این هم طولانی‌تر است. برای همین باید منتظر بمانیم و بدانیم که برنده‌ی اصلی این نبرد کدام گوشی است.

با این حال در حال حاضر اگر شما از سوژه‌های ثابت در نور بسیار کم خیلی خوب عکس می‌گیرید، باید بدانید که آیفون 11 کمپانی اپل بهترین انتخاب برای شماست. برای اکثر کاربرانی که با سوژه‌های متحرک در نور کم مواجه هستند نیز تکنولوژزی برتر Night sight  کمپانی گوگل بهترین انتخاب به حساب می‌آید. کمght sight ‌های متحرک در نور کم مواجه هستند نیز تکنولوژزی برتر ه برنده‌ی اصلی این نبرد کدام گوشی است.