Kate Dorn
Стандартные датчики подобно плёнке способны улавливать лишь двухмерное изображение. Объёмное пространство проецируется на плоскость. Компания Lytro первой в мире представила технологию съёмки объёмного изображения при помощи одного единственного датчика. Их технология была названа технологией захвата светового поля. Это открытие позволило захватывать пространство кадра, выбирать точку фокусировки после того, как фотография сделана, изменять значение диафрагмы и даже слегка поворачивать снимок, изменяя перспективу.
Камеры Lytro стоят не дёшево. Модель второго поколения Lytro ILLUM обойдётся примерно в $1300. Если вы спросите у продавца-консультанта как работает камера, скорее всего он не сможет точно ответить на этот вопрос. На сайте Lytro есть описание технических данных камеры и принципа работы, но это всё скрыто в более чем 187 страницах технической документации на английском языке. В целом, вполне понятно, что Light Field Technology не такая уж и простая технология.
Но на самом деле, нам, как рядовым пользователям не нужно знать всех нюансов. Достаточно понимать общие принципы. Поэтому специалисты команды Lytro на понятном языке объяснили, как именно работают их камеры.
Секрет Lytro заключается в двух основных пакетах: массив микролинз и передовое программное обеспечение. Стандартный датчик изображения считывает количество света, который попадает на каждый пиксель и определяет цветовую информацию, но он не знает, откуда свет пришел прежде чем оказаться внутри камеры. Ключевой особенностью Lytro является то, что их аппаратное и программное обеспечение знает точное место происхождения света.
Удивительно то, что датчик изображения, который используется в камерах Lytro – это самый обычный датчик. Такой же, как и во всех остальных камерах. Существенным отличием является массив микролинз.
Массив микролинз на вершине датчика изображения
Этот массив микролинз и есть секрет Lytro. Свет не попадает на всю площадь датчика одинаково. Линзы имеют шестиугольную форму и перенаправляют свет в определённые области сенсора изображения. Именно микролинзы создают различные перспективы. Каждый фотон проходя через определённую линзу приземляется на определённый пиксель. Предварительная калибровка позволяет камере узнать место, в котором свет возник.
Массив микролинз
Разрешение сенсора Lytro измеряется в Мегарэях (Megarays). Это придуманная единица измерения, которая говорит о том, что на вершине датчика находится массив микролинз. Например, Lytro ILLUM имеет разрешение 40 Megaray. На самом деле в камере используется датчик с разрешением 40Мп, который имеет массив 200000 микролинз. При этом итоговое разрешение снимка не будет иметь 40Мп. Всё дело в способе обработки. Датчик разбивается на зоны, каждая из которых содержит определённую информацию. В итоге получается снимок, разрешение которого составляет 4Мп.
Прототипы камеры светового поля
Камера Lytro первого поколения имеет датчик 10Megarays. Её снимки имеют разрешение 1,2Мп.
Второй компонент успеха Lytro – это инновационное программное обеспечение, которое может обрабатывать данные, полученные с датчика. Каждая линза может отличаться от эталона на микроскопическом уровне, а это обязательно приводит к появлению погрешностей в расчёте светового поля. Поэтому каждая система проходит тщательную калибровку.
Камеры Lytro первого поколения
Команда Lytro не хочет раскрывать все свои секреты. Они немного рассказали о процессе калибровки. Камера устанавливается на стенд и в различное время включаются определённые источники света. При этом на программном уровне точно известно их местоположение. Система сравнивает эталонные данные с данными, полученными с датчика камеры и вносит определённые коррективы в программный код.
Сейчас команда Lytro уже разработала обновлённое программное обеспечение, которое позволяет добиваться двойного фокуса, указывать не точку фокусировки и значение диафрагмы, а две точки, между которыми всё будет находиться в зоне резкости. Также ПО Lytro может преобразовывать полученные данные для систем виртуальной реальности, которые активно развиваются.
