Pixel 3如何透過Super Res Zoom技術，不需變焦鏡頭就能拍出清晰照片

抖動一下，就能重建資訊

在天文攝影的領域中，Drizzle是種已經有超過10年歷史的攝影手法，其概念為拍攝時些微移動相機並拍攝多張照片，再將照片疊合在一起，便能在光線條件良好的情況下達到2~3倍變焦的效果。這個過程也稱為多畫格超高解析度成像（Multi-Frame Super-resolution imaging），我們可以從下方的圖片範例中瞭解其原理。

在一般情況下，相機內的感光元件會因拜爾濾色鏡的限制，每個實際像素只能記錄紅、綠、藍3種顏色其中1種的資訊，但如果我們在拍攝的時候讓相機往右、往下、往右下各移動1個像素的微小移動（專業術語為Microstepping）並拍攝，然後把得到的影像疊合在一起，就能將原本像素中各色空缺的資訊補齊。

然而這種技術有著許多限制條件，最重要的關鍵就是鏡頭處理細節的能力需要高於感光元件，否則就會產生混疊（Aliasing現象，進而讓照片出現摩爾紋（Moiré pattern）等瑕疵，而造成照片失真的問題。

▲ 即便拜爾濾色鏡限制了感光元件接觸三原色的能力，但拍攝時讓相機往右、往下、往右下各移動1個像素，就能解決這個問題。

▲ 如果在相機運作過程中產生混疊的話，就會出現如本圖右下方的摩爾紋。（圖片來源：維基百科，本圖採用創用CC姓名標示-相同方式分享，作者為Cburnett）

▲ 左方的圖片是高解析度的單張照片。右方則為多張連拍，可以看到因混疊讓像素跳來跳去並產生不正常顏色。

不使用角架反而成為優勢

有些數位單眼相機提供搭配角架使用的超高解析度成像模式，需要在機身穩定不晃動的前提下，透過機身內感光元件與光學機構的偏移，達成多畫格超高解析度成像所需的微小移動。這種方式對智慧型手機相當不切實際，我們總不能期望使用者會為了小巧的手機攜帶笨重的角架。

然而只要反過來活用在手持手機拍攝時無法避免的晃動，也能讓這個缺點成為優勢。一般而言光學影像穩定器（OIS，即防手震功能）可以抵消1/30秒內5~20個像素的偏移，而無法抵消更快或更微小的手部自然顫抖，所以我們可以利用這個特性，將僅有幾個像素的微小顫抖利用於多畫格超高解析度成像。

在拍攝過程中，Pixel 3會連續拍攝多張照片，並將其中1張照片當作參考基準，把其他連拍的照片疊合在一起，並透過內插方式修正手部顫抖（因為並不會以1像素為單位精準移動），模擬為多畫格超高解析度成像所需的微小移動，達到提升畫質的鄉同效果。

不過如果因使用角架反而沒有任何手部顫抖的話，Pixel 3就會強迫光學影像穩定器進行抖動（與專業數位單眼相機相同），來滿足多畫格超高解析度成像的條件。

▲ Pixel 3會將連拍的照片大致疊合之後，就會產生如多畫格超高解析度成像所需的微小移動。

▲ 使用者可以將Pixel 3完全固定，並將變焦開至最大，就可以發現光學影像穩定器會讓畫面產生橢圓形抖動以產生微小移動。

（本圖因技術問題無法顯示，請暫時移至此連結觀看圖片）

（下頁揭曉Pixel 3採用的解決方式）