Представьте себе фотоаппарат, который умеет видить через толпу; мобильный телефон, который делает фото также как и камера с зеркальным объективом – эти идеи удивительны, но уже скоро станут реальностью.
Представьте себе фотоаппарат, который умеет смотреть через толпу; мобильный телефон, который делает фото также как и камера с зеркальным объективом; программу с помощью которой есть возможность выбрать ракурс уже после фотографирования.
Эти идеи удивительны, но могут осуществится, если создатели компьютерной фотографии смогут осуществить свой замысел.
В отличии от простого фотоснимка, который фиксирует только двумерное изображение, компьютерная фотография строит картинку на основе большего количества данных.
Она не проводит имитацию работы человеческого глаза, а все делается с помощью возможностей программного обеспечения.
Компания Pelican Imaging из Калифорнии является пионером этой технологии.
На данный момент стартап разрабатывает высокотехнологичную камеру для телефонов. В ней содержится 16 линз, каждая из которых связывается с сенсором синего, красногои зеленого цвета. Информация из этих сенсоров сводится вместе и обрабатывается специальной микросхемой.
«В итоге вы получите обычное изображение формата JPEG с картой глубины, с помощью которой есть возможность определить грани всех объектов до последнего волоска», — рассказал Кристофер Пикетт, исполнительный директор компании.
На основании данной информации специальная программа, инсталлированная в смартфон, даст возможность уже после совершения съемки настроить, на чем будет фокусироваться фотография. К тому же, на одном кадре будет возможность выбрать одновременно несколько точек фокусировки – для обычной камеры это неслыханная вещь.
К примеру, фотографируя человека на фоне какого-то монумента, вы сможет сделать монумент и лицо человека четким, а все прочее размытым.
«Наша фотокамера не производит фокусировку, а поэтому в ней отсутствуют движущиеся детали. Поэтому первое изображение делается достаточно быстро, — добавил Пикетт. – К тому же, вы никогда не ошибетесь с резкостью –изображение в любой момент будет выглядеть четким».
Еще одно компания, Lytro, уже реализует пленоптическую камеру с похожим функционалом. Но в компании Pelican считают, что если их устройство будет настолько компактным, чтобы его можно было установить в телефон, то для них это будет большим плюсом.
В компанию Pelican уже были инвестированы средства Nokia, поэтому финская компания, похоже, будет первой, кто будет устанавливать такие камеры в свои смартфоны. Уже в следующем году это может случиться.
Сейчас ознакомиться с КФ можно на примере фотографий HDR – это снимки с широким диапазоном яркости. Это технология, когда объект фотографируется несколько раз с различной экспозицией, а потом полученные снимки сводят в одну фотографию на компьютере. В итоге на HDR-фото светлые участки не засвечены, а темные – не затемненные.
Но если объект будет двигаться, то HDR может и не сработать. Пользователи постоянно жалуются, что движущиеся объекты на заднем плане в таких фото, как будто распадаются на куски.
Одним из решений этой проблемы стало увеличение мощности процессора, чтобы интервал между снимками был максимально коротким.
Но если будет создана технология, где нужно будет сделать только одно фото – то скорее всего будущее за ней.
«Представьте себе сенсор с пикселями, у которых различная чувствительность. Некоторые из них лучше воспринимают слабо освещенные объекты, а остальные – ярко освещенные. Для того, чтобы декодировать полученные изображения нужно использовать определенные алгоритмы, но так можно получить картинку с чрезвычайно широким диапазоном яркости и цвета –намного больше, чем может воспринять глаз человека».
Если сегодняшняя технология HDR перестанет быть модной, для серийной съемки в паре с компьютерной обработкой будут и другие применения.
В 2012 году американские исследователи показали очень занимательный прием: махая компактной фотокамерой вокруг объекта, фотограф сделал пару сотен фотографий.
Потом на основе этих снимков на компьютере была создана карта светового поля, что позволило фотографу посмотреть на объект с различных сторон и выбрать необходимый ракурс уже после совершения съемки.
Еще один способ – это компьютерная обработка двух фотографий, которые были сделаны со вспышкой и без нее с минимальным интервалом.
«С их помощью есть возможность увидеть, где лежат тени», — рассказывает доктор Мартин Тернер.
Компания Microsoft уже запатентовала данную идею. Там утверждают, что эта новинка позволит улучшить цветной баланс фотоснимка, убрать эффект красных глаз и резкие тени, которые образуются от вспышки.
В итоге вы будете иметь фото, которое будет умеренно освещенным, где будут видны все детали и будет отсутствовать «шум».
С вычислительной фотографией много экспериментов проводится в Университете Стэнфорда: например, тут разработали способ «видеть» через толпу и деревья.
Поставив несколько десятков камер в разных местах и обработав полученные снимки, исследователи добились максимального размытия объектов, которые заслоняли основной объект. Эти лишние объекты становятся прозрачными.
Разработчики говорят, что данная технология может применяться в системах видеонаблюдения.
«Для создания такого комплекса камер, им потребовалось два миллиона долларов, а для их управления – команда аспирантов», рассказывает профессор Джек Тамблин. – Это отличная лабораторная разработка, но она не очень практичная».
Профессор Тамблин на данный момент работает на бюджетной версией этой системы, для которой будет достаточно только одной камеры.
Он верит, что если сделать кучу снимков с различных позиций, зафиксировав точное расположение камеры во время каждого снимка, то компьютер удалит с конечной фотографии ненужные объекты. Проблема заключается только в том, чтобы эта технология смогла сделать фото, объект должен быть неподвижен.
Наверное, самый большой потенциал компьютерной фотографии не в зрелищных эффектах, а в том, чтобы сделать двумерные изображения совершенными.
Одно из направлений в этой области – это проблема, как сделать высококачественное фото без применения профессионального объектива с несколькими линзами.
Идея состоит в том, чтобы перестать сражаться с недостатками изображения, которое попадает на датчик, а вместо этого провести анализ недостатков и исправить их с помощью ПО.
Еще один способ – это сделать серию быстрых фотоснимков, каждый раз смещая датчик на долю пикселя, и на основании полученной информации сформировать изображение с супер разрешением.
Такой технологией уже пользуется компания Hasselbad в одной из своих камер из премиум сегмента: с помощью ее 50 мегапиксельного сенсора можно сделать фото с разрешением 200 мегапикселей.
Помимо этого, некоторые считают, что проблема дрожащих рук решается созданием гибридного устройства, которое одновременно снимает обычные фотоснимки и высокоскоростное видео.
«Цель этой технологии состоит в том, чтобы точно измерять, каким образом была размыта фотография, — рассказывает профессор Тамблин. – Если видео фокусируется на определенном ярком пятне, с помощью этого можно пронаблюдать за траекторией движения камеры. Следовательно, можно будет исправить размытость, появившуюся в результате дрожания рук».