Новая фотография: двойной фокус, ракурс постфактум и видение сквозь толпу
Ученые создают концепцию новой фотографии: выбирающую ракурс и фокус (на одном или нескольких объектах сразу) постфактум, снимающую сквозь людей и деревья (становящихся «прозрачными» или «исчезающих»), с потрясающими детализацией, отсутствием «шума», диапазоном яркости и цвета (значительно большими, чем может воспринять человеческий глаз). В двух словах это называется компьютерная фотография (КФ).
Она обычно строит изображения на основе значительно большего количества данных, чем обычная. Это позволяет, в частности, снимать сходу, не обращая внимания фокусировку. Среди пионеров такой съемки – калифорнийская компания Pelican Imaging. Примерно в том же направлении копает пленоптический подход Lytro, опирающийся на использование набора множества микролинз. Отличие Pelican Imaging – в использовании единственного оптически обогащенного модуля, т. е. компактного решения, пригодного и для смартфонов. Pelican Imaging разрабатывает сейчас «фасеточную» камеру для смартфонов с 16 линзами, каждая из которых связана с сенсором синего, красного или зеленого цвета и специальной микросхемой, сводящей и обрабатывающей данные, полученные с помощью сенсоров. Итогом становятся стандартные JPEG-изображения с картой глубины, позволяющей определять грани всех объектов до последнего волоса, а специальная программа позволяет уже после съемки выбрать фокус. На одном кадре можно выбирать даже несколько точек фокусировки, пояснил исполнительный директор Pelican Imaging Кристофер Пикетт. Пример: фото человека на фоне статуи Свободы, где четкими окажутся лицо модели и монумент, а все остальное выйдет размытым. Еще один пример двойной фокусировки на фото. Концепт фотоаппарата от Pelican Imaging не фокусируется, потому в нем нет движущихся деталей и снимки делаются очень быстро, к тому же здесь просто нельзя промахнуться с резкостью, изображения всегда будут идеально четкими. Lytro уже продает пленоптическую камеру с похожими функциями. В Pelican Imaging считают, что если их разработка будет достаточно компактной для использования в смартфонах, это будет их большим преимуществом. В их стартап уже инвестировала Нокия, у которой таким образом появился шанс стать среди пионеров интеграции компьютерных камер в смартфоны – возможно, уже со следующего года.
В области КФ экспериментирует не только Pelican Imaging. В прошлом году исследователи из США помахали вокруг объекта компактным фотоаппаратом, заснявшим в это время несколько сот фотографий этого объекта. На их основе была создана компьютерная карта светового поля, что позволило видеть объект с разных сторон. Здесь после съемки выбирается уже не точка (точки) фокусировки, а наилучший ракурс.
Еще один метод КФ – сведение данных снимков с минимальным интервалом со вспышкой и без. Идею уже запатентовал Майкрософт, надеющийся с помощью новой технологии улучшить цветной баланс снимков, избавиться от эффекта красных глаз и резких теней от вспышки и в итоге получать фото, кажущееся умеренно освещенным, с хорошей проработкой всех деталей и отсутствием «шума». «Представьте сенсор с пикселями, имеющими разную чувствительность, – объясняет председатель Лаборатории компьютерного видения Колумбийского университета профессор Шри Наяр. – Некоторые лучше воспринимают тускло освещенные объекты, некоторые – ярко освещенные. Для декодирования полученных изображений нужно применить определенные алгоритмы, но таким образом можно получить картинку с широчайшим диапазоном яркости и цвета – значительно больше, чем может воспринять человеческий глаз».
С КФ много экспериментирует Стэнфордский университет. Там придумали способ «видеть» сквозь толпы и деревья. Обрабатывая данные десятков камер, расставленных в разных местах, исследователи добились максимального размывания объектов, заслоняющих нужный. Они становятся как бы прозрачными. Технологию надеются использовать, в частности, в системах наблюдения. Это напоминает зарю фотографии и зарождение синематографа – знаменитые снимки лошади в движении. Только гораздо дороже. В создание комплекса камер было вложено $2 млн, управляла им команда аспирантов. Но сейчас эксперт по компьютерной фотографии Северо-Западного университета профессор Джек Тамблин разрабатывает бюджетный вариант системы, с одной камерой. Он предполагает, что много снимков с разных позиций с фиксацией точного расположения позволит удалить нежелательные объекты с конечной фотографии. Правда, пока для этого объект должен стоять смирно.
Одно из направлений исследований КФ – создание высококачественных изображений без профессиональных объективов. Идея в том, чтобы перестать бороться с недостатками изображения, а вместо этого анализировать их и исправлять с помощью профессионального софта.
Еще один метод – серийная съемка со смещением на полпикселя и создание на ее основе изображений «с супер-разрешением». Этот метод уже использует в одной из камер премиум-класса Hasselbad: ее 50-мегапиксельный сенсор позволяет получить 200-мегапиксельные фото.
КФ надеется решить и проблему дрожащих рук, создав гибридное устройство, снимающее обычное фото и высокоскоростное видео. Цель такой технологии – точное измерение того, как была размыта фотография и исправление этой размытости, объясняет профессор Тамблин.
Дата публикации: 2013.07.17
Источник: BBC
|
