Камера без объектива и HDR-сенсор: каким будет будущее фотографии

lensless-eternalcamera

Для фотосъёмки, как и сто лет назад, требуется объектив, диафрагма, светонепроницаемая камера и светочувствительный материал. Но, возможно, скоро это изменится — благодаря вычислительной фотографии.

Основная идея вычислительной фотографии в том, чтобы фиксировать не само изображение, а визуальные данные, по которым с помощью программного обеспечения восстанавливается картинка. Это означает, что камере больше не будет нужен объектив: визуальные данные можно будет собирать с помощью микроскопической решетки или стеклянной сферы, преломляющей свет.

Гигапиксельные камеры, к примеру, могут использовать пять датчиков, чтобы зафиксировать поток света, проходящий через стеклянную сферу. Имея данные о том, как именно свет проходит сквозь сферу и под каким углом попадает на датчики, с помощью специального алгоритма можно восстановить изображение.

Эта технология уже используется в некоторых современных смартфонах. Так, инженер Шри Наяр из Колумбийского университета в Нью-Йорке разработал датчики высокого динамического диапазона — один из способов применения вычислительной фотографии. Схожие по принципу работы, но иные по конструкции датчики HDR применяются в линейке смартфонов Sony Xperia.

Традиционная матрица делает все пиксели одинаковыми. Датчик Наяра же позволяет получить пиксели с разной световой восприимчивостью. То есть, например, если некоторые из них оказываются передержанными, окружающие пиксели смогут восстановить потерянные детали изображения.

lensless-camera-gigapixelproto

Кроме того, в лаборатории, где работает Шри Наяр (Shree K. Nayar), разработали «вечную» камеру. Она получает питание от света, получаемого при фотографировании, потому что датчики в ней сделаны на базе тех же деталей, из которых изготавливают солнечные батареи. Если она будет находиться в хорошо освещенной комнате и делать каждую секунду по снимку, то сможет работать вечно. Подобная технология может продлить срок службы батареи удаленных камер и смартфонов при фотографировании.

А группа инженеров из компании Rambus уже разработала камеру толщиной менее миллиметра. Свет, проходящий через ее микроскопическую решетку, попадает на матрицу; полученные данные с помощью программы преобразуются в изображение. Но полученная картинка не фотография в привычном нам смысле. Она предназначена не для запечатления образов, а для выполнения определенных служебных функций, например считывания QR-кодов или распознавания лиц для разблокировки мобильных телефонов.