Buzz
Chụp ảnh chân dung trong Studio là một thể loại ảnh hấp dẫn. Để có một bức chân dung tốt, không chỉ cần sử dụng thiết bị chuyên nghiệp mà còn cần kiểm soát ánh sáng một cách thông minh, sử dụng đèn chụp trong không gian studio. Camera điện thoại có hạn chế về vật liệu cơ học và quang học, nhưng với tham vọng không ngừng, Google đã phát triển tính năng Portrait Light và thử nghiệm từ vài năm trước. Tính năng này đã được tích hợp vào Pixel 4a (5G) và Pixel 5, và sẽ có những cải tiến đáng kể trên Pixel 6 sắp tới. Khi Portrait Light hoàn thiện, nó sẽ tự động kích hoạt khi chụp ảnh chân dung ban đêm, không còn là một tính năng độc lập mà sẽ hoạt động ẩn trong giao diện. Portrait Light sẽ giúp cho ảnh chân dung trên Pixel có chất lượng và chiều sâu hơn, mô phỏng ánh sáng từ studio.
Google đã thử nghiệm và trang bị tính năng Portrait Light trên Pixel 4a (5G) và Pixel 5, và dự định cải thiện nó trên Pixel 6 sắp tới. Khi tính năng này hoàn thiện, nó sẽ tự động kích hoạt khi chụp ảnh chân dung ban đêm, không còn là một tính năng độc lập mà sẽ hoạt động ẩn trong giao diện. Portrait Light giúp cho ảnh chân dung trên Pixel có chất lượng và chiều sâu hơn, mô phỏng được ánh sáng từ studio.
Google đã thực hiện như thế nào để phát triển tính năng Portrait Light này?
- Tự động điều chỉnh nguồn sáng: Tương tự như cách một nhiếp ảnh gia sắp xếp nguồn sáng đèn (softbox) để chiếu vào chủ thể, thuật toán sẽ tự động điều chỉnh nguồn sáng theo hướng phù hợp.
- Cân bằng tổng lượng sáng sau khi chụp: Với một hướng chiếu sáng nhất định vào chân dung, việc tự động cân bằng lượng sáng giúp ảnh trở nên sống động và tự nhiên hơn.
Đầu tiên, Google đã phát triển một hệ thống máy học mô hình mới, ước tính dải động cao (high dynamic range), và tạo ra nhiều hướng sáng cho một chủ thể dựa trên ảnh chân dung ban đầu. Mô hình ước tính ánh sáng này để xác định hướng và cường độ sáng tương đối, cũng như màu sắc thể hiện của mỗi hướng sáng chiếu vào, biến khuôn mặt chân dung thành một cảm biến ánh sáng, tiếp theo là ước tính tư thế đầu của đối tượng được chụp.
Từ bước ước tính đó, hệ thống xác định hướng của nguồn sáng như vị trí của nguồn đèn chính (key light) trong studio, thường được đặt cao hơn tầm mắt một góc 30°. Các kỹ sư của Google đã áp dụng nguyên tắc chụp chân dung kinh điển này và từ đó tính toán tỷ lệ lượng sáng ở các khu vực khác nhau. Sau đó, họ đã tạo ra một mô hình máy học mới, dựa trên hàng triệu cặp ảnh chân dung có và không thêm bớt ánh sáng.
Tuy nhiên, việc chụp một kho dữ liệu như vậy một cách hoàn hảo trong nhiều điều kiện ánh sáng khác nhau để huấn luyện máy học là không thể. Thay vào đó, họ đã sử dụng dữ liệu từ ảnh chụp của 70 người khác nhau trong một hệ thống ánh sáng sân khấu phức tạp. Hệ thống ánh sáng này bao gồm 64 camera với các góc nhìn đa dạng, cùng 331 nguồn LED được lập trình để hoạt động độc lập. Mỗi người được chụp với một nguồn sáng duy nhất, tạo ra một trường phản xạ sáng và hình dạng khi ánh sáng chiếu vào các phần rời rạc của một hình cầu. Dữ liệu về màu sắc và đặc tính phản xạ ánh sáng của da, tóc, và quần áo của người mẫu được mã hoá, bao gồm cả độ sáng và sự phản chiếu màu sắc của các loại vật liệu.
Mỗi bức ảnh chân dung cá nhân được chụp trong nhiều điều kiện khác nhau về hình dạng khuôn mặt, giới tính, tông màu da, kiểu tóc và trang phục, kèm theo phụ kiện khác nhau. Mỗi bức chân dung là kết quả của việc tổng hợp nhiều môi trường ánh sáng khác nhau, từ ánh sáng tự nhiên đến ánh sáng nhân tạo, được kết hợp và tạo ra từ hàng triệu cặp hình ảnh.
Khi một nguồn sáng được thêm vào trong phòng chụp studio, ánh sáng sẽ tăng lên tại một phần của khuôn mặt. Để mô hình hóa tác động quang học của ánh sáng phản chiếu trên bề mặt, họ đã tiến hành ước tính bề mặt chuẩn cho ảnh đầu vào, sau đó sử dụng “bản đồ khả năng hiển thị ánh sáng” để dự đoán hướng chiếu sáng mong muốn, đảm bảo rằng mô hình máy học sử dụng thông tin chi tiết dựa trên vật lý.
Dưới đây là một ví dụ về cách Portrait Light hoạt động:
Khi chụp chân dung, Portrait Light được áp dụng để cân bằng ánh sáng và bóng tối, đánh dấu bước đầu tiên trong việc điều khiển ánh sáng sáng tạo cho ảnh trên điện thoại di động, nhờ vào kỹ thuật máy học của Google.
Xem video mô tả chi tiết:
Thông tin chi tiết có thể được tìm thấy tại: Augmentedperception
Tóm tắt cũng có sẵn tại: GG AI Blog
