Camera2 API - 如何设置长曝光时间

Camera2 API - How to set long exposure times

我正在尝试在我的应用程序中以 30 秒的曝光时间捕捉图像(我知道这是可能的,因为库存相机允许它)。

但是 SENSOR_INFO_EXPOSURE_TIME_RANGE(应该以纳秒为单位)给出了范围:

13272 - 869661901

几秒钟后就是

0.000013272 - 0.869661901

显然不到一秒。

如何使用更长的曝光时间?

提前致谢!

您问题的答案

你不能。您检查了正确的信息并正确地解释了它。您为曝光时间设置的任何长于该值的值都将被裁剪到该最大值。

你想要的答案

尽管如此,你仍然可以通过伪装得到你想要的东西。你想要连续 30 秒的光子落在传感器上,这是你做不到的。但是你可以通过累积 30 秒的光子来获得(实际上)无法区分的东西,其中散布着微小的缺失间隔。

在高层次上,您需要做的是创建 CaptureRequestList 并将其传递给 CameraCaptureSession.captureBurst(...)。这将以尽可能短的间隙时间拍摄照片。当每一帧图像数据可用时,将其传递到某处的某个新缓冲区并累积信息(简单的逐点相加)。这可能最恰当地使用 Allocation 作为输出 Surface 和一些 RenderScript。

数据格式说明

  • 正确的方法是尽可能使用RAW_SENSOR输出格式。这样,累积输出实际上与整个 30 秒内入射到传感器的光成正比。

  • 如果你不能使用它,出于某种原因,我建议使用 YUV_420_888 输出,并确保你将色调贴图曲线设置为线性(不幸的是你必须通过创建具有两点的曲线来手动执行此操作)。否则引入的非线性会破坏我们的方案。 (虽然我不确定简单的加法在线性 YUV space 中是否完全正确,但它至少是第一种方法。)无论你使用这种方法还是 RAW_SENSOR,你都可能想要应用自己的gamma curve/tone map 累加后做成"look right."

  • 出于对 Pete 的爱,请不要使用 JPEG 输出,原因有很多,其中最重要的是这很可能会在曝光之间增加很多间隙时间,从而破坏了我们对连续曝光的 30 秒近似值。

曝光等效性说明

这几乎可以产生您想要的曝光度,但不完全是。它在两个方面有所不同。

  1. 在这段曝光时间的中间会有一小段光子信息缺失。但是在你所说的时间尺度上(30 秒),在这里和那里缺少几毫秒的光是微不足道的。

  2. 与真正的 30 秒单次曝光相比,图像会稍微有点噪点。这是因为每次从实际传感器中读出像素值时,信息中都会添加一些电子噪声。因此,最终您将获得单次曝光的 35 倍的附加噪声(来自针对特定问题的 35 次曝光)。抱歉,没有办法解决这个问题,但它甚至可能不会引起注意 - 相对于有意义的摄影信号而言,这通常相当小。这取决于相机传感器的质量(和 ISO,但我想对于这个应用程序你需要高的。)

  3. (奖励!)这种曝光实际上会以一种方式 优于 :在 30 秒的曝光中可能已经饱和(纯白色)的区域仍然会在这些短得多的曝光中保留清晰度,因此您基本上可以保证不会丢失高端细节。 :-)

截至 2017 年 5 月,您不能总是相信 SENSOR_INFO_EXPOSURE_TIME_RANGE。尝试手动增加时间,看看会发生什么。我知道我的 Pixel 实际上会拍摄 1.9 秒的照片,但 SENSOR_INFO_EXPOSURE_TIME_RANGE 的值在亚秒范围内。