先拍攝，後聚焦
一、引言
說起先拍攝後聚焦，大家一定會想到一家美國公司Lytro七年前推出的「光場照相機」。儘管吸引了不少人的眼球，這種另類產品並未像開發者預期的那樣火起來，根本沒有對常規相機市場產生任何衝擊。
倒是近年來松下確實在多款相機上實現了他們稱之為post-focus的功能。以下是用松下Lumix LX10拍攝的實例，這是一款採用1英寸感光元件的便攜相機。拍攝後在回放模式下依次點擊觸摸屏上四個前後排列的玩偶，就能輕鬆生成四張不同聚焦狀態的照片：
更有趣的是，可以在畫面里指定某個範圍，合成一張所有對象都清晰，景深很大的照片。但注意背景仍然是虛的。
二、4K視頻的魔力
LX10的先拍攝後聚焦只是常規相機的附帶功能，而不是像Lytro光場照相機那樣徹底推翻傳統的相機工作原理。光場照相機記錄的是不同物距的大量信息，通過複雜演算法提取其中很少的一部分，用於產生指定焦距和所需景深的圖像。如此得到的照片解析度很低，至少在目前還沒有實用價值。
那麼LX10是如何實現先拍攝後聚焦的呢？
原來松下利用了已經十分普及的4K視頻功能。拍攝時對場景里由近到遠連續改變聚焦位置，生成視頻，事後從中取出符合要求的幀就能實現先拍攝後聚焦。松下的DFD（depth from focus）追焦技術以每秒30幀的速率在多達49個對焦點上準確對焦，對每個可聚焦對象形成清晰的4K解析度畫面。4K視頻和DFD為先拍攝後聚焦獲得畫質優良的照片創造了條件。
拍攝視頻常用MPEG-4編碼，利用空間相關性進行幀內編碼，還利用各幀之間的時間相關性大幅度降低碼率（幀間編碼）。經解碼從MPEG-4碼流中提取各幀圖像，從中取出指定聚焦位置的一幀，這一操作涉及的計算量不小。要是只對每一幀圖像獨立地進行JPEG編碼，而不做幀間編碼，就是MJPEG（Motion JPEG），壓縮率遠不如MPEG-4，但便於提取獨立的幀，從而實現先拍攝後聚焦，這樣可大大降低計算複雜度。
三、另一個例子
按下快門後，相機快速掃描場景，檢測最近和最遠的對象，以4K解析度、30fps速率編碼，用MP4格式記錄在卡上。在回放模式下觸摸畫面中不同位置，取得不同聚焦狀態的照片。這是分別對近處的三個對象聚焦的情況：
對遠處背景中的對象聚焦，近處對象均被虛化：
使近處三個對象都清晰的合成照片：
合成照片用了聚焦堆棧（focus stacking）技術，指定場景中任何可聚焦的對象使他們清晰，其餘保持虛化。基於先拍攝後對焦和堆棧演算法，可用大光圈拍攝，實現大的進光量從而降低噪點，同時又得到大的景深。這裡所給出的例子全部都是用 f/1.6光圈拍攝，等效於全幅相機的 f/4.32。以下是三個對象連同遠處背景全都清晰的合成照片：
拍攝過程包括檢測場景，從近到遠自動聚焦，持續時間在1秒左右。以上兩例在室內拍攝，用三腳架穩定相機。
四、更多實例
下面四組照片在雪中的閘北公園拍攝。手持相機難免不穩，效果會受些影響。
1）聚焦近處的臘梅花，中景的樹和背景的亭子都在焦外。
這張聚焦在樹和亭子上，近景臘梅花被虛化。
通過聚焦堆棧使前後景都清晰。
2）這一張聚焦前景中的葉子。
聚焦欄杆和柱子，左下角的樹葉處於焦外。
通過堆棧得到的合成照片，整個畫面都清晰。
3）拉近一些再拍，這張聚焦前景：
聚焦遠處的葉子。
合成的結果，前景和遠景都清晰。
4）這一張右下角葉子清晰，亭子處於焦外。
聚焦屋檐，放大可見清晰的瓦當。
聚焦遠景，樹枝清晰了，瓦當有些模糊了：
前景、中景、遠景都清晰的合成照片：
五、討論
由於拍攝時需檢測場景並連續拍攝許多幀圖像，要保證整個過程相機穩定，最好使用三腳架。手持相機時可盡量尋找依託，並多拍幾次。
生成不同聚焦狀態的照片以及堆棧合成都是在相機上完成的。目前的技術是基於4K視頻的，只能得到800萬像素的照片，不過已經大大超過Lytro光場照相機的50萬像素，對於網路傳輸或列印一般尺寸的照片是夠用了。
除了LX10以外，還有其它型號如ZS110等也有同樣的功能。該項技術完全靠軟體實現，無需任何額外硬體，因此可升級固件使具有4K視頻功能的相機實現先拍攝後聚焦。松下已通過這種方式為多種型號無反相機提供了升級，如Lumix GH4、G7、GX8、FZ300等。
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