Коллектив Авторов - Цифровой журнал «Компьютерра» № 168

В семидесятые годы множество исследований в области автостереоскопии, световых полей и «интегральной фотографии» проводил советский учёный Ю.А. Дудников.

Одним из ведущих современных исследователей пленоптики считается главный инженер Qualcomm, участник разработки Adobe Photoshop, Тодор Георгиев, на сайтекоторого интересующиеся могут найти массу ссылок, касающихся этой технологии.

Многолетняя отработка теории уже подготовила почву для массового коммерческого использования пленоптической фотографии и видео, но сначала поговорим о том, какие практические преимущества даст их использование.

Фотоснимок, полученный при помощи пленоптической камеры, содержит в себе сведения о координатах объектов в трёхмерном пространстве, а это означает, что он позволяет построить объёмную 3D-модель таких объектов. Вероятно, этих данных будет мало для «распечатки» модели на 3D-принтере, но вполне достаточно, например, для создания 3D-портрета. Очевидно, что такая технология очень пригодится в охранных системах, поскольку на основе данных с камер слежения появится возможность получить намного больше сведений о наблюдаемых людях, включая их точные антропометрические показатели.

Вторая важная функция пленоптики — возможность изменять фокусировку уже на отснятом материале и даже менять углы обзора за счёт всё той же информации о координатах объектов в пространстве. Для получения качественной картинки в реальном времени требуется матрица высокого разрешения и мощная вычислительная система, но для современных технологий это уже не проблема. Что же касается обработки на компьютере, то мы сможем с такой же лёгкостью наводить на резкость в «Фотошопе», как мы сейчас корректируем баланс белого.

И, конечно, самым эффектным будет применение пленоптических камер при съёмке кинофильмов. При этом любой зритель — при наличии соответствующего декодера — сможет посмотреть свою уникальную версию такого кино, изменяя ракурсы просмотра, наводя камеру на интересующие объекты и произвольно меняя резкость. При необходимости из пленоптической записи без проблем можно выделить стереоскопическую — с некоторым ограничением возможностей фокусировки и изменения ракурсов.

Один из первых примеров коммерческого использования пленоптических технологий — компактный фотоаппарат Lytro Light Field Camera, представленный в 2012 году американской компанией Lytro. В этом устройстве реализована схема так называемой сфокусированной пленоптической камеры, в которой после объектива устанавливается массив микролинз, через которые изображение попадает на матрицу. Специалисты считают, что камеры подобного типа идеально подходят для смартфонов и других портативных гаджетов, поскольку им в принципе не требуется система фокусировки.

http://www.youtube.com/watch?v=7babcK2GH3I?hl=en_US

Всего за $400 вы получаете компактный фотоаппарат, способный делать «живые» снимки в формате LPF с разрешением 11 «мегалучей», а фактически — около 1 мегапикселя. Примеры таких фотографий выложены на сайте производителя: одним движением мышки на них можно изменять фокусировку, наводясь на тот или иной объект. Выглядит чрезвычайно эффектно, но разрешение снимков, мягко говоря, пока маловато. Камера оснащается 8 или 16 Гбайтами памяти и комплектуется специальным программным обеспечиванием для просмотра и обработки снимков.

Немецкая компания Raytrixвыпускает и продаёт пленоптические камеры, построенные по той же схеме, что и Lytro, только гораздо более высокого класса. Камеры светового поля этой фирмы предназначены для профессионального использования, в частности, для оптического контроля качества, научных и медицинских исследований, макросъёмки, спортивной фотографии и охранных систем, в том числе с функцией распознавания лиц.

Флагманская модель Raytrix-R29 3D lightfield-camera работает с разрешением 29 «мегалучей», что эквивалентно примерно 7,25 мегапикселям в 2D, комплектуется модифицированной 29-мегапиксельной ПЗС-матрицей и специальным программным обеспечением для просмотра и обработки снимков и видео. Максимальная частота съёмки видео — скромные 5 кадров в секунду, но у Raytrix есть и намного более скоростные модели: Raytrix-R5 снимает с частотой от 25 до 180 fps, но с разрешением всего 4,2 «мегалуча» или до 1 мегапикселя. Получаемая картинка может обрабатываться в реальном времени на компьютерах с графическими ускорителями NVIDIA с поддержкой технологии параллельных вычислений CUDA.