Сперва снимай, а потом фокусируй

Расплывчатые снимки могут стать воспоминанием из прошлого, если будет разработана цифровая телекамера, которая перефокусирует фотографии после того, как их уже сняли. Такая телекамера будет полезна для снимков, полученных в движении, вроде тех, которые делают спортивные фотографы, или же для камер видеонаблюдения, которые часто фиксируют нечеткие изображения из-за плохого освещения.

В обычной цифровой телекамере матрица изображения, расположенная позади линзы, записывает уровень освещения, который получает каждый пиксел на ее поверхности. Если лучи света, которые попадают на матрицу, не находятся в фокусе, изображение будет расплывчатым.

Пэт Хэнрахэн и его команда в университете Стэнфорда рассчитали, как регулировать лучи света после того, как они достигли телекамеры. Между основной линзой и матрицей изображения они вставили пластину из 90 000 линз. Каждая линза имеет диаметр 125 микрометров. При этом записывается как угол падения света на каждую отдельную линзу, так и само количество света, которое приносит каждый луч.
Используя программное обеспечение, можно регулировать эти значения для каждой отдельной микролинзы. Это позволит восстанавливать изображение, делая его таким, каким оно было бы, если бы оптическую систему как следует сфокусировали. Это также значит, что можно перефокусировать любую часть изображения, а не только главный план.

Подобное трассирование лучей исключает обычную зависимость между размером апертуры, который управляет количеством света, поступающим в телекамеру, и глубиной резкости кадра. Если освещение плохое (диафрагма открыта), то большая апертура пропустит достаточное количество света в телекамеру для того, чтобы получилось четкое, светлое изображение. Но законы оптики подразумевают, что в фокусе окажется только та часть изображения, которая находится непосредственно перед телекамерой.

Система Хэнрахэна была бы особенно полезной для камер видеонаблюдения, которые должны работать ночью и фокусироваться на объектах, находящихся на различных расстояниях от телекамеры.

Хотите знать больше?