Цифровой журнал «Компьютерра» № 168

Существенный вклад в создание теории пленоптических камер внесли и российкие учёные. В частности, в 1911 году в «Журнале Общества любителей естествознания» появилась статья «Автостереоскопия и интегральная фотография по пр.Липману» за подписью П.П. Соколова. В этой работе впервые появилось точное математическое описание того, что мы сегодня называем «пленоптическим пинхолом». Соколов отмечает, что «с практической точки зрения (…) никакой снимок, полученный обыкновенным способом с одним объективом, не может дать такое ясное понятие о форме и размерах снятого предмета, как снимок стереоскопический. Кроме того, все мелкие подробности, ускользающие от внимания в обыкновенном снимке, выступают рельефно и не могут быть незамеченными при стереоскопическом способе» (Цитата по публикации Екатерины Аврамовой).

Чтобы проиллюстрировать своё исследование, Соколов изготовил фибровую пленоптическую решётку с 1200 коническими отверстиями и экспонировал через неё изображение на фотографическую пластинку. После проявки пластинка подсвечивалась, лучи вновь проходили через решётку и на выходе формировалась объёмная картинка: «Приближаясь из бесконечной дали к нашему сильно освещённому сзади негативу (…), мы будем находиться в пространстве лучей, исходящих из негатива и пересекающихся в тех точках этого пространства, где по отношению к негативу наодились ранее светящиеся точки. Следовательно, находясь перед этими точками пересечения лучей, мы увидим их перед собой в пространстве».

В семидесятые годы множество исследований в области автостереоскопии, световых полей и «интегральной фотографии» проводил советский учёный Ю.А. Дудников.

Одним из ведущих современных исследователей пленоптики считается главный инженер Qualcomm, участник разработки Adobe Photoshop, Тодор Георгиев, на сайте которого интересующиеся могут найти массу ссылок, касающихся этой технологии.

Многолетняя отработка теории уже подготовила почву для массового коммерческого использования пленоптической фотографии и видео, но сначала поговорим о том, какие практические преимущества даст их использование.

Фотоснимок, полученный при помощи пленоптической камеры, содержит в себе сведения о координатах объектов в трёхмерном пространстве, а это означает, что он позволяет построить объёмную 3D-модель таких объектов. Вероятно, этих данных будет мало для «распечатки» модели на 3D-принтере, но вполне достаточно, например, для создания 3D-портрета. Очевидно, что такая технология очень пригодится в охранных системах, поскольку на основе данных с камер слежения появится возможность получить намного больше сведений о наблюдаемых людях, включая их точные антропометрические показатели.

Вторая важная функция пленоптики — возможность изменять фокусировку уже на отснятом материале и даже менять углы обзора за счёт всё той же информации о координатах объектов в пространстве. Для получения качественной картинки в реальном времени требуется матрица высокого разрешения и мощная вычислительная система, но для современных технологий это уже не проблема. Что же касается обработки на компьютере, то мы сможем с такой же лёгкостью наводить на резкость в «Фотошопе», как мы сейчас корректируем баланс белого.

И, конечно, самым эффектным будет применение пленоптических камер при съёмке кинофильмов. При этом любой зритель — при наличии соответствующего декодера — сможет посмотреть свою уникальную версию такого кино, изменяя ракурсы просмотра, наводя камеру на интересующие объекты и произвольно меняя резкость. При необходимости из пленоптической записи без проблем можно выделить стереоскопическую — с некоторым ограничением возможностей фокусировки и изменения ракурсов.

Один из первых примеров коммерческого использования пленоптических технологий — компактный фотоаппарат Lytro Light Field Camera, представленный в 2012 году американской компанией Lytro. В этом устройстве реализована схема так называемой сфокусированной пленоптической камеры, в которой после объектива устанавливается массив микролинз, через которые изображение попадает на матрицу. Специалисты считают, что камеры подобного типа идеально подходят для смартфонов и других портативных гаджетов, поскольку им в принципе не требуется система фокусировки.

http://www.youtube.com/watch?v=7babcK2GH3I?hl=en_US

Всего за $400 вы получаете компактный фотоаппарат, способный делать «живые» снимки в формате LPF с разрешением 11 «мегалучей», а фактически — около 1 мегапикселя. Примеры таких фотографий выложены на сайте производителя: одним движением мышки на них можно изменять фокусировку, наводясь на тот или иной объект. Выглядит чрезвычайно эффектно, но разрешение снимков, мягко говоря, пока маловато. Камера оснащается 8 или 16 Гбайтами памяти и комплектуется специальным программным обеспечиванием для просмотра и обработки снимков.