Así funciona, según Google, el modo "astrofotografía" de los Pixel

Combinando hardware, software e inteligencia artificial, Google se sacó de la manga una de las funciones más impresionantes que hayamos visto hasta ahora en la cámara de un móvil. El modo astrofotografía introducido en los Google Pixel 4, y que más tarde llegó a los Pixel 3 y Pixel 3a se ha convertido en uno de los modos favoritos de los poseedores de estos dispositivos, y es que hasta ahora ningún otro terminal era capaz de ofrecer capturas de elementos astronómicos de tal calidad, y más importante aún, con tan poco esfuerzo.

Pero, ¿qué se esconde detrás de este modo? Aunque en la presentación de los Pixel 4 la firma ya ofrecía algunos datos sobre el funcionamiento de esta utilidad, ahora Google ha querido abordar de lleno el modo astrofotografía a través de una publicación en su blog oficial de IA e investigación, donde explica con todo lujo de detalles cómo funciona esta función.

El modo astrofotografía, a fondo

Antes de entrar de lleno en la explicación de Google, no está de más recordar en qué consiste este modo. A grandes rasgos, el modo astrofotografía es una extensión de la función "Vision Nocturna" introducida por primera vez junto a los Pixel 3, que amplía el tiempo de exposición a la luz hasta un máximo de cuatro minutos --un minuto en el caso de los Pixel 3 y 3a-- y realiza distintos ajustes sobre el enfoque del dispositivo, para acabar capturando imágenes como la que aparece sobre estas líneas: fotos de las estrellas perfectamente expuestas, con un gran nivel de detalle y libres de ruido.

Uno de los primeros retos a los que Google debió enfrentarse al desarrollar esta función fue el movimiento. Como explica la compañía, ampliar el tiempo de exposición para una foto aumenta la cantidad total de luz capturada, pero si la exposición es larga, el movimiento en la escena que se está fotografiando y la inestabilidad pueden traducirse en movimientos y, en última instancia, en imágenes borrosas.

La solución de Google ante este problema, fue dividir la exposición en una secuencia de cuadros múltiples con tiempos de exposición más cortos, y así reducir el desenfoque de movimiento o motion blur.

"Para mitigar esto, dividimos la exposición en cuadros con tiempos de exposición lo suficientemente cortos como para que las estrellas parezcan puntos de luz. Al tomar fotografías de cielos nocturnos reales, descubrimos que el tiempo de exposición por cuadro no debe exceder los 16 segundos."

No obstante, esta solución no era suficiente para reducir el movimiento en las fotos a las estrellas, y es por eso que, para utilizar al modo "astrofotografía", es necesario mantener el móvil estable, por ejemplo en un trípode o apoyado contra una pared.

Pero este no fue el único problema con el se toparon los ingenieros de Google. El segundo reto a superar fueron los conocidos como "píxeles calientes", un fenómeno que se manifiesta en forma de puntos brillantes sobre la imagen que, en realidad, no están presentes en la escena, y que aparecen en fotografías de larga exposición debido a la propia naturaleza de los sensores CMOS.

Para evitar la aparición de estos puntos brillantes, la compañía desarrolló un algoritmo que compara los "píxeles vecinos" para identificar estos hot pixels y reemplazarlos con el contenido que aparece alrededor. Esto supone cierta pérdida de información de la imagen, pero según Google, en la práctica este procedimiento no afecta a la calidad de la fotografía final.

Además de eso, en Google encontraron otro obstáculo que debían superar, relacionado con la composición de este tipo de imágenes nocturnas. Y es que el hecho de que el visor de la app de cámara de los móviles actualice su contenido quince veces por segundo hace que sea difícil mostrar una imagen detallada en entornos con poca luz, dado que el tiempo de exposición del visor está limitado a 66 milisegundos.

Su solución a este problema pasa por ir mostrando las imágenes capturadas en pantalla, que con tiempos de exposición de hasta dieciséis segundos, permiten al usuario ver los detalles de la imagen mucho antes de que la captura haya finalizado. Google, además, especifica que esto ayuda a componer mejor la escena dado que es posible mover el móvil cuando el proceso de exposición continúa, detener la captura inicial, y comenzar otra con la composición deseada.´

Pixel 4 + Lightroom pic.twitter.com/W25PZexeV9

— Christian Collado (@CCollado_R) October 24, 2019

Y sí, hay más. Aunque el enfoque automático de nuestros móviles puede ser un gran aliado en determinadas situaciones, en fotos realizadas en entornos muy oscuros puede llegar a ser un incordio, dado que el sistema puede no encontrar un punto en el que fijarse, y acabar causando capturas borrosas. Por eso al hacer una foto con este modo activado, la cámara captura dos cuadros de enfoque automático con tiempos de exposición de hasta un segundo, según Google, el tiempo suficiente para detectar detalles de la imagen incluso con poca luz, y así ofrecer imágenes finales bien enfocadas.

Por último, Google especifica que el modo "astrofotografía" de los Google Pixel fue entrenado a través de modelos de machine learning con más de 100.000 fotografías de escenas nocturnas en las que el cielo es protagonista para ayudar al sistema de procesado a determinar, píxel por píxel, qué parte de una imagen corresponde al cielo, y así corregir la iluminación de modo que no parezca que las fotografías nocturnas hayan sido tomadas por el día debido a un cielo demasiado iluminado por culpa del procesado de la cámara.

Cómo hacer mejores fotos con el modo "astrofotografía"

No mucho tiempo atrás, la propia Google ya nos ofrecía algunos consejos para hacer mejores fotos de las estrellas usando el modo "astrofotografía". No obstante, junto al informe en el que se explica el funcionamiento de esta característica, la división de IA de Google también ha querido darnos algunas recomendaciones para sacar aún más partido de esta función:

• Estabiliza tu móvil con un trípode, o apoyándolo sobre algún objeto fijo que permita reducir los movimientos.
• Usa el temporizador incluido en la app de cámara de Google para seleccionar la cuenta atrás de tres segundos. Así evitarás que la captura salga movida por pulsar el botón de obturación, dado que el móvil no comenzará a capturar la imagen hasta tres segundos después.
• Usa aplicaciones para determinar la posición de las estrellas, las constelaciones o la vía láctea.
• Comprueba el estado del tiempo para comprobar si las nubes te permitirán ver --y capturar-- las estrellas.
• Aléjate todo lo que puedas de las zonas de alta contaminación lumínica para obtener las capturas más claras y definidas.
• Utiliza una linterna u otra fuente de luz para iluminar los elementos en primer plano de la imagen y obtener capturas más interesantes.

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