Autofokus, który widzi wszystko. Naukowcy pracują nad zawsze ostrymi zdjęciami

Obecnie fotografia to sztuka rozdzielania tego, co ma być kluczowe na pierwszym planie, a co pozostaje tłem. Gdy obiektyw zyskuje coraz szerszą przysłonę, wpuszcza więcej światła, ale i zmniejsza w ten sposób obszar soczewkowania, czyli zakres odległości, w której plan jest ostry. Z kolei domknięcie przysłony zwiększa ten zakres, ale kosztem przyciemnienia obrazu. Więcej o tym, co to jest przysłona i do czego się przydaje pisał Karol.  

Nowa technologia rozwiązuje ograniczenia znane z tradycyjnych obiektywów: klasyczny tor optyczny wyostrza tylko jedną płaszczyznę, a elementy przed i za nią pozostają rozmyte. Dziś pełną ostrość uzyskuje się zwykle przez łączenie wielu zdjęć wykonanych na różnych odległościach. Prototyp stworzony na Uniwersytecie Carnegie Mellon ma to zmienić, dając ostrość w całym kadrze bez łączenia wielu ujęć. 

Idealnie ostre zdjęcia w każdym miejscu kadru

Twórcy określają system jako autofokus o zmiennej przestrzenności. W praktyce pozwala on aparatowi decydować, które obszary mają być ostre w sposób podobny do tego, jakby każdy piksel otrzymał własną, regulowaną soczewkę. To podejście łączy optykę z obliczeniami, aby równolegle ustawiać ostrość na różnych głębokościach sceny. 

Sercem rozwiązania jest obiektyw obliczeniowy. Składa się z soczewki Lohmanna – dwóch krzywoliniowych, sześciennych elementów, które przesuwają się względem siebie, strojąc ostrość – oraz przestrzennego modulatora światła, który kontroluje ugięcie światła na poziomie pojedynczych pikseli. 

Moduł wspiera dwa tryby ostrzenia. Autofokus wykrywający kontrast (CDAF) dzieli obraz na regiony i niezależnie maksymalizuje ostrość, a autofokus z detekcją fazy (Phase-Detection Autofocus, w skrócie PDAF) wykrywa, czy dany fragment jest w ostrości i w którą stronę ją korygować. Pierwszy system pochodzi ze starszych aparatów bezlusterkowych, a drugi jest osią współczesnej fotografii smartfonowej. Połączenie tych metod ma umożliwić jednoczesne ostrzenie wielu planów. 

Obiektyw ostrzy na wielu planach

Naukowcy z CMU wskazują potencjalne zastosowania poza fotografią. Takie rozwiązanie przydałoby się w pojazdach autonomicznych, by efektywniej przetwarzały większą ilość informacji. Oprócz tego mogłoby poprawić jakość obrazu w mikroskopach. Jest też potencjalna korzyść dla konsumentów - taki system aparatów pomógłby stworzyć realistyczną głębię pola widzenia dla zestawów VR. 

Źródło: The Verge