Цифровая фотография продолжает развиваться, предлагая множеству любителей и профессионалов все новые и новые возможности. Журналисты NewScientist решили собрать воедино наиболее яркие тенденции в развитии современной цифровой фотографии и оценить перспективы перемен.

Одна из разработок, способная изменить мир фотографии, создана исследователями из Массачусетского технологического института. Анат Левин (Anat Levin) вместе с коллегами разработал механизм, который позволяет бороться с размытием движущихся объектов в кадре. Хотя во многих камерах реализованы стабилизаторы, компенсирующие движение камеры во время съемки, с размытием подвижных объектов эти стабилизаторы справиться не в силах. В основе этого механизма лежит довольно простой принцип – во время съемки камера сначала делает небольшой поворот влево, затем останавливается, а затем возвращается вправо. В результате, в какой-то момент экспозиции объект будет неподвижен относительно камеры. Естественно, конечное изображение будет размытым – но размытым одинаково на всех объектах. Так что небольшая программная обработка позволит быстро убрать размывку и получить четкий кадр.

Разработка группы Рамеша Раскара (Ramesh Raskar) из лаборатории Mitsubishi Electric в том же штате Массачусетс помогает бороться с бликами и паразитным светом, попадающими в объектив камеры. Специальная маска, устанавливаемая между системой линз и сенсором изображения представляет собой пластину, усеянную мельчайшими круглыми отверстиями. При этом каждое отверстие действует в качестве дифракционной линзы, а конечное изображение в области паразитной засветки напоминает эффект «соли с перцем». Специальная программа заполняет засвеченные точки цветом из соседних участков, так что в итоге получается качественный снимок без бликов и паразитного света.

Пример устранения бликов (Фото: Ramesh Raskar/MERL)

Ричард Баранюк (Richard Baraniuk) и Кевин Келли (Kevin Kelly) из университета Райса (Rice University) в г. Хьюстон, штат Техас, США, разработали камеру с однопиксельным сенсором изображения. Множество зеркал, установленных в такой камере, направляют свет от отдельных участков сцены на сенсор, а специальный алгоритм позволяет восстановить полное изображение по собранным данным. Сами авторы однопиксельной камеры считают процесс восстановления изображения похожим на заполнение японских головоломок Судоку. Кроме того, такой подход помогает существенно сократить энергозатраты на получение изображения – в обычных камерах половина собираемых данных отбрасывается в процессе получения готового сжатого файла с изображением.

Пример снимка, сделанного однопиксельной камерой

Для съемки невидимых, в том числе из-за облаков, объектов группа под руководством Янхуа Ши (Yanhua Shih) из Мэрилендского университета создала камеру на основе эффектов квантовой физики. С помощью специального делителя («splitter») луч от снимаемого объекта делится на две части – одна направляется далее в камеру, а другая возвращается в сторону объекта и попадает в фотонный детектор. Если камера регистрирует какой-то фотон одновременно с фотонным детектором, на изображении записывается точка согласно состоянию фотона, зарегистрированного на детекторе. Чтобы получить эти данные, используется эффект «двухфотонной интерференции», который связывает состояния двух удаленных друг от друга фотонов. В результате, на квантовой камере получается достоверное изображение скрытого от камеры объекта, когда в камеру и на детектор попадает более 100 одинаковых пар фотонов. Эта технология может получить широкое применение при съемках поверхности Земли со спутника, только неизвестно, как можно удобно разместить фотонный детектор под облаками.

Пример квантовой фотографии игрушечного солдатика

Дмитрий Битук (Dmitri Bitouk) из Колумбийского университета в Нью-Йорке создал еще одну полезную программу. Если кто-то на групповом фото получился неудачно, эта программа поможет быстро найти в библиотеке фотографа такое же лицо, снятое в таком же ракурсе. В результате получается несколько непохожий на оригинал, но удачный кадр, ведь недоработанные составляющие лиц берутся из фотографий других людей. Для работы программы используется обширная библиотека, насчитывающая более 33 тыс. фотографий. Фактически, с помощью этой программы можно «пересаживать» на снимках лица одних людей другим.

Самой многообещающей новинкой в цифровой фотографии и в способах использования снимков выглядит уже не раз упомянутая на наших страницах технология Photosynth, созданная в лаборатории Microsoft. Эта технология позволяет склеить множество фотографий одного и того же объекта в реалистичную трехмерную панораму.

Полученная панорама позволяет свободно передвигаться по сцене, менять угол зрения и точку наблюдения. Следует заметить, что попробовать технологию Microsoft Photosynth на практике можно уже сейчас – достаточно загрузить необходимые компоненты с сайта.

Colin BARRAS

По страницам интернетизданий материал подготовил Анатолий Листровый