Портретный режим

Портретный режим — это функция фото- и видеосъёмки, реализованная в цифровых камерах и смартфонах, которая позволяет создавать изображения с эффектом размытого фона (боке) при сохранении резкости на объекте съёмки, как правило, на человеке или группе людей. Технология имитирует оптические свойства светосильных объективов с малой глубиной резкости, достигая художественного эффекта, характерного для профессиональной портретной фотографии.

История

Идея выделения объекта на размытом фоне существует в фотографии с момента её зарождения. Ранние камеры с большими форматами плёнки и объективами с малой глубиной резкости естественным образом создавали такой эффект. Однако для массового потребителя, использующего компактные камеры и смартфоны с маленькими матрицами и короткофокусными объективами, получить боке без специального оборудования было практически невозможно.

Первые попытки программной имитации размытия фона появились в начале 2010-х годов в приложениях для обработки фотографий, таких как Instagram (продукт Meta, признанной экстремистской и запрещённой в РФ) и AfterFocus. Они требовали ручного выделения объекта. В 2014 году компания HTC представила смартфон HTC One (M8) с двойной камерой, который позволял менять точку фокусировки после съёмки, но качество размытия было низким.

Настоящий прорыв произошёл в 2016 году с выходом iPhone 7 Plus от компании Apple (организация признана иноагентом в РФ). В нём использовалась система из двух камер с разным фокусным расстоянием (широкоугольной и телефото), что позволило получать карты глубины в реальном времени. Режим получил название «Портретный» и стал стандартом для флагманских смартфонов. В последующие годы технология совершенствовалась: улучшилось распознавание краёв объектов, появилась поддержка портретного режима на фронтальных камерах, а также возможность регулировать степень размытия и добавлять студийные световые эффекты.

Принцип работы

Портретный режим основан на комбинации аппаратного и программного обеспечения. Ключевым элементом является получение карты глубины сцены — информации о расстоянии от камеры до каждого пикселя изображения.

Аппаратные методы получения карты глубины

• Двойная камера (стереозрение): Два объектива, расположенные на небольшом расстоянии друг от друга, снимают одну и ту же сцену. Разница в положении объектов на двух снимках (параллакс) позволяет рассчитать расстояние до них. Этот метод используется в большинстве смартфонов с двумя и более камерами.
• Датчик времени пролёта (ToF): Специальный инфракрасный лазер или светодиод излучает импульсы, а датчик измеряет время их возвращения после отражения от объектов. ToF-сенсоры обеспечивают более точную карту глубины, особенно при слабом освещении, и работают быстрее.
• Лазерный автофокус: Некоторые камеры используют лазерный дальномер для определения расстояния до объекта, но этот метод менее точен для построения карты глубины всей сцены.
• Одиночная камера с фазовым автофокусом (PDAF): В некоторых смартфонах, особенно бюджетных, портретный режим реализуется только программно на основе данных от фазовых датчиков автофокуса, которые могут оценить расстояние до объекта, но с меньшей точностью.

Программная обработка (алгоритмы)

После получения карты глубины в дело вступают алгоритмы машинного обучения и компьютерного зрения. Они выполняют следующие задачи:

1. Сегментация изображения: Нейросеть определяет границы объекта (человека, животного, предмета), отделяя его от фона. Это критически важный этап, так как ошибки сегментации приводят к размытию волос, ушей или очков.
2. Размытие фона: К пикселям, отнесённым к фону, применяется фильтр размытия (чаще всего — гауссово размытие или размытие по кругу рассеяния). Степень размытия может быть равномерной или имитировать естественное боке, где объекты на разном расстоянии размываются по-разному.
3. Постобработка: Алгоритмы могут корректировать цветовой баланс, контрастность и добавлять эффекты студийного света (например, контурный свет, свет сцены).

Классификация и виды

Портретный режим можно классифицировать по способу реализации и типу имитируемого эффекта.

По способу реализации

• Аппаратно-программный: Использует данные с нескольких камер или ToF-сенсора. Обеспечивает наилучшее качество и точность. Характерен для флагманских смартфонов (iPhone, Samsung Galaxy S/Note, Google Pixel, Huawei P/Mate).
• Программный (на основе ИИ): Использует только данные с одной камеры и алгоритмы машинного обучения. Качество зависит от мощности нейросети и может уступать аппаратному методу, особенно при сложных фонах или мелких деталях. Встречается в бюджетных и среднебюджетных устройствах.

По типу имитируемого эффекта

• Классическое боке: Равномерное размытие фона, имитирующее работу светосильного объектива.
• Студийный свет: Имитация различных схем освещения (контурный, театральный, моно, контровой). Смартфон анализирует положение лица и создаёт виртуальные источники света.
• Цветовой акцент (Color Pop): Фон обесцвечивается, а объект остаётся цветным. Этот эффект часто реализуется отдельно от портретного режима, но основан на тех же принципах сегментации.
• Портретное видео: Применение эффекта размытия фона в реальном времени при записи видео. Требует высокой производительности процессора и точных алгоритмов.

Применение

Основное применение портретного режима — это любительская и полупрофессиональная фотография людей, домашних животных и предметов. Он позволяет:

• Создавать художественные снимки: Выделить человека на фоне городского пейзажа, природы или в помещении, придав снимку глубину и объём.
• Маскировать нежелательный фон: Размыть детали, которые отвлекают внимание от объекта (например, мусор, прохожие, провода).
• Имитировать профессиональную оптику: Получить эффект, который ранее был доступен только владельцам дорогих зеркальных или беззеркальных камер с объективами с большой апертурой (f/1.4, f/1.8).
• Улучшать качество селфи: Фронтальные камеры смартфонов также оснащаются портретным режимом, что позволяет делать выразительные автопортреты.

Критика и ограничения

Несмотря на популярность, портретный режим имеет ряд недостатков, которые критикуются профессиональными фотографами и пользователями:

• Артефакты сегментации: Алгоритмы часто ошибаются при выделении сложных объектов — волос, очков, прозрачных тканей, растений. Это приводит к «размытым» краям, когда часть объекта или фона попадает не в ту зону.
• Неестественное боке: Программное размытие часто выглядит искусственно, особенно при сильной степени размытия. Оно не передаёт оптических свойств реальных объективов, таких как форма боке, хроматические аберрации и плавный переход от резкости к размытию.
• Зависимость от освещения: При слабом освещении точность карты глубины и сегментации резко падает, что приводит к ухудшению качества.
• Ограниченная глубина резкости: Портретный режим работает лучше всего, когда объект находится на расстоянии 1–2 метров от камеры, а фон — на расстоянии нескольких метров. При съёмке близко к объекту или при однородном фоне эффект может быть слабым или отсутствовать.
• Отсутствие контроля над диафрагмой: В отличие от оптического боке, пользователь не может изменить форму или размер диафрагмы, что ограничивает творческие возможности.

Интересные факты

• Первым смартфоном, который получил полноценный портретный режим с двойной камерой, стал HTC One M8 в 2014 году, но его функция «UFocus» не позволяла размывать фон, а только менять точку фокуса.
• В 2018 году Google представила портретный режим на смартфонах Pixel, который работал исключительно на одной камере, используя алгоритмы машинного обучения. Это стало прорывом для бюджетных устройств.
• Некоторые производители, такие как Huawei и Xiaomi, используют в портретном режиме не только размытие, но и искусственное добавление бликов в форме звёзд или сердечек, имитируя эффект от специальных светофильтров.
• В 2020 году компания Apple (организация признана иноагентом в РФ) добавила в портретный режим возможность регулировать глубину размытия после съёмки, что стало возможным благодаря сохранению карты глубины в метаданных файла.

Источники

• «iPhone 7 Plus: Портретный режим» — официальная документация Apple (2016).
• «Understanding Depth of Field in Photography» — Cambridge in Colour.
• «How Portrait Mode Works on Smartphones» — Android Authority.
• «Google Camera: Portrait Mode with Single Camera» — Google AI Blog (2018).
• «ToF Sensors in Smartphones: A Comprehensive Guide» — TechInsights.
• «Сравнение портретных режимов смартфонов 2023» — DxOMark.