Plenoptický fotoaparát

Plenoptický fotoaparát je speciálně postavený digitální fotoaparát, který dokáže zachytit trojrozměrné (3D) světelné pole scény, a umožňuje tak uživatelům mimo jiné měnit rovinu zaostření dodatečně po pořízení snímku.[1] Na rozdíl od klasických fotoaparátů, které zaznamenají scénu dvojrozměrně a informace o prostoru ztrácí, se u 3D světelného pole zaznamenává na obrazovém snímači nejen poloha a intenzita světelného paprsku, jako ve standardním snímku, ale také směr, ze kterého tento paprsek přichází. To je možné díky poli mikročoček před obrazovým snímačem. Každá mikročočka má proto vlastní vyhrazené snímací pole, např. 200 pixelů. Tak se jedná o mikroplošné snímky složené v celkové ploše plenoptického snímku. Proto se označuje jako 4D (resp. 4-D) snímek, obraz a kamera.

Fotoaparát Lytro zepředu a zezadu, je vidět objektiv a dotyková LCD obrazovka
Fotografování s fotoaparátem Lytro
Plenoptická funkce ve 3D prostoru zaznamenává pozici (x,y,z) a směr (θ,φ)

Zvláštními vlastnostmi plenoptického fotoaparátu je velmi vysoká maximální hloubka ostrosti, není zapotřebí čekat na zaostření a ostrost objektů na pořízeném snímku lze upravit později. Z obrazových dat lze určit informace o prostoru, takže lze fotoaparát použít i jako kameru trojrozměrných snímků.

„ Plenoptické fotografické kamery jsou novým typem fotoaparátů, které dramaticky mění fotografii poprvé od 19. století.[2] “
— server TechCrunch, 2011

Citát dokládá nadšení z nových a očekávání dalších budoucích možností. Neprávem přitom ovšem pomíjí význam několika revolucí v dějinách fotografie během 20. století, jako byly použití objektivů včetně transfokačních, přechod na negativ a pozitiv s použitím filmu, barevnou a okamžitou fotografii nebo digitalizaci – nejdříve tisku a později i fotopřístrojů, o vzniku filmu ani nemluvě. To nic nemění na tom, že se dalším rozpracováním může zařadit k takovým převratným novinkám z minulosti.

Technologie

Fotografie s využitím světelného pole (známá jako plenoptická fotografie) zachycuje veškeré dostupné světlo ve scéně a jdoucí ve všech směrech.[3] To funguje na principu složeného oka hmyzu tak, že se hlavní obraz rozdělí řadou mikročoček nad obrazovým snímačem.[4][5] Tato čidla zachytávají světlo z různých zdrojů a směrů. Software fotoaparátu pak využívá tyto údaje k určení směrů příchozích světelných paprsků.[6]

„ Všiml jsem si, jak je neuvěřitelně obtížné zaostřit správně obraz a ve správnou chvíli zachytit letmý úsměv dcery mého přítele.[7] “
— Ren Ng

Přednosti plenoptického fotoaparátu

  • Přeostření: Uživatelé mají možnost určovat rovinu ostrosti (zaostření) obrázků po jejich pořízení.[3][8]
  • Rychlost: Vzhledem k tomu, že není třeba zaostřovat objektiv před pořízením snímku, mohou plenoptické fotoaparáty pořizovat snímky rychleji než konvenční digitální fotoaparáty.[8]
  • Vysoká citlivost: schopnost přizpůsobit zaostření až při dodatečném zpracování umožňuje použít objektiv s větší světelností než je možné u klasických fotoaparátů a umožňuje tak fotografování za zhoršených světelných podmínek bez blesku.[3][8]
  • 3D snímky: Jelikož plenoptický fotoaparát zaznamenává údaje o hloubce (které umožňují měnit rovinu ostrosti), může být z jedné plenoptické fotografie v příslušném programu zkomponována stereofotografie.[9][10]

Negativa

  • Nízké rozlišení: Uživatelé mohou převádět snímky z fotoaparátu Lytro do klasického souboru JPEG s požadovanou rovinou ostrosti. Výsledný obraz je ale 1080 × 1080 pixelů – zhruba 1,2 megapixelu.[11], tedy řádově nižší rozlišení, než při klasickém využití snímače.

Realizace

Tým na Stanfordově univerzitě využívá 16-megapixelový fotoaparát s polem 90 000 mikročoček, což znamená, že každá mikročočka osvětluje asi 175 pixelů.[12][13]

Model společnosti Adobe využívá 19 čoček v kruhovém uspořádání a osvětluje s nimi 100 megapixelový senzor, takže každý obrázek dosahuje asi 5 megapixelové rozlišení.[14]

Plenoptický fotoaparát pro využití v průmyslu a výzkumu, který od roku 2010 komerčně vyrábí německá firma Raytrix, používá čočkový rastr ze tří různých čoček, které se liší ve své ohniskové vzdálenosti. Každá mikročočka pokryje tři až šest obrazových bodů na snímači fotoaparátu. Tím je efektivní rozlišení fotoaparátu jen třikrát až šestkrát menší než rozlišení snímacího čipu.[15]

Fotoaparáty pro spotřebitelské použití na americkém trhu vyrábí od poloviny roku 2011 firma Lytro, Inc.[8][16] Fotoaparát stejného jména je zkonstruován jako hranol s čtvercovým průřezem, asi 12 centimetrů dlouhý, s objektivem na jednom konci a LCD dotykovým displejem na druhé straně.

Odkazy

Související články

Reference
  1. Andrew Couts, Digital Trends. "Lytro: The camera that could change photography forever." June 22, 2011. Retrieved July 21, 2011.
  2. LACY, Sarah. Lytro Launches to Transform Photography with $50M in Venture Funds (TCTV) [online]. TechCrunch [cit. 2011-08-18]. Dostupné online. (anglicky)
  3. GERON, Tomio. Shoot First, Focus Later With Lytro's New Camera Tech. www.forbes.com. Forbes, 21 June 2011. Dostupné online [cit. 19 August 2011]. (anglicky)
  4. COLDEWEY, Devin. Doubts About Lytro’s "Focus Later" Camera [online]. TechCrunch [cit. 2011-08-19]. Dostupné online. (anglicky)
  5. Ned Potter, ABC News. "Lytro Light-Field Camera: Shoot First, Ask Questions Later." December 20, 2011. Retrieved December 20, 2011.
  6. Lars Rehm, DP Review. "CES 2012: Lytro Photowalk." Jan 13, 2012. Retrieved Apr 20, 2012.
  7. BONNINGTON, Christina. Ren Ng Shares His Photographic Vision: Shoot Now, Focus Later. www.wired.com. WIRED, 23 June 2011. Dostupné online [cit. 18 August 2011]. (anglicky)
  8. FRIED, Ina. Meet the Stealthy Start-Up That Aims to Sharpen Focus of Entire Camera Industry [online]. All Things Digital [cit. 2011-06-24]. Dostupné online. (anglicky)
  9. José Manuel Rodríguez-Ramos. 3D imaging and wavefront sensing with a plenoptic objective [online]. SPIE, 1 April 2011. Dostupné online. (anglicky)
  10. Plenoptic lens arrays signal future? [online]. TVB Europe, 23 September 2011. Dostupné online. (anglicky)
  11. GOLDMAN, Joshua. Lytro camera: 5 things to know before you buy [online]. CNET [cit. 2010-12-25]. Dostupné online. (anglicky)
  12. Ren Ng, Marc Levoy, Mathieu Brédif, Gene Duval, Mark Horowitz, Pat Hanrahan. Light Field Photography with a Hand-held Plenoptic Camera [online]. Stanford Tech Report CTSR 2005-02, 2005 [cit. 2011-10-23]. Bericht über die Erstellung und nachträgliche Verarbeitung plenoptischer Kamerabilder. PDF Dostupné online. (anglicky)
  13. Video: Light Field Photography with a Hand-held Plenoptic Camera.
  14. Jonathon Keats, Kris Holland, Gary McLeod. PopSci's How It Works – 100 Megapixel Camera [online]. Popsci.com, 2008-01-17 [cit. 2011-10-23]. Archivní url http://web.archive.org/web/20080117075834/http://www.time4.com/time4/microsites/popsci/howitworks/lightfield_camera.html. Dostupné v archivu pořízeném dne 2008-01-17. (anglicky)
  15. Christian Perwaß, Lennart Wietzke. The Next Generation ofPhotography: An Introduction to Light Field Photography [online]. Raytrix GmbH, 2010-01-00 [cit. 2018-09-02]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2011-02-16.
  16. A Start-Up's Camera Lets You Take Shots First and Focus Later Steve Lohr, New York Times, 2011 June 21

Externí odkazy
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.