Ateities technologijos: fotoaparatai be fokusavimo

Kanados mokslininkai intensyviai dirba prie originalaus projekto, kurio tikslas – fotoaparatas be fokusavimo. Nors, gal greičiau atvirkščiai – fotoaparatas su „multifokusavimu”, nes įrenginys galės vienu metu fotografuoti tiek tolimus, tiek ir artimus objektus.


Projektui vadovaujantis profesorius Keigo Iizuka aiškina, jog jų komandos kuriamos kameros veikimo principas praplečia įprastinių fotoaparatų ar vaizdo kamerų galimybes. Tradicinius aparatus, naudojančius lęšių sistemą, reikia sufokusuoti į stebimą objektą keičiant atstumą tarp lęšių. Taip sukoncentruojamas nuo stebimo objekto atsispindintys šviesos srautas ir tuo pačiu pasiekiamas kokybiškas objekto vaizdas. Tokiu būdu, vienu metu stebimas ir fiksuojamas tik vieno, sufokusuoto vaizdo objektas.

O jeigu būtų naudojamos kelios lęšių sistemos, kurios automatiškai fokusuotų į skirtingo nuotolio objektus, o po to gauti atvaizdai būtų sujungiami į vieną nuotrauką? Štai toks klausimas iškilo Keigo Iizuka komandai, kuri nusprendė iškeltą idėją įgyvendinti praktiškai. Pirmiausia, reikėjo išspręsti problemą, kaip aparatą valdantis mikroprocesorius nuspręs, kurie pro objektyvą matomi objektai yra tolimi, kurie artimi ir kokiu konkrečiai atstumu jie nutolę nuo aparato. Įprastiniai tolimačiai čia netinka ir geriausia būtų išnaudoti aparato kameros turimą optiką. Ir mokslininkams tai pavyko.

„Nuo nutolusio objekto atsispindinčios ir į objektyvą patenkančios šviesos intensyvumas yra atvirkščiai proporcingas atstumo kvadratui nuo fotoaparato iki objekto. Šviesos srauto intensyvumo pokytis yra toks ženklus, jog galima labai tiksliai įvertinti atstumą iki objekto. O svarbiausia, išnaudojant atraminius pozicionavimo taškus, šį atstumą galima surasti nepriklausomai nuo to, kokio paviršiaus yra fotografuojamas objektas“, – pasakoja Keigo Iizuka.

Tokiu principu mokslininkų suskurtoje sistemoje Divcam vyksta atstumo matavimas iki objektyve stebimų objektų.

 

 

Divcam sistema turi kelis integruotus fotoaparatus, fokusuojančius į skirtingus objektus. Divcam realiu laiku nustato atstumą iki objektyve matomų skirtingų objektų ir pagal tai koreguoja visų vidinių fotoaparatų optikų fokusavimo nuotolius. Tokiu principu gauta bendra vaizdo nuotrauka yra tarsi be fokusavimo – joje vienodai gerai matomi artimi ir tolimi objektai.

Kol kas mokslininkams pavyko suskurti prototipinę Divcam sistemą su dviem integruotais fotoaparatais (ateityje numatomas žymiai didesnis jų kiekis) ir padaryti keletą testinių nuotraukų, kurios matomos žemiau esančiose iliustracijose.

Nesunku pastebėti, jog tokiose nuotraukose išnyksta įprastinis meninių ar profesionalių nuotraukų bruožas – vaizdo gylis, formuojantis erdvės pojūtį. Divcam padarytose nuotraukose pasaulis matosi tarsi dvimatė plokštuma. Tačiau nežiūrint šio trūkumo, Divcam sistemai prognozuojamos plačios perspektyvos kitose srityse.

Pavyzdžiui, mažų angų chirurgijoje atliekant operacijas į žmogaus kūną reikia įvesti optinį zondą, kuris medikams padėtų stebėti operacijos vietą. Tačiau kol kas šie zondai veikia įprastinės optinės kameros principu ir su jais kokybiškai galima stebėti tik sufokusuotą vaizdą. Pritaikius šiam zondui Divcam sistemą, medikai kokybiškai matytų visą dominantį kūno regioną.