Дмитрий Радищев (dibr) wrote,
Дмитрий Радищев
dibr

литра и боинг

Поговорим же за то, что будет, если к геометрической оптике приклеить микропроцессор.

Вот, допустим, мы фотографируем объект обычной мелкоапертурной камерой (телефон, мыльница, глаз). Ход лучей выглядит примерно так (для наглядности не в масштабе).

lytra01

Теперь между камерой и объектом съёмки появляется помеха. И упс - полностью перекрывает нам часть картинки. Края объекта, конечно, видны (лучи не показаны чтобы не запутаться), "помеха" немного не в фокусе и размыта (тем более размыта, чем светосильнее объектив), но часть объекта не видна совсем.

lytra02

Откладываем в сторону мыльницу, и берём зеркалку с бо-ольшим объективом. Достаточно большим, чтобы лучи, проходящие через края объектива, обходили помеху и всё-таки попадали на объект. Помеха по прежнему видна, но становится размытой настолько, что "сквозь неё просвечивает", и объект пусть плохо, но видно. Именно так зеркалочники могут снимать сквозь сетку или грязноватое стекло, и не получать на фото собственно сетку или стекло (хотя контрастность придётся подкрутить).

lytra03

Но мы пока не применили ничего сложнее обычной линзы, сознательно используемой человеком минимум несколько тысяч лет (а КОАПП вообще заметил бы, что в природе линзы существуют наверное не один миллиард лет), и не устранили помеху полностью, только "размыли" её.
Давайте же сделаем по другому. Большой объектив выкинем, а на его место поставим много-много маленьких фотоаппаратиков (далее, для научности, "микрокамер"), благо себестоимость у них копеечная (иначе их не совали бы во все подряд телефоны, независимо от цены телефона). Ну, и привяжем их проводами к микропроцессору, конечно.

lytra04

А точнее, поскольку большую линзу сделать тяжело (точнее, тяжело добиться чтобы она не давала различных искажений картинки), а микрокамеры расставлять мы можем произвольно, разнесём их ну очень широко - сделаем, например, этакую панель в метр шириной для удерживания двумя руками. Или раскидаем веером по околоземной орбите.

lytra05

Обычная линза может только усреднять лучи, идущие в одну точку картинки. Здесь же мы имеем массив независимой информации о каждом из тех лучей, которые в случае линзы участвовали бы в формировании точки изображения. Но в этом случае мы уже не должны просто усреднять, мы можем применять более хитрые методы фильтрации. Даже в простейшем случае - "истинным цветом считается тот цвет, для которого на гистограмме будет самый высокий пик" (в статистике это, кажется, называется "мода") - мы получим, что если помеха достаточно мала, она будет отфильтрована полностью, и мы получим изображение, как будто помехи нет вообще. Но можно придумать и более сложные фильтры, с учётом цвета соседних точек (не должно быть резкого изменения цвета), с учётом взаимного расположения микрокамер и разного характера пространственного изменения цвета для помехи и объекта (тень от помехи "наезжает" на массив микрокамер), да хоть с ручным указанием на помеху (в той точке, куда ткнули мышом, приоритет отдаётся "крайним" лучам)... в-общем, теоретически помеху можно устранить полностью, если хотя бы один луч от нужной точки объекта попадает хотя бы в одну микрокамеру, главное - алгоритм придумать.

Похожая технология, кстати, использована в камере "lytro". Но там основной объектив сохранён, а "микрокамеры" фактически расставлены внутри камеры, вдоль плоскости изображения (поверх CCD-матрицы расположен массив микролинз, что по сути и образует матрицу микрокамер, рисовать лениво). Но поскольку при этом апертура системы ограничена апертурой основного объектива, возможностей у этой штуки не так много - фактически она даёт на выходе стопку низкого разрешения картинок "сфокусированных в разные плоскости", и позволяет забавно играться с этим на компьютере, "перефокусируя" изображение постфактум. Игрушка, короче - при этом недешёвая, ибо микролинзы, да и тираж небольшой. А вот панель из микрокамер пока вроде никто не делал - ну, как минимум серийно.

А может и правда раскидать такое по орбите? Накупить китайских телефонов на андроиде, приклеить им на спину солнечную батарейку, поставить софт, и выкинуть на орбиту, пусть вращаются и скидывают фотки (с геотэггингом, благо GPS в китаефонах обычно есть) на Землю. Скидывать - по wifi, для чего вывести туда же, на орбиту, мешок китайских же роутеров с 3G симками. Ну, а на Земле - спокойно собирать нужную картинку компьютером.

И вот казалось бы, при чём здесь боинг? :-)
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 24 comments