Računalna fotografija spremna je za krupni plan

Više od 87 milijuna Amerikanaca putovalo je u inozemstvo u 2017. godini, što je rekordan broj prema američkom Nacionalnom uredu za putovanja i turizam. Ako ste bili među njima, možda ste posjetili odredište kao što su Stonehenge, Taj Mahal, zaljev Ha Long ili Veliki kineski zid. A možda ste telefonom koristili za snimanje panorame, možda se čak i cijelim putem okretali telefonom za snimanje super širokog pogleda na krajolik od 360 stupnjeva.

Ako ste bili uspješni - znači nije bilo neskladnih odjeljaka, vinjetiranja ili promjene boja - tada ste doživjeli jednostavan, ali učinkovit primjer računalne fotografije. Ali u posljednjih nekoliko godina, računalna se fotografija proširila izvan tako uske uporabe. To nam ne može dati samo drugačiju perspektivu u fotografiji, nego i promijeniti način na koji gledamo na naš svijet.

Što je računalna fotografija?

Marc Levoy, profesor informatike (emeritus) na Sveučilištu Stanford, glavni inženjer na Googleu i jedan od pionira u ovom nastajanju, računalnu je fotografiju definirao kao niz "računalnih tehnika snimanja koje poboljšavaju ili proširuju mogućnosti digitalne fotografije izlaz je obična fotografija, ali ona koju tradicionalni fotoaparat nije mogao snimiti."

Prema Joshu Haftelu, glavnom menadžeru proizvoda u Adobeu, dodavanje računarskih elemenata tradicionalnoj fotografiji omogućava nove mogućnosti, posebno za slike i softverske kompanije: „Način na koji vidim računalnu fotografiju je to što nam pruža priliku da napravimo dvije stvari. Jedna od a njih je isprobati mnoštvo fizičkih ograničenja koja postoje unutar mobilnih kamera."

Dobar primjer je dobivanje pametnog telefona za simulaciju plitke dubine polja (DOF) - odlika profesionalnog izgleda s obzirom da predmet vizualno odvaja od pozadine. Ono što sprečava kameru na vrlo tankom uređaju, poput telefona, od snimanja slike plitkim DOF-om su zakoni fizike.

"Ne možete plitak dubina polja s stvarno malim senzorom ", kaže Haftel. Ali za veliki senzor potrebna je velika leća. A budući da većina ljudi želi da njihovi telefoni budu ultra tanki, veliki senzor uparen s velikim, glomaznim objektivom nije opcija. Umjesto toga, telefoni su izgrađeni s malim glavnim sočivima i sitnim senzorima, čime se postiže velika dubinska oštrina koja oštro fokusira sve subjekte u blizini i na daljinu.

Haftel kaže da proizvođači pametnih telefona i jednostavnih fotoaparata mogu to nadoknaditi računalnom fotografijom kako bi "varali simulirajući učinak na načine koji zavode oči". Slijedom toga, algoritmi se koriste za određivanje onoga što se smatra pozadinom i onoga što se smatra predznakom. Tada kamera simulira plitki DOF zamagljujući pozadinu.

Drugi način na koji Haftel kaže da se računalna fotografija može koristiti je korištenje novih procesa i tehnika kako bi se pomoglo fotografima da rade tradicionalne alate koje nisu moguće. Haftel navodi HDR (visoki dinamički raspon) kao primjer.

"HDR je mogućnost istodobnog ili brzog uzastopca snimanja više snimaka i njihovo spajanje kako bi se prevladala ograničenja prirodnih sposobnosti senzora." Zapravo, HDR, posebno na mobilnim uređajima, može proširiti raspon tonova izvan onoga što senzor slike može prirodno snimiti, omogućujući vam da zabilježite više detalja u najsvjetlijim svjetlima i najmračnijim sjenama.

Kad se računalna fotografija malo pokaže

Nisu sve implementacije računalne fotografije bile uspješne. Dva odvažna pokušaja bile su kamere Lytro i Light L16: Umjesto kombiniranja tradicionalnih i računalnih značajki fotografije (poput iPhonea, Android telefona i nekih samostalnih kamera), Lytro i Light L16 pokušali su se usredotočiti isključivo na računalnu fotografiju.

Prva koja se našla na tržištu bila je kamera iz svjetlosnog polja Lytro iz 2012. godine koja vam je omogućila podešavanje fokusa fotografije nakon što ste snimili fotografiju. To su učinili snimajući smjer svjetla koji ulazi u kameru, što tradicionalni fotoaparati ne čine. Tehnologija je bila intrigantna, ali kamera je imala problema, uključujući nisku rezoluciju i teško korištenje sučelja.

Također je imao prilično uski slučaj upotrebe. Kao što ističe Dave Etchells, osnivač, izdavač i glavni urednik Imaging Resource-a, „Iako ste bili u mogućnosti fokusirati se nakon činjenice što je u redu, otvor blende bio je tako malen, da niste mogli razlučiti udaljenost osim ako nešto stvarno nije blizu kamere."

Na primjer, recimo da snimate baseball igrača na lokalni baseball dijamant. Možete fotografirati blizu ograde i također uhvatiti igrača preko ograde, čak i ako je daleko. Tada možete lako promijeniti fokus s ograde na uređaj. Ali kako Etchells ističe, "Koliko često zapravo fotografirate takvu fotografiju?"

Najnoviji uređaj koji želi biti samostalna računalna kamera bio je Light L16, pokušaj proizvodnje tanke, prijenosne kamere s kvalitetom slike i performansama uporedo s vrhunskim D-SLR fotoaparatom ili bez ogledala. L16 je dizajniran sa 16 različitih modula objektiva i senzora u jednom tijelu kamere. Snažan ugrađeni softver izgradio bi jednu sliku iz različitih modula.

Etchells je u početku bio impresioniran konceptom Light L16. No kao stvarni proizvod, rekao je, "imao je niz problema".

Na primjer, Svjetlo, kamera i Fotografska tvrtka koja proizvodi Light L16, tvrdila je da bi podaci svih tih malih senzora bili jednaki kao da imaju jedan veliki senzor. "Također su tvrdili da će to biti D-SLR kvaliteta", kaže Etchells. Ali u svojim terenskim testovima, Imaging Resource utvrdio je da to nije slučaj.

Postojala su i druga pitanja, uključujući da su određena područja fotografije imala pretjerani šum, "čak i na svijetlim područjima slike… A dinamičkog raspona praktički nije bilo: Sjene su se odmah spojile", kaže Etchells, što znači da odjeljke fotografija - uključujući uzorke fotografija koje je tvrtka koristila za promociju fotoaparata - u sjeni gotovo da nije bilo detalja.

"Bila je to i samo katastrofa pri slabom svjetlu", kaže Etchells. "To jednostavno nije bio baš dobar fotoaparat."

Što je sljedeće?

Unatoč tim nedostacima, mnoge tvrtke napreduju s novim implementacijama računalne fotografije. U nekim slučajevima zamaglivaju granicu između onoga što se smatra fotografijom i drugih vrsta medija, poput video i VR (virtualna stvarnost).

Na primjer, Google će proširiti aplikaciju Google Photos pomoću AI (umjetna inteligencija) za nove značajke, uključujući obojavanje crno-bijelih fotografija. Microsoft koristi AI u svojoj Pix aplikaciji za iOS kako bi korisnici mogli jednostavno dodavati posjetnice LinkedInu. Facebook će uskoro predstaviti 3D 3D značajku koja je "nova vrsta medija koja ljudima omogućuje snimanje 3D trenutaka na vrijeme pomoću pametnog telefona za dijeljenje na Facebooku." U Adobeovoj aplikaciji Lightroom, fotografi s mobilnih uređaja mogu koristiti HDR značajke i snimanje slika u formatu RAW datoteke.

VR i računalna fotografija

Dok mobilni uređaji, pa čak i samostalne kamere, računalnu fotografiju koriste čak i na intrigantne načine više snažni slučajevi upotrebe dolaze iz svijeta platformi proširene stvarnosti, kao što su VR i AR (proširena stvarnost). Za Jamesa Georgea, izvršnog direktora i suosnivača Scattera, imerzivnog medijskog studija u New Yorku, računalna fotografija je otvaranje novih načina umjetnicima da izraze svoje vizije.

"Na Scatteru računalnu fotografiju vidimo kao jezgru koja omogućava tehnologiju novih kreativnih disciplina koje pokušavamo pionirima… Dodavanje računanja tada bi moglo početi sintetizirati i simulirati neke iste stvari koje naše oči rade s slikama koje mi vidi u našem mozgu ", kaže George.

U osnovi se svodi na inteligenciju. Koristimo svoj mozak za razmišljanje i razumijevanje slika koje opažamo.

"Računala počinju moći gledati u svijet i vidjeti stvari i shvatiti što jesu na isti način kao i mi", kaže George. Dakle, računalna fotografija je "dodani sloj sinteze i inteligencije koji nadilazi samo čisto fotografiranje, ali zapravo počinje simulirati ljudsko iskustvo opažanja nečega".

Način na koji Scatter koristi računsku fotografiju naziva se volumetrijskom fotografijom, što je metoda snimanja predmeta s različitih gledišta, a zatim pomoću softvera za analizu i ponovno stvaranje svih tih gledišta u trodimenzionalnom predstavljanju. (I fotografije i videozapisi mogu biti volumetrijski i izgledaju kao 3D hologrami kojima se možete kretati unutar VR ili AR iskustva.) „Posebno me zanima sposobnost rekonstruiranja stvari u više nego samo u dvodimenzionalnom načinu, kaže George. "U našem sjećanju, ako prođemo kroz razmak , zapravo se možemo prostorno prisjetiti gdje su stvari bile u međusobnim odnosima."

George kaže da Scatter može izvući i stvoriti prikaz prostora koji je "potpuno i slobodno navigacijski, na način na koji biste se kroz njega mogli kretati poput videoigre ili holograma. To je novi medij koji je nastao iz sjecište između videoigara i filmskog stvaralaštva koje računalna fotografija i volumetrijsko filmsko stvaranje omogućavaju."

Kako bi pomogao drugima da proizvode volumetrijsku VR zaštitu, Scatter je razvio DepthKit, softversku aplikaciju koja omogućuje tvorcima filma da iskoriste senzor dubine od kamera poput Microsofta Kinect kao dodatna oprema HD video kamerama. Pritom, DepthKit, CGI i hibridni video-softver, proizvodi realistične 3D obrasce "prikladne za reprodukciju u stvarnom vremenu u virtualnim svjetovima", kaže George.

Scatter je stvorio nekoliko snažnih VR iskustva s DepthKitom koristeći računalnu fotografiju i tehnike volumetrijskog snimanja filmova. U 2014., George je surađivao s Jonathanom Minardom na stvaranju "Cloudsa", dokumentarca koji je istraživao umjetnost koda koji uključuje interaktivnu komponentu. Scatter je u 2017. stvorio VR adaptaciju na temelju filma Zero Days , koristeći VR kako bi publici pružio jedinstvenu perspektivu unutar nevidljivog svijeta cyber rata - da stvari vidi iz perspektive virusa Stuxnet.

Jedan od najmoćnijih projekata koji se odnosi na DepthKit je "Terminal 3", iskustvo proširenog stvarnosti pakistanskog umjetnika Asada J. Malika, koje je premijerno prikazano početkom ove godine na filmskom festivalu TriBeCa. Iskustvo vam omogućuje da se praktično uvučete u cipele američkog pograničnog policajca preko Microsoftovog HoloLensa i ispitate 3D volumetrijski hologram sličan duhovima nekoga tko se čini muslimanom (ima šest znakova s ​​kojima možete intervjuirati).

"Asad je pakistanski porijeklom koji je emigrirao u SAD kako bi pohađao koledž i imao je prilično prilično negativnih iskustava da su ga ispitivali o njegovoj pozadini i zašto je bio tamo. Šokiran tim iskustvom, stvorio je 'Terminal 3'", kaže George.

Jedan od ključeva onog što iskustvo čini tako uvjerljivim jest to što je Malik-ov tim iz 1RIC-a, svog studija proširene stvarnosti, koristio DepthKit za pretvaranje video zapisa u volumetrijske holograme, koji se zatim mogu uvesti u motore video igara u stvarnom vremenu kao što su Unity ili 3D grafički alati kao što su Maya i Cinema 4D. Dodavanjem podataka senzora dubine iz Kinect-a u D-SLR videozapis kako bi se pravilno pozicionirao hologram unutar AR virtualnog prostora, softver DepthKit pretvara video u računalna video. Crno-bijela kontrolna ploča koristi se za kalibraciju D-SLR-a i Kinect-a zajedno, a obje kamere mogu se istovremeno koristiti za snimanje volumetrijskih fotografija i video zapisa.

• 10 Brzi savjeti za ispravljanje vaših loših fotografija 10 Brzi savjeti za ispravljanje vaših loših fotografija
• 10 savjeta za onkraj osnovne digitalne fotografije 10 savjeta za digitalnu fotografiju
• 10 lakih savjeta i trikova za bolje fotografije pametnih telefona 10 jednostavnih savjeta i trikova za bolje fotografije pametnih telefona

Budući da su ova AR iskustva stvorena pomoću DepthKita slična načinu rada video igara, iskustvo poput "Terminal 3" može stvoriti snažne interaktivne efekte. Na primjer, George kaže da Malik dopušta hologramima da mijenjaju oblik dok ih ispitujete: Ako tijekom ispitivanja vaša pitanja postanu optužujuća, hologram se dematerijalizira i čini se manje ljudskim. "Ali kako počnete prizivati ​​biografiju osobe, njezina vlastita iskustva i njihove vrijednosti, " kaže George, "hologram se zapravo počinje ispunjavati i postaje fotorealističniji."

U stvaranju ovog suptilnog učinka, kaže, možete razmišljati o percepciji ispitivača i kako oni mogu vidjeti osobu "kao samo amblem umjesto stvarne osobe s pravim identitetom i jedinstvenošću". Na neki način to bi moglo pružiti korisnicima veću razinu razumijevanja. "Kroz niz upita, gdje vam je dopušteno da postavite jedno ili drugo pitanje", kaže George, "suočeni ste s vlastitim pristranostima i ujedno s ovom pojedinačnom pričom."

Kao i većina tehnologija u nastajanju, i računalna fotografija doživljava svoj udio u uspjehu i neuspjehu. To znači da neke važne značajke ili čitave tehnologije mogu imati kratak rok trajanja. Uzmimo Lytro: U 2017. godini, neposredno prije nego što je Google kupio tvrtku, Lytro je zatvorio picture.lytro.com, tako da više niste mogli objavljivati ​​slike na web stranicama ili društvenim mrežama. Za one koji ga propuštaju, Panasonic ima značajku fokusiranja nalik na Lytro pod nazivom Post Focus, koju je uključio u razne vrhunske fotoaparate bez zrcala i snimke.

Računalni alati i mogućnosti koje smo vidjeli do sada su samo početak , Mislim da će ovi alati postati puno snažniji, dinamičniji i intuitivniji jer su mobilni uređaji dizajnirani s novijim, svestranijim fotoaparatima i lećama, snažnijim ugrađenim procesorima i većim mogućnostima mrežne mreže. U vrlo skoroj budućnosti možda ćete početi vidjeti prave boje računarske fotografije.