Технологии, които ще променят цифровата фотография завинаги

Фотографията като техника, форма на изкуство, хоби (за някои – мания) съществува вече повече от 180 години. Почти през половината от това време тя е и цифрова. За този близо един век вълна след вълна технологични иновации превърнаха артистичното „рисуване със светлина” в ежедневие, а фотоапаратите – в едно от най-широко разпространените човешки изобретения.

Днес дигитални камери ще намерите навсякъде – от геостационарните сателити до мобилните телефони. Което, разбира се, не означава, че това е краят – напротив. Макар че скоро ще навърши две столетия, фотографията не спира да се развива, да става все по-достъпна и да предлага все по-впечатляващи възможности за творческа изява. Ето няколко примера за технологии, които днес може да звучат като научна фантастика, но утре ще променят драстично начина, по който снимаме.
 

Застинало движение
Колкото и съвършени да са актуалните в момента цифрови фотоапарати, те все още не могат да елиминират напълно така наречения motion blur – замазването, което възниква при запечатване в кадър на бързо движещ се обект или причинено от естествените движения на ръката, която ги държи.

Именно на справянето с този проблем се е посветил екипът учени, ръководени от доктор Анат Левин от Масачузетския технологичен институт. Те са разработили камера, която се движи заедно с обекта по време на щракване на затвора. По този начин първоначално серията заснети кадри са дори още по-размазани от обичайното. Но тъй като степента на „замазване” се управлява от самата камера, във финалния си вариант заснетото изображение може да се изчисти бързо и лесно до кристално чиста, безупречно фокусирана снимка.

Снимки на бързо движещи се обекти без размазване - тайната е в специалния роботизиран триножник, на който се монтира фотоапарата.

Тайната е в специалния роботизиран триножник, на който се монтира фотоапаратът – интересно приспособление, което освен това може да се използва и за заснемането на панорамни кадри с невероятно ниво на детайла.

Довиждане, отблясъци
Става дума за ярките петна, причинявани от силни източници на светлина (най-често слънцето). Понякога те целенасочено се включват в кадър, за да придадат по-драматичен изглед на снимката, но обикновено присъствието им чисто и просто я съсипва.
Група учени от изследователските лаборатории на Mitsubishi Electric и университета в Кеймбридж начело с доктор Рамеш Раскар са се заели с разработката на технология, която ще изличи досадните отблясъци от нашите снимки завинаги.

Те са разработили специален филтър, който се поставя между обектива и сензора на камерата. Той представлява мрежа от много ситни кръгли отвори, всеки от които действа като миниатюрна „камера обскура”, насочвайки микроскопична част от уловената през обектива светлина към сензора на фотоапарата. По този начин запечатаният от него кадър на практика е съставен от стотици, хиляди малки точки.

Светлинните отблясъци от снимката се премахват с помощта на специален мрежест филтър, създаващ ефект пособен на множество "pinhole" камери.

Макар да изглежда прост, този метод елиминира изцяло отблясъците, но филтрираната светлина предизвиква десетки миниатюрни светли петънца (вместо няколко по-големи), които впоследствие могат да бъдат изчистени светкавично от специален софтуер. За момента единственият по-сериозен недостатък на тази технология е, че тя ограничава разделителната способност на финалния кадър до броя на точките на използвания филтър, но учените смятат, че това е лесно отстраним дефект.

Камера с един пиксел
През последните няколко години мерило за качеството на цифровите камери е броят на пикселите (или най-често мегапикселите), които техните сензори запечатват – екстра, върху която маркетинговите отдели на компаниите, произвеждащи фототехника, много обичат да акцентират. Естествено всеки добре запознат с технологията фотограф знае, че повече пиксели не означава автоматично и по-високо качество на изображението – дори понякога води до точно обратния ефект – повишава нивото на привнесен шум и влошава кадъра.

Явно Ричард Барануик и Кевин Кели от Rice University в Хюстън мислят по същия начин, защото са разработили революционна камера, чийто сензор на практика има само един пиксел!

Тя е изградена от мрежа миниатюрни огледала, поставена на мястото, където при традиционните цифрови фотоапарати е разположен сензорът. Всяко едно огледало насочва светлината върху единствения пиксел на сензора – процес, който се повтаря до 200 000 пъти само за части от секундата. По този начин се генерира масив от данни, които се обработват с помощта на сложен математически алгоритъм и могат да бъдат екстраполирани до изображение с повече на брой пиксели, отколкото реално запечатаните от сензора.

Масив от микро - огледала, комплексен математически алгортитъм за екстраполация на финалното изображение и воала! Имаме си еднопикселов фотоапарат!

Двамата учени сравняват създадения от тях метод с решаването на судоку: човек може с лекота да попълни таблица от общо 81 квадрата дори ако първоначално разполага само с няколко изходни числа, понеже предварително знае какви са „правилата на играта”.

Да заснемеш невидимото
Трудно се снима през непрогледна облачна покривка или вода, нали? Особен проблем това представлява за сателитите, които следят земната повърхност от орбита, но за т.нар. „квантови камери” това не е никаква трудност.

Група учени от университета в Мериленд неотдавна съобщиха, че са създали прототип на подобна камера, използваща квантовия ефект, свързващ двойка фотони.

Специален „разделител” насочва фотоните от единичен източник на светлина в два самостоятелни лъча – единият по посока на фотосензора, а другият към обекта, който ще се заснема. Всеки член на двойката заема определена позиция в лъча, към който принадлежи, и тези позиции кореспондират по определен начин. Точно затова от поведението на едната частица може да се съди за поведението на другата. Така изображение може да се формира дори и без да има пряка видимост към обекта, който се заснема.

Камера използваща квантовият ефект на фотонните двойки може да направи революция в сферата на сателитното наблюдание, тъй като снима през плътна пелена от облаци или мъгла.

Според учените базираните на този квантов принцип камери могат да направят революция в сферата на сателитното наблюдение, като позволят да се заснемат обекти, намиращи се под плътна пелена от облаци или обвити в мъгла.

Снимай сега – фокусирай по-късно
Едно от най-новите и революционни постижения на съвременните фотографски технологии е дело на малка компания, базирана в Калифорния, САЩ. Тя се нарича Lytro и твърди, че е разработила и патентовала метод за цифрово заснемане, който не изисква от потребителя предварително фокусиране върху конкретен обект.

Тъй като Lytro снимките запечатват цялата, а не само част от светлината, отразена от обекта, те могат да се манипулират „пост фактум” по желание на фотографа. Така той може бързо да щракне няколко кадъра, а по-късно с помощта на компютър и специален софтуер да избере коя точно част от снимката да е на фокус.

Технология за улаване на просто на отразена светлина, а на "светлинното поле" на сниманият обект. Позволява пост фактум да променяте фокуса на изображението.

Незабавна красота
Всички знаем как се коригират зле изглеждащи снимки: с вездесъщия Photoshop. Днес някои от професионалните фотографи дори го наричат „цифровата тъмна стаичка” и задължително всички заснети от тях кадри минават през обработка.

Боравенето с комплексен, изключително богат на функции продукт като Adobe Photoshop обаче изисква сериозни познания и умения, а и доста време. За да направят този процес по-достъпен за широката публика, група софтуерни разработчици от Тел Авив са създали уникална програма, която създава страхотни снимки буквално за секунди.

Базиран върху фиксирани критерии за привлекателност, тази уникална програма може да ви направи да изглеждате по красиви (на снимка разбира се) само с няколко клика на мишката.

За момента тя е строго специализирана и борави само с портретни снимки. Тайната й се крие в набор от базови характеристики, които правят едно лице привлекателно, установени с помощта на група доброволци, оценявали привлекателността на повече от 200 портрета. Това, което на практика прави програмата на израелците, е да променя автоматично заснетата от вас фотография така, че лицето на нея да пасва максимално добре на представата за „красота”. Ефектът е достатъчно изкусен, че човекът на снимката да разпознае сам себе си, но и в същото време да се възприема като „по-хубав”.

Снимки в три измерения
Днес 3D е навсякъде. Стереоскопичните ефекти са новата мода във филмовата и игралната индустрия, а по всичко личи, че скоро ще завладеят и сферата на цифровата фотография.

Един от пионерите в превръщането на скучните, плоски, двуизмерни фотографии в бляскави 3D изображения е екипът на Microsoft Research, локализиран в Редмънт, Вашингтон.

Онлайн софтуер, който ще ви помогне да превърнете скучните си, двуизмерни фотографии във впечатляващи 3D изображения.

Венецът на техните усилия се нарича Photosynth – софтуер, който комбинира няколко снимки на един и същ обект, щракнат от различна перспектива, в едно впечатляващо реалистично 3D изображение.