Računalniška fotografija je pripravljena na njeno bližino

Leta 2017 je mednarodno potovalo več kot 87 milijonov Američanov, kar je rekordno število po podatkih ameriškega Nacionalnega urada za potovanja in turizem. Če bi bili med njimi, ste morda obiskali destinacijo, kot so Stonehenge, Taj Mahal, zaliv Ha Long ali Veliki kitajski zid. Morda ste telefon uporabili za snemanje panorame, se morda celo sami vrteli s telefonom, če želite posneti izjemno širok 360-stopinjski pogled na pokrajino.

Če ste bili uspešni - kar pomeni, da ni bilo nobenih neskladnih odsekov, vinjetiranja ali barvnih premikov -, ste izkusili preprost, a učinkovit primer računalniške fotografije. Toda v zadnjih nekaj letih se je računalniška fotografija razširila zunaj tako ozkih uporab. Ne bi nam le lahko dal drugačnega pogleda na fotografijo, ampak tudi spremenil način gledanja na naš svet.

Kaj je računalniška fotografija?

Marc Levoy, profesor računalništva (emeritus) na univerzi Stanford, glavni inženir pri Googlu in eden od pionirjev na tem nastajajočem področju, je računalniško fotografijo opredelil kot raznolikost "računalniške tehnike slikanja, ki izboljšuje ali razširja zmogljivosti digitalne fotografije izhod je običajna fotografija, toda takšne, ki je ne bi mogel posneti tradicionalni fotoaparat."

Po besedah ​​Josha Haftela, glavnega vodje izdelkov pri Adobe-u, dodajanje računskih elementov tradicionalni fotografiji omogoča nove priložnosti, zlasti za slikarska in programska podjetja: "Način, na katerega vidim računalniško fotografijo, je, da nam daje priložnost, da naredimo dve stvari. poskusiti in prikrojiti veliko fizičnih omejitev, ki obstajajo znotraj mobilnih kamer."

Dober primer je pametni telefon, ki simulira plitvo globinsko ostrino (DOF) - značilen znak profesionalne slike, saj predmet vizualno loči od ozadja. Kar preprečuje, da bi kamera na zelo tanki napravi, kot je telefon, lahko zajela sliko s plitkim DOF, so zakoni fizike.

"Ne moreš imeti plitvo globina polja z res majhnim senzorjem, "pravi Haftel. Toda za velik senzor je potreben velik objektiv. In ker večina ljudi želi, da so njihovi telefoni zelo tanki, velik senzor, povezan z veliko, zajetno lečo, ni možnost., telefoni so zgrajeni z majhnimi glavnimi lečami in drobnimi senzorji, kar ustvarja veliko globinsko ostrino, zaradi katere so vsi predmeti v bližini in daleč osredotočeni.

Haftel pravi, da lahko izdelovalci pametnih telefonov in preprostih kamer to nadoknadijo z uporabo računalniške fotografije, da "goljufajo, tako da simulirajo učinek na načine, ki varajo oko." Posledično se algoritmi uporabljajo za določitev, kaj se šteje za ozadje in kaj se obravnava kot osrednji objekt. Nato kamera simulira plitvo DOF tako, da zamegli ozadje.

Drugi način, po katerem Haftel pravi, da je mogoče uporabiti računalniško fotografijo, je uporaba novih procesov in tehnik, s katerimi bi fotografom pomagali, da z običajnimi orodji delajo stvari, ki jih ni mogoče. Haftel kot primer navaja HDR (visok dinamični razpon).

"HDR je sposobnost istočasno ali hitro zaporedoma posneti več posnetkov in jih nato združiti, da bi premagali omejitve naravne sposobnosti senzorja." Pravzaprav lahko HDR, zlasti na mobilnih napravah, razširi obseg tonov zunaj tistega, kar slikovni senzor lahko zajame naravno, in vam omogoča, da zajamete več podrobnosti v najsvetlejših odtenkih in najtemnejših sencah.

Ko računalniška fotografija primanjkuje

Niso bile vse izvedbe računalniške fotografije uspešne. Dva pogumna poskusa sta bila fotoaparata Lytro in Light L16: Namesto da bi mešali tradicionalne in računalniške funkcije fotografij (kot so iPhoni, telefoni Android in nekateri samostojni fotoaparati), sta se Lytro in Light L16 poskušala osredotočiti izključno na računalniško fotografijo.

Prva je na trg prišla leta 2012 s svetlobno kamero Lytro, ki vam je omogočila, da prilagodite fokus fotografije, ko ste posneli posnetek. To je storila s snemanjem smeri svetlobe, ki vstopa v kamero, česar običajne kamere ne počnejo. Tehnologija je bila intrigantna, vendar je imel fotoaparat težave, vključno z nizko ločljivostjo in težko uporabljivim vmesnikom.

Imel je tudi precej ozek primer uporabe. Kot je poudaril Dave Etchells, ustanovitelj, založnik in glavni urednik Imaging Resource, "Čeprav ste se lahko osredotočili po dejstvu, je bila odlika fotoaparata tako majhna, da niste mogli zares razlikovati razdalj razen če je bilo nekaj resnično blizu kamere."

Recimo, recimo, da streljate na igralca bejzbola na lokalni baseball diamant. Lahko se fotografirate blizu ograje in pred ograjo zajamete igralca, tudi če je daleč. Nato preprosto izostavite fokus z ograje na predvajalnik. Toda kot Etchells poudarja: "Kako pogosto dejansko fotografirate tako fotografijo?"

Najnovejša naprava, ki naj bi bila samostojna računalniška kamera, je bila Light L16, poskus izdelave tanke, prenosne kamere s kakovostjo slike in zmogljivostjo na enak način z vrhunskim D-SLR fotoaparatom ali brez ogledala. L16 je bil zasnovan s 16 različnimi moduli objektiva in senzorjev v enem samem ohišju kamere. Zmogljiv programska oprema na krovu bi iz različnih modulov konstruirala eno sliko.

Etchells je bil sprva navdušen nad konceptom Light L16. Toda kot dejanski izdelek je dejal, "da je imel različne težave."

Na primer Svetloba, kamera in fotografsko podjetje, ki izdeluje Light L16, je trdilo, da bi bili podatki iz vseh teh majhnih senzorjev enakovredni enemu velikemu senzorju. "Trdili so tudi, da bo šlo za kakovost D-SLR, " pravi Etchells. Toda v svojih terenskih testih je Imaging Resource ugotovil, da temu ni tako.

Pojavile so se še druge težave, med drugim tudi to, da so določena območja fotografije pretirano hrupela, "tudi na svetlih območjih slike… In dinamičnega razpona praktično ni bilo: Senci so se takoj priklopile, " pravi Etchells, kar pomeni, da v določenih odsekov fotografij - vključno z vzorčnimi fotografijami, ki jih je podjetje uporabljalo za promocijo kamere - v sencah skoraj ni bilo podrobnosti.

"Bila je tudi samo katastrofa pri šibki svetlobi, " pravi Etchells. "To preprosto ni bil zelo dober fotoaparat."

Kaj je naslednje?

Kljub tem pomanjkanjem veliko podjetij napreduje z novimi izvedbami računalniške fotografije. V nekaterih primerih zameglijo mejo med tem, kar velja za fotografijo, in drugimi vrstami medijev, kot sta video in VR (virtualna resničnost).

Google bo na primer razširil aplikacijo Google Photos z uporabo AI (umetna inteligenca) za nove funkcije, vključno z barvanjem črno-belih fotografij. Microsoft v svoji Pix aplikaciji za iOS uporablja AI, tako da lahko uporabniki brez težav dodajo vizitke v LinkedIn. Facebook bo kmalu predstavil funkcijo 3D Photos, ki je "nova vrsta medijev, ki ljudem omogoča pravočasno zajemanje 3D trenutkov s pametnim telefonom za skupno rabo na Facebooku." In v Adobejevi aplikaciji Lightroom lahko fotografi mobilnih naprav uporabljajo funkcije HDR in zajemajo slike v obliki datoteke RAW.

VR in računalniška fotografija

Medtem ko mobilne naprave in celo samostojne kamere računalniško fotografijo uporabljajo tudi na intrigantne načine več močni primeri uporabe prihajajo iz sveta platform razširjene resničnosti, kot sta VR in AR (razširjena resničnost). Za Jamesa Georgea, izvršnega direktorja in soustanovitelja Scatterja, potopnega medijskega studia v New Yorku, računalniška fotografija je odpira nove načine, kako umetniki izražajo svoje vizije.

"Pri Scatterju vidimo računalniško fotografijo kot jedro, ki omogoča tehnologijo novih kreativnih disciplin, ki jih poskušamo pioniriti… Če bi dodali računanje, bi lahko nato začeli sintetizirati in simulirati nekaj istih stvari, ki jih počnejo naše oči s posnetki, ki jih imamo glejte v naših možganih, "pravi George.

V bistvu gre za inteligenco. S svojimi možgani razmišljamo in razumemo podobe, ki jih zaznavamo.

"Računalniki začenjajo gledati v svet in videti stvari ter razumeti, kaj so na enak način kot mi, " pravi George. Torej je računalniška fotografija "dodana plast sinteze in inteligence, ki presega zgolj čisto zajemanje fotografije, ampak dejansko začne simulirati človeško izkušnjo dojemanja nečesa."

Način, kako Scatter uporablja računalniško fotografijo, se imenuje volumetrična fotografija, ki je metoda snemanja predmeta z različnih stališč in nato s programsko opremo za analizo in ponovno ustvarjanje vseh teh stališč v tridimenzionalni predstavitvi. (Tako fotografije kot videoposnetki so lahko volumetrični in so videti v obliki 3D podobnih hologramov, po katerih se lahko premikate znotraj VR ali AR izkušenj.) "Zanima me predvsem sposobnost rekonstruiranja stvari v več kot le dvodimenzionalnem načinu, "pravi George. "V našem spominu, če gremo skozi prostor , se lahko prostorsko spomnimo, kje so bile stvari med seboj."

George pravi, da je Scatter sposoben izvleči in ustvariti predstavitev prostora, "ki je popolnoma in prosto krmarljiv, na način, kako bi se lahko premikali po njem kot video igra ali hologram. To je nov medij, ki je rojen iz presečišče video iger in filmskega ustvarjanja, ki omogočata računalniško fotografijo in volumetrično filmsko ustvarjanje."

Da bi drugim pomagal pri izdelavi volumetričnih zaščit VR, je Scatter razvil DepthKit, programsko aplikacijo, ki ustvarjalcem filma omogoča, da izkoristijo senzor globine iz kamer, kot je Microsoft Kinect, kot dodatek k HD video kamero. DepthKit, hibrid CGI in video-programske opreme, ustvarja podobne 3D obrazce, "primerne za realno predvajanje v virtualnih svetovih", pravi George.

Scatter je z DepthKitom ustvaril več močnih VR izkušenj z uporabo računalniške fotografije in tehnik volumetričnega snemanja filma. Leta 2014 je George sodeloval z Jonathanom Minardom pri ustvarjanju dokumentarnega filma "Oblaki", ki raziskuje umetnost kode, ki vključuje interaktivno komponento. Leta 2017 je Scatter ustvaril prilagoditev VR na podlagi filma Zero Days in VR uporabil, da bi občinstvu omogočil edinstveno perspektivo znotraj nevidnega sveta kibernetskega bojevanja - da bi stvari videl z vidika virusa Stuxnet.

Eden najmočnejših projektov, povezanih z DepthKitom, je "Terminal 3", izkušnja razširjene resničnosti pakistanskega umetnika Asada J. Malika, ki se je premierno predstavila v začetku letošnjega leta na filmskem festivalu TriBeCa. Izkušnja vam omogoča, da se s pomočjo Microsoftovega holoLensa praktično stopite v čevlje ameriškega mejnega patrulja in zaslišate 3D-volumetrični hologram podoben duhom, ki se zdi, da je musliman (skupaj je šest znakov, s katerimi lahko opravite razgovor).

"Asad je Pakistanec, ki se je izselil v ZDA, da bi obiskal kolidž in je imel nekaj precej negativnih izkušenj, ki so ga zasliševali o njegovem ozadju in zakaj je bil tam. Šokiran nad temi izkušnjami, je ustvaril 'Terminal 3, " pravi George.

Eden od ključnega pomena za to, da je izkušnja tako prepričljiva, je, da je Malikova ekipa v podjetju 1RIC, njegovem studiu razširjene resničnosti, uporabila DepthKit za pretvorbo videov v volumetrične holograme, ki jih je mogoče nato uvoziti v sprotne motorje video iger, kot sta Unity ali 3D grafična orodja, kot sta Maya in Cinema 4D. Z dodajanjem podatkov o globinskem senzorju iz Kinect v videoposnetek D-SLR, da se pravilno postavi hologram znotraj virtualnega prostora AR, programska oprema DepthKit video pretvori v računske video. Za umerjanje D-SLR in Kinect skupaj uporabljata črno-belo šahovnico, nato pa lahko obe kameri hkrati uporabljate za zajemanje volumetričnih fotografij in videoposnetkov.

• 10 Hitri nasveti za odpravljanje slabih fotografij 10 Hitri nasveti za odpravljanje slabih fotografij
• 10 nasvetov za onkraj osnovne digitalne fotografije 10 nasvetov za digitalno fotografijo
• 10 enostavnih nasvetov in trikov za boljše fotografije pametnih telefonov 10 enostavnih nasvetov in trikov za boljše fotografije pametnih telefonov

Ker so te izkušnje AR, ustvarjene z DepthKit, podobne načinu delovanja video iger, lahko izkušnja, kot je "Terminal 3", ustvari močne interaktivne učinke. George na primer pravi, da Malik med zasliševanjem dovoli, da hologrami spremenijo obliko: Če med zasliševanjem vaša vprašanja postanejo obtožujoča, se hologram dematerializira in se zdi manj človeški. "Ko pa začneš sklicevati na življenjepis osebe, njene lastne izkušnje in njihove vrednote, " pravi George, "se hologram dejansko začne zapolnjevati in postati bolj fotorealističen."

Po njegovem ustvarjanju tega subtilnega učinka lahko razmislite o dojemanju zasliševalca in o tem, kako bi lahko osebo videli "zgolj kot emblem namesto dejanske osebe z resnično identiteto in edinstvenostjo". Na nek način bi lahko uporabnikom zagotovili večjo raven razumevanja. "Skozi vrsto pozivov, kjer vam je dovoljeno, da postavite eno ali drugo vprašanje, " pravi George, "se soočate s svojimi pristranskostmi in hkrati s to posamezno zgodbo."

Tako kot večina novih tehnologij tudi računalniška fotografija doživlja svoj delež uspehov in neuspehov. To pomeni, da imajo nekatere pomembne lastnosti ali celotne tehnologije kratek rok trajanja. Vzemite Lytro: Leta 2017 je Lytro, tik preden je Google kupil to podjetje, zapiral pictures.lytro.com, tako da ne boste mogli več objavljati slik na spletnih mestih ali družbenih medijih. Za tiste, ki to zamudite, ima Panasonic na voljo Lytro podobno ostrenje, imenovano Post Focus, ki ga je vključil v različne kamere brez zrcal in brez strehe.

Do zdaj smo videli orodja in funkcije za računalniško fotografiranje začetek . Mislim, da bodo ta orodja postala veliko bolj zmogljiva, dinamična in intuitivna, saj so mobilne naprave zasnovane z novejšimi, bolj vsestranskimi kamerami in objektivi, zmogljivejšimi vgrajenimi procesorji in večjimi zmogljivostmi mobilnega omrežja. V bližnji prihodnosti boste morda začeli videti prave barve računalniške fotografije.