Camera curajoasă nouă Fotografie computațională

Fotografia computațională este un domeniu în curs de dezvoltare care combină elementele fotografiei tradiționale cu procesarea suplimentară efectuată de calculator. Împinge limitele a ceea ce înseamnă cuvântul fotografie. Procesele noi pot depăși limitele unei camere, pot codifica mai multe informații într-un singur fișier decât era posibil anterior sau chiar pot crea noi modalități de înțelegere a imaginilor. În acest articol veți afla despre cele trei domenii principale emergente ale fotografiei computaționale.

Definirea fotografiei digitale tradiționale

Ceea ce ne gândim ca "fotografie digitală" a dominat domeniul fotografiei pentru ultimul deceniu. În ea, camera încearcă să emuleze modul în care funcționează o cameră de filmat. Aceasta este ceea ce voi face referire la fotografia digitală tradițională.

La fiecare nivel, fotografia digitală tradițională trage din predecesorul său de film; de la semnele evidente evidente, cum ar fi designul fizic al camerei - o idee care este doar provocată acum de camerele cu lentile interschimbabile fără oglindă - la ipotezele și conceptele care stau la baza despre modul în care este capturată o imagine.

În filmul de film, lumina intră printr-o lentilă și este proiectată, în funcție de optica și focalizarea specifică a obiectivului, pe film. Particulele sensibile la lumină de pe film reacționează la orice fotoni care cad pe ele, capturând informațiile cât mai aproape de proprietățile lor fizice. Camera nu captează ceea ce fotograful vede, ci surprinde ceea ce vede camera, deși, dacă totul merge bine, aceste două viziuni ar trebui să se potrivească relativ îndeaproape.

Există întotdeauna unele date pierdute sau corupte de procesul fotografic. Dacă obiectivul este focalizat incorect sau dacă un obiectiv cu unghi larg, care introduce distorsiuni, toate aceste trăsături optice vor fi capturate de film. O cameră de filmare captează doar un eșantion mic de informații disponibile.

Fotografia digitală tradițională înlocuiește filmul cu un senzor digital. Fotografiile sensibile la lumină înlocuiesc particulele sensibile la lumină. Camera reacționează în același mod, capturând liniar scena cât mai fidel posibil. Fotonii cad pe senzorul digital și, în funcție de specificul obiectivului, informațiile sunt captate în funcție de rezoluția sa. Există o prelucrare făcută cu informațiile de pe site-urile de fotografiere pentru a dezvolta imaginea finală într-o fotografie care se potrivește experienței noastre de viziune, dar este concepută pentru a face lucrurile la fel de adevărate cu ceea ce a captat camera cât mai mult posibil. Camera nu încearcă să facă imaginea mai mult decât ceea ce a văzut.

"bunicul mingii ochilor", un portret preluat de Deep Dream, de Mark Lewis. CC BY-SA 2.0

Mergând dincolo de fotografiile digitale tradiționale

Deși există motive evidente istorice, tehnologice și artistice, fotografiile digitale tradiționale imită fotografia de film, lucrurile au început să se schimbe în ultimii ani. Presupunerea că o cameră ar trebui să capturarea unei scene cat mai indeaproape a inceput sa fie contestata. În schimb, au fost dezvoltate metode fotografice care utilizează imaginile sau imaginile capturate ca punct de plecare de la care se prelucrează sau se creează imaginea finală.

Ramesh Raskar și Jack Tumblin, cercetători în domeniul fotografiei computaționale de la Institutul de Tehnologie din Massachusetts, au identificat trei faze pentru dezvoltarea domeniului: fotografierea epsilon, care dezvoltă procese prin care camerele pot depăși limitările lor inerente, fotografierea codată, unde imaginea captivă este alterabil după fapt, și fotografia de esență, unde este pusă în discuție chiar conceptul de ceea ce face imaginea.

Epsilon Photography

Spre deosebire de fotografierea codată sau de esență, imaginile capturate folosind tehnici de fotografiere epsilon apar adesea, la suprafață, doar pentru a fi fotografii digitale obișnuite. Sunt luate fotografii multiple și unul sau mai mulți parametri tradiționali ai camerei - focalizarea, distanța focală, viteza obturatorului, diafragma, ISO și altele asemenea - sunt modificate cu o mică valoare între fiecare fotografiere. Fotografiile sunt apoi combinate algoritmic într-o singură imagine în așa fel încât să extindă capacitățile camerei.

Luați, de exemplu, fotografia de înaltă dinamică (HDR), cea mai populară formă de fotografie epsilon. Fotografiile multiple sunt capturate dintr-o singură scenă, fiecare cu o valoare a expunerii diferită. Prin modificarea expunerii, intervalul dinamic al seriei de imagini depășește cu mult imaginea camerei. Imaginile sub-expuse au mai multe detalii deosebite, iar fotografiile supraexpuse oferă mai multe detalii de umbre decât ar putea captura camera într-un singur cadru.

Când imaginile sunt combinate, imaginea finală reflectă intervalul dinamic al seriei, nu camera. În afară de asta, apare ca o fotografie digitală obișnuită.

HDR nu este singura tehnică de fotografie epsilon. Orice alt parametru poate fi variat pentru a crea "imagini imposibile" care au, de exemplu, o adâncime mai mare a câmpului decât ar putea înregistra eventual orice cameră.

Fotografiere codificată

În timp ce fotografia epsilon urmărește să extindă modul în care camera poate reprezenta o scenă, fotografia codată încearcă să codifice cât mai multe informații disponibile într-o singură fotografie. În cazul fotografiei codate, limba tradițională a fotografiei începe să devină inadecvată. O fotografie codată conține mult mai multe informații decât poate fi reprezentată cu o singură imagine, în schimb, ea poate fi decodificată pentru a recrea scenariul în moduri diferite. Cu alte cuvinte, singura fotografie conține mai mult de o singură imagine posibilă.

Fotografiile cu câmpuri luminoase reprezintă o zonă a fotografiei codificate care a fost explorată comercial în ultimii ani. O cameră foto de câmp, cum ar fi una de la Lytro, captează scena din mai multe puncte de vedere, fiecare având planuri diferite de focalizare folosind o gamă de lentile mici. Informațiile din capturile rezultate sunt codificate într-un singur fișier de fotografie.

O imagine realizată cu o cameră Lytro care combină mai multe planuri focale. Imagine: Lytro.

În post-producție, informațiile din fișier pot fi decodificate în orice număr de imagini posibile. Ca un eșantion semnificativ al tuturor planurilor posibile de focalizare sunt înregistrate, punctul focal aparent al imaginii poate fi schimbat. În mod similar, cu o prelucrare mai avansată, deoarece poziția relativă a fiecărui obiect din fotografie poate fi triangulată, fundul, mediul și fundalul pot fi trase inteligent din diferite fotografii. Subiectul fotografiei poate părea că a fost capturat la f / 16 în timp ce fundalul este redus la tipul de bokeh pe care l-ați obține dacă ar fi fost împușcat la f / 1,8.

Camera Microsoft Kinect care detectează poziția mâinilor. Imagine statică din filmul "Kinect Depth Change Threshold Test" de Charles Hutchins. CC BY 2.0

Un alt tip de fotografie codificat utilizează expuneri multiple, fie ale unui subiect la intervale cunoscute, fie cu mai multe camere, pentru a compara sau combina imaginile și a interpola noi informații. De exemplu, cu un subiect în mișcare și o cameră statică, viteza relativă a subiectului din imagini poate fi apoi calculată și toată blurul de mișcare eliminat din fotografia rezultată. Cu un obiect static și o cameră în mișcare (sau mai multe camere sincronizate), poate fi calculată o scanare tridimensională a subiectului. Acesta este modul în care capul eroului dvs. preferat de sport îl transformă într-un corp digital în jocuri video. Camera Microsoft Kinect și Google Maps sunt două proiecte de fotografiere codate în profiluri înalte.

Tehnicile de fotografiere codificate au un obicei amuzant de îndoire, dacă nu de rupere, ideea cadrului. De la începutul fotografiei, fotografiile au fost delimitate fie de caderea marginii cercului imaginii obiectivului, fie de un cadru arbitrar. Acesta nu este modul în care vedem ochii noștri, dar am învățat să înțelegem imaginile fotografice ca imagini statice, imuabile cu granițe ferme. Fotografia codificată erodează această ipoteză.

Fotografie de esență

În timp ce fotografia epsilon și codificată încearcă să înregistreze scena într-o manieră compatibilă cu modul în care ochiul uman vede lucrurile, fotografia de esență ignoră ideea de a emula viziunea biologică. În schimb, fotografia de esență joacă în moduri diferite prin care informațiile dintr-o scenă pot fi înțelese și reprezentate.

Proiectul Google Deep Dream, care a luat Internetul de furtuna la inceputul acestui an, este un exemplu distractiv de fotografie de esenta. Deep Dream funcționează luând o imagine de bază și analizând caracteristicile sale pentru modelele țintă. Secțiunile imaginii care se potrivesc cel mai bine cu obiectivele sunt transformate într-o formă mai apropiată de ele. Imaginea rezultată este rulată din nou și din nou pentru a obține versiunea finală.

O imagine a mea care a fost rulată prin programul Google Deep Dream. Se pare că a încercat să se potrivească cu un fel de pasăre.

Unele procese de fotografiere esențiale mai puțin fantastice ar putea fi deja la îndemână. Acest tip de algoritm conferă funcții de recunoaștere a aspectului facial în Adobe Lightroom, pe Facebook și în multe alte locuri.

În următorii câțiva ani vor exista mai multe și mai profunde evoluții în fotografia esențială. Computerele se vor îmbunătăți la tragerea și transformarea informațiilor de la fotografii de bază. Mai mult decât orice altă zonă de fotografie computatională, fotografia de esență are potențialul de a transforma felul în care vorbim despre fotografii și de a permite noi moduri de exprimare artistică.

Camera curajoasă nouă

Fotografia computațională este un domeniu în curs de dezvoltare care provoacă însăși definiția fotografiei. Fotografia digitală tradițională este preocupată de modalități tot mai credincioase de recreare a fotografiei de film cu un senzor digital în locul halogenului de argint. Domeniul fotografiei computerizate creează noi modalități de realizare a imaginii, care reprezintă reprezentări ale experienței noastre prin intermediul mașinilor. Aceasta este o mare schimbare.

Tehnicile în domeniul fotografiei computerizate variază de la simpla combinare a mai multor imagini care depășesc limitele unei camere de filmare la dezvoltarea unor metode noi de analiză și prelucrare a imaginilor. În acest articol am abordat pe scurt câteva dintre numeroasele zone interesante ale domeniului. În timp ce unele dintre aceste noi tehnologii pot părea astăzi un pic înfricoșător, progresele pe care le prezintă sunt primele schimbări reale ale fotografiei într-un timp foarte îndelungat, poate de la inventarea camerei de film portabile de 35 mm.

Va dispărea fotografia digitală tradițională? Improbabil. Oamenii se bucură încă să ia fotografii cu film, chiar! Îi place experiența creativă, tehnologică și socială a fotografierii cu camerele tradiționale. Fotografia digitală tradițională nu arată nici un semn de încetinire.

Cu toate acestea, aceste noi tehnologii au potențialul de a schimba modul în care ne gândim la fotografie la fundațiile sale. Acestea vor modifica modul în care definim camerele și imaginile. În unele moduri, fotografia computațională are deja. HDR, deși este mult răutăcioasă de tradiționaliști, este populară, deoarece poate capta mult mai multe informații decât o simplă expunere unică. Hărțile Google Street Street au modificat modul în care ne gândim și navigăm în lume. Nu știm încă cât de multă fotografie computațională va schimba lumea.

Un lucru, totuși, este clar: a sosit fotografia digitală. Nu sunt doar pixeli în locul argintului; este ceva cu totul nou.