เบื้องหลัง Gcam กลุ่มผู้พัฒนาซอฟต์แวร์กล้องที่มอบพลังให้กับสมาร์ทโฟนตระกูล Pixel

โปรเจค X เป็นบริษัทในเครือของ Alphabet Inc. ที่ทำงานวิจัยและพัฒนาอุปกรณ์อำนวยความสะดวกในชีวิตประจำวันรูปแบบต่างๆ เดิมทีเดียวอยู่ภายใต้การดำเนินงานของ Google และมีชื่อเรียกก่อนหน้านี้ (ค.ศ. 2010- 2015) ว่า Google X ได้เผยเรื่องราวความสำเร็จของ Gcam กลุ่มผู้พัฒนาที่อยู่เบื้องหลังความสำเร็จของกล้องถ่ายรูปบนสมาร์ทโฟนตระกูล Pixel ว่ามีความเป็นมาอย่างไรและกว่าจะมีวันนี้ต้องเจอกับบททดสอบอย่างไรบ้าง

เดิมทีเดียว Gcam ถูกออกแบบมาเพื่อใช้งานกับแว่น Google Glass ซึ่ง Sebastian Thrun หัวหน้าโปรเจค X ในเวลานั้นกำลังหาทางให้ผู้ใส่แว่น Google Glass ใช้งานกล้องและถ่ายภาพได้โดยไม่ต้องหยิบอุปกรณ์อะไรออกมา เพื่อให้ใครก็ตามตั้งแต่พ่อแม่ที่มีลูกตัวน้อยไปจนถึงหมอผ่าตัดจะสามารถใช้ประโยชน์ของฟีเจอร์นี้ได้ ซึ่งการจะทำให้มันกลายเป็นที่นิยมก็ต้องทำให้มันมีความสามารถเทียบเท่ากับกล้องบนมือถือเป็นอย่างน้อย

ภาพการเลือกมะเขือเทศราชินีในมุมมองจากกล้อง Google Glass

อย่างไรก็ตามการออกแบบแว่นก็ได้สร้างเงื่อนไขและความท้าทายอย่างมาก กล้องและเลนส์ขนาดเล็กทำให้ข้อมูลแสงที่รับมามีคุณภาพต่ำ เมื่อเจอข้อจำกัดอย่างสภาพแวดล้อมแสงน้อยหรือมีความต่างของช่วงสีมากๆ ภาพที่ได้มักจะไม่ดีนัก เซ็นเซอร์รับภาพที่ใช้งานก็มีขนาดเล็กกว่าเมื่อเทียบกับเซ็นเซอร์รับภาพบนมือถือแถมการประมวลผลและพลังงานที่ใช้ได้ก็มีอยู่อย่างจำกัด

ต้นแบบแว่น Glass ในช่วงแรกๆ ของการพัฒนา

เนื่องจากแว่น Google Glass ต้องการแสงและขนาดที่พอเหมาะในการสวมใส่ ดังนั้นการออกแบบกล้องให้มีขนาดใหญ่ขึ้นจึงไม่ใช่ทางเลือกที่ดี Marc Levoy สมาชิกของภาควิชาวิทยาศาสตร์และคอมพิวเตอร์ Stanford Computer Science department ในเวลานั้นผู้เป็นหนึ่งในทีมงานของ Google X ผู้เชี่ยวชาญด้านการคำนวณและหาวิธีประมวลผลภาพดิจิตอลด้วยซอฟต์แวร์ (expert in computational photography) จึงเริ่มตั้งคำถามว่า

จะทำอย่างไรถ้าเรามองปัญหานี้ด้วยวิธีการใหม่ทั้งหมด?

จะเกิดอะไรขึ้นถ้าเราเอาซอฟต์แวร์ที่ดีกว่านี้มาใช้แทนที่จะไปโฟกัสแก้ปัญหาทางฝั่งฮาร์ดแวร์?

ในปีค.ศ. 2011 Marc ก็ได้ก่อตั้งทีมที่รู้กันภายในกลุ่ม Google X ชื่อว่า Gcam โดยภารกิจของพวกเขาคือหาวิธีปรับปรุงการถ่ายภาพบนอุปกรณ์เคลื่อนที่โดยใช้เทคนิคการประมวลผลภาพด้วยซอฟต์แวร์ ซึ่งพวกเขาก็สามารถหาวิธีการมาใช้กับแว่น Google Glass โดยเรียกวิธีดังกล่าวว่า "Image Fusion" หรือการรวมภาพมุมเดียวกันต่อเนื่องเป็นลำดับอย่างรวดเร็วมาประมวลผลเป็นภาพที่มีคุณภาพสูงกว่าเดิม ด้วยเทคนิคนี้ทำให้พวกเขาใส่รายละเอียดให้ภาพได้มากขึ้น ลดแสงที่มากเกินไปให้จางลงและชัดเจนขึ้น ทั้งหมดทั้งปวงนี้หมายถึงการทำให้ภาพมีความสว่างและคมชัดขึ้น

Image Fusion เปิดตัวมาพร้อมกับ Google Glass ในปี ค.ศ. 2013 ซึ่งในเวลาต่อมาเทคนิคดังกล่าวสามารถนำมาประยุกต์ใช้กับผลิตภัณฑ์อื่น ๆ ได้ เมื่อผู้คนใช้งานกล้องสมาร์ทโฟนเพื่อบันทึกภาพและแบ่งปันช่วงเวลาสำคัญกันมากขึ้น ซอฟต์แวร์ของ Gcam ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของกล้องโดยไม่ต้องคำนึงถึงแสง เทคนิค Image Fusion จึงถูกนำไปใช้งานและเปิดตัวภายในแอพกล้องมือถือ Android อย่าง Nexus 5 และ Nexus 6 ภายใต้ชื่อ HDR+

ตัวอย่างภาพถ่ายในโหมด HDR+ ที่ใช้ซอฟต์แวร์ผสมผสานแสงในภาพพระอาทิตย์ตกดินในหุบเขา Bear Valley บันทึกภาพผ่านสมาร์ทโฟน Pixel โดย Marc Levoy

เทคโนโลยีของ Gcam ถูกนำมาใช้ปรับปรุงการถ่ายภาพทั้งในรูปแบบของแอพพลิเคชั่นและผลิตภัณฑ์ กลุ่มผู้พัฒนา Gcam ถูกย้ายเข้ามาเป็นส่วนหนึ่งในงานวิจัยของ Google Research ในปี ค.ศ. 2015 ซึ่งปัจจุบันทีมงานได้ร่วมมือกับผู้พัฒนาเทคโนโลยีต่างๆ ทั้ง Android, Youtube, Google Photos และอุปกรณ์ 360˚ Virtual Reality โดยซอฟต์แวร์ดัง ๆ ที่มาจาก Gcam ได้แก่ Lens Blue โหมดเบลอฉากหลังในแอพ Google Camera และซอฟต์แวร์รวมภาพพาโนราม่าใน Jump ที่ได้จากการบันทึกวิดีโอภาพเสมือนจริงรอบทิศทาง 360˚Virtual Reality

ตัวอย่างภาพถ่ายในโหมด HDR+ ที่ใช้ซอฟต์แวร์เร่งรายละเอียดความสว่าง แสงเงาของวัตถุและท้องฟ้าในพื้นที่รกร้าง Desolation Wilderness บันทึกภาพผ่านสมาร์ทโฟน Pixel โดย Marc Levoy

ปัจจุบันเทคโนโลยี HDR+ ของ Gcam กลายเป็นโหมดเริ่มต้นสำหรับการถ่ายภาพด้วยสมาร์ทโฟนตระกูล Pixel ซึ่งได้รับการยกย่องโดย DxOMark มาตรฐานที่เชื่อถือได้ในแวดวงอุตสาหกรรมกล้องถ่ายรูปที่ให้คำนิยามกล้องบนสมาร์ทโฟนตระกูล Pixel ในปี ค.ศ. 2016 ไว้ว่า "เป็นกล้องสมาร์ทโฟนที่ดีที่สุดเท่าที่เคยมีมา" สะท้อนให้เห็นถึงความก้าวหน้าของกลุ่มผู้พัฒนา Gcam ซึ่ง Marc เผยว่า "ใช้เวลาถึง 5 ปี กว่าจะทำให้มันเข้าที่เข้าทาง ...และขอบคุณโปรเจค X ที่ให้การสนับสนุนทีมงานของเราในระยะยาวจนกระทั่งมันเกิดขึ้นได้จริง"

อะไรคืองานชิ้นต่อไปของ Gcam?

Marc ผู้ที่เริ่มต้นอาชีพด้วยการพัฒนาระบบการ์ตูนภาพเคลื่อนไหวซึ่งถูกสตูดิโอ Hanna-Barbera นำไปใช้ผลิตรายการการ์ตูนทางทีวีหลายๆ เรื่อง อย่างเช่น Yogi Bear, Flintstones, Scooby-Doo เผยว่า "ทิศทางหนึ่งที่เรากำลังผลักดันต่อไปคือเรื่องการเรียนรู้ของเครื่องจักร (machine learning)" เขาอธิบาย "มีความเป็นไปได้มากมายที่จะสร้างผลงานอันน่าทึ่ง เช่น การสร้างความสัมพันธ์ของข้อมูลภาพเพื่อสร้างสมดุลแสงขาวที่ดีขึ้น หรือการจัดการกับพื้นหลังของวัตถุให้สามารถเบลอ หรือแม้แต่ทำให้พื้นหลังมืดลง สว่างขึ้น เราอยู่ในที่ที่ดีที่สุดในโลกสำหรับการศึกษาและทดสอบการเรียนรู้ของเครื่องจักร จึงเป็นโอกาสอันดีที่จะช่วยผสานโลกแห่งความคิดสร้างสรรค์เข้ากับโลกแห่งการปรับปรุงการถ่ายภาพด้วยซอฟต์แวร์"

ไม่ว่าอะไรจะเกิดขึ้นหลังจากนี้คงไม่มากเกินไปหากจะบอกว่าทิศทางของ Gcam กำลังไปได้สวยหรูเลยทีเดียว