آشنایی با دوربين مبتكرانه لایترو و فناوری جدید به‌کار رفته در آن
آشنایی با دوربين مبتكرانه لایترو و فناوری جدید به‌
آشنایی با دوربين مبتكرانه لایترو و فناوری جدید به‌کار رفته در آن


عکاسی در چند سال اخیر تحولات متعددی‌داشته است. به‌طوری که امروزه هر فردي با هزینه‌اي متعارف می‌تواند یک دوربین دیجیتال اختصاصی با کیفیت قابل قبول و حتی با کیفیت بالا داشته باشد، انواع تلفن‌ها و دیگر تجهیزات همراه نیز به دوربین مجهز هستند که امکان عکاسی و ثبت لحظه‌ها را در هر زمان و هر شرایطی فراهم‌می‌کنند. اگر جزء افرادي هستید که از فناوری‌های دوربین‌های فعلی لذت می‌برید يا از كساني هستيد كه با عرضه یک دوربین دیجیتال با امکانات جدید و ارتقاي قابلیت‌های متعارف امروزی در آن‌ها شگفت‌زده می‌شوید یا حتی اگر خود را در هیچ‌یک از دو دسته یاد شده نمی‌دانید و تنها به عکس و عکاسی علاقه‌مندید و با آن آشنایی دارید، معرفي فناوری و محصول کاملاً جدیدی که در ادامه آن را مطالعه خواهيد كرد، به يقين شما را شگفت‌زده خواهد کرد.

لایترو
شرکت لایترو (Lytro) که در سال 2006 فعالیت خود را آغاز‌کرده و از جمله شرکت‌های نوظهور به‌شمار می‌آید، در نوزدهم اکتبر سال 2011 نخستين دوربین خود را به دنیای تصویرگری دیجیتال معرفی کرد. این دوربین به کاربران اجازه می‌دهد که بعد از گرفتن عکس از صحنه مورد نظر خود، در تصویر گرفته شده نقطه وضوح یا فوکوس را به دلخواه تغییر‌دهند. به عبارت دیگر، این دوربین با شعار «الان عکس بگیر، بعداً فوکوس کن» نام خود را در ذهن مخاطبان ثبت کرده‌است. این در حالی است که تمام دوربین‌های دیجیتال کنونی پس از فوکوس روی یک نقطه، تصویر مربوط را ثبت کرده و پس از آن دیگر قادر به تغییر آن نخواهند بود. بنابراین، دیگر کسی به دلیل تعلل در فوکوس صحنه تکرار نشدنی را ازدست نخواهد داد یا بعد از ثبت آن لحظه از تار شدن و خارج از فوکوس بودن آن ناراحت نخواهد شد. به گفته بسياري از صاحب نظران این نوع جدید از دوربین‌ها برای نخستين‌بار پس از قرن هجدهم میلادی، عکاسی را متحول خواهد کرد. برای آشنایی بیشتر با چگونگي كاركرد این دوربین بهتر است مروری بر مفهوم میدان نور و دوربین‌های plenoptic یا دوربین‌های لایت فیلد (light field) داشته باشیم.

میدان نور
میدان نور یا لایت‌فیلد توصیفی از تمام نوری است که از نقاط مختلف و در جهت‌های مختلفی از یک صحنه، از نزدیک‌ترین نقطه گرفته تا دورترین نقطه و تمام نقاط میانی، از یک کادر یا نما عبور می‌کند (شکل1). میدان‌های نوری یک نمایش بنیادی از نور‌هستند که به روش‌های گوناگون توسط نرم‌افزارهای متنوع کامپیوتری ساخته‌می‌شوند. در گرافیک کامپیوتری، میدان‌های نوری اغلب توسط رندر یک مدل سه‌بعدی یا عکس‌گرفتن از یک صحنه واقعی توسط دوربین‌های دیجیتال تولید می‌شوند. دستگاه‌های موجود برای ثبت میدان‌های‌نوری از طریق عکس‌برداری ممکن است یک دوربین با پایه متحرک، یک دوربین با کنترل‌کننده روباتیک، یک آرایه از دوربین‌های همسان، یک میکروسکوپ یا یک سری از میکرولنزهای واقع در یک مسیر نوری باشند. به تعداد، ترتیب چینش و تفکیک‌پذیری هرکدام از تصاویر موجود در یک میدان نوری، در مجموع «نمونه‌برداری» آن میدان گویند که این کار توسط این‌گونه دستگاه‌ها انجام می‌شود.



شکل 1- به مجموع تمام نورهايي كه از نقاط مختلف و در جهاتي متفاوت از يك كادر عبور مي‌كنند ميدان نوري مي‌گوييم.



دوربین لایت فیلد
یک دوربین لایت فیلد یا plenoptic دوربینی است که با استفاده از یک آرایه از میکرولنزها به ثبت اطلاعات میدان نور مربوط به یک صحنه می‌پردازد. این‌گونه اطلاعات میدان نور می‌تواند راهکارهای گرافیک کامپیوتری و مشکلات مربوط به امور دیداری را بهبود بخشد. نخستين‌بار این‌گونه دوربین‌ها در سال 1992 برای کاهش چشم‌گیر مشکل تطابق‌دوگانه در تصاویر طراحی شدند. هرگاه از یک صحنه از دو زاویه ديد عکسی بگیریم، به عمل نگاشت نقاط معادل در این دو عکس تطابق‌دوگانه گفته می‌شود که دوربین‌های لایت‌فیلد برای حل این نوع تطابق و حتی نوع سه‌گانه و چندگانه طراحی شدند. برای این منظور آرایه‌ای از میکرولنزها بر‌صفحه کانونی لنز‌اصلی دوربین قرار‌می‌گیرد و حسگر تصویر با فاصله اندکی پشت این میکرولنزها واقع‌می‌شود (شکل‌2). با استفاده از این نوع تصاویر، جابه‌جایی بخش‌هایی از تصویر که در فوکوس نیستند می‌توانند تحلیل شده و اطلاعات مربوط به عمق آن بخش‌ها استخراج شود. در نتیجه، با استفاده از این دوربین‌ها قادر خواهید بود، به صورت مجازی درون کامپیوتر روی نقطه دیگری دوباره فوکوس کنید و به عبارتی نقطه فوکوس را تغییر دهید. در حال حاضر، اشکال چنین سیستمی تفکیک‌پذیری یا وضوح پایین تصویر نهایی است. هنگامی که یک میکرولنز از جهت‌های نور در یک نقطه از فضا نمونه‌برداری می‌کند، اگر بخواهیم تعداد پیکسل‌ها را در آن نقطه افزایش دهیم این کار تنها با افزایش تعداد‌میکرولنزها به همان میزان امکان‌پذیر‌خواهد بود. برای غلبه‌ بر این محدودیت، متخصصان طراحی جدیدی از این نوع دوربین‌ها تحت عنوان focused plenoptic camera ارائه کرده‌اند که در آن میکرولنزها قبل یا بعد از صفحه کانونی لنز‌اصلی دوربین قرار می‌گیرند. این تغییر، نمونه‌برداری از نور را به شیوه‌ای متفاوت انجام‌می‌دهد که نتیجه آن تفکیک‌پذیری بالاتر تصویر نهایی خواهد بود.



شکل 2- برش طولي يك دوربين لايترو

ثبت میدان نوری به یک نوع حسگر کاملاً جدید و ابتکاری نیاز خواهد داشت که «حسگر میدان نوری» نام دارد. این حسگر رنگ، شدت نور و از همه مهم‌تر جهت‌برداری پرتوهای نور را ثبت می‌کند (شکل‌3). در حسگرهای موجود در دوربین‌های معمولي اطلاعات مربوط به جهت پرتوها به طور کامل حذف می‌شود. درنتیجه، اطلاعات مربوط به پرتوهای نور در یک نقطه با هم جمع شده و تنها حاصل آن در تصویر نهایی ثبت می‌شود. اما به دلیل وجود این اطلاعات در تصاویر حاصل از دوربین‌های لایت‌فیلد، با هر بار انتخاب نقطه فوكوس توسط كاربر، کل اطلاعات مربوط به جهت پرتوها یک بار دیگر پردازش شده و در نتیجه با توجه به نقطه فوکوس انتخابی ممکن است هر بار در یک مختصات ثابت از تصویر، شاهد رنگ و جلوه‌ای متفاوت باشیم (شکل‌4).



شکل 3- حسگر لايت فيلد، رنگ،‌ شدت و از همه مهم‌تر جهت پرتوهاي نوري را ثبت مي‌كند.





شکل 4- نمونه‌اي از تغيير فوكوس از نقطه نزديك (الف) به نقطه دور (ب)


ويژگي‌ها و قابلیت‌ها
پس از قابلیت تغییر نقطه فوکوس بعد از عکس‌برداری که اصلی‌ترین ویژگی این دوربین‌ها است، سرعت بالای ثبت تصویر از ديگر ویژگی‌های مهم آن‌ها به شمار‌می‌رود. در این دوربین‌ها به دلیل آن‌که قبل از عکاسی زمانی صرف‌فوکوس روی نقطه خاصی‌نمی‌شود، سرعت عکاسی بسیار بالاتر از دوربین‌های معمول است. ضمن این‌که با روشن و آماده به‌کار‌شدن سریع این دوربین، هرگز ثبت لحظه‌ای را از دست نخواهید داد. به دلیل وجود قابلیت تغییر نقطه فوکوس پس از عکاسی، امکان استفاده از دیافراگم بازتر از دوربین‌های دیجیتال رایج در این نوع دوربین‌ها‌وجود خواهد‌داشت. در این شرایط به دلیل استفاده از تمام نور موجود در صحنه، عکاسی در محیط‌های تاریک‌تر و شرایط‌نوری ضعیف در این‌گونه دوربین‌ها حتی بدون استفاده از فلاش بسیار بهتر از سایر دوربین‌ها امكان‌پذير خواهد بود. در لایترو عدد دیافراگم در کل محدوده زوم 8x دوربین برابر با f/2 است.


از آنجا که یک دوربین لایت‌فیلد برای فوکوس در عمق‌های مختلف، اطلاعات مربوط به عمق را ثبت می‌کند، نمایش و تولید تصاویر سه‌بعدی و استریو از یک تصویر این دوربین‌ها توسط نرم‌افزار امکان‌پذیر خواهد بود و بیننده قادر است، پرسپکتیو صحنه را به دلخواه تغییر دهد.این دوربین به یک نمایشگر لمسی 1,46اینچی (33 میلی‌متری) مجهز است که با استفاده از آن می‌توان تصاویر ثبت شده در حافظه درونی دوربین را مشاهده کرده و با لمس بخش‌های مختلف تصویر، نقطه فوکوس آن را تغییر داد. ابعاد این دوربین نیز112×41×41 میلی‌متر است. همچنین قالب تصاویر ذخیره شده توسط لایترو .lfp (سرنام light field picture file) است که در آن تمام اطلاعات مربوط به یک عکس زنده ذخیره می‌شود. البته، در صورت نیاز می‌توانید هر حالت از این تصویر زنده را به یک تصویر معمولی .jpg با ابعاد 1080×1080 که چیزی حدود 1,2 مگاپیکسل است، تبدیل کنید. همان‌طور که پیش از این نیز اشاره شد، در حال حاضر تصاویر حاصل از این فناوری نمی‌توانند از این اندازه بزرگ‌تر باشند.

نخستين در نوع خود
برخلاف شرکت آلمانی Raytrix که نخستين شرکت وارد شده در بازار دوربین‌های لایت‌فیلد با اهداف علمی و صنعتی به شمار می‌رود، شرکت لایترو بازار مصرف‌کنندگان عادی را هدف قرار داده است. این شرکت طی پنج سال با بهره‌گیری از دانش دو مشاور دارنده جایزه نوبل فیزیک و سرمایه‌گذاری پنجاه میلیون دلاری پس از پنج سال، امروز با معرفی حاصل تلاش خود به عنوان یک محصول نوین به خود افتخار می‌کند. اگرچه نتایج تحقیقات مربوط به لایترو متعلق به دانشگاه استنفورد است، اما برخلاف انتظار این دوربین در دره سیلیکون تولید نشده و کارخانه تولید آن از ابتدا در تایوان بوده است.


محصول این شرکت که در مدل‌هایی به ترتیب با قیمت‌هایی حدود چهارصد و پانصد دلار، با ظرفیت هشت و شانزده گیگابایت حافظه داخلی و قابلیت ذخیره سازی 350 و 750 تصویر طراحی شده است، اوایل سال 2012 وارد‌بازار خواهد‌شد. با ورود این نوع دوربین‌ها به دنیای تصویرگری‌های دیجیتال در بازار مصرف‌کنندگان عمومی، پیش‌بینی می‌شود در آینده‌ای نه‌چندان دور شاهد تحولات شگرفی در عکاسی و حتی فیلم‌برداری دیجیتال باشیم، زيرا دوربین‌های لایت‌فیلد برای دنبال‌کردن سوژه‌های متحرک نيز مناسب خواهند بود. ضمن این‌که با به‌کارگیری این فناوری در دوربین‌های امنیتی، امکان تولید مدل دقیق سه‌بعدی از سوژه‌های مشکوک وجود خواهد داشت. پس از فراگیر‌شدن کاربری این نوع دوربین‌ها و ورود تولیدکنندگان دیگر به این عرصه، در آینده کاربردهای متعدد دیگری معرفی خواهد شد که در کنار ایجاد شگفتی، مصداقی برای تحول‌آفريني این فناوری به‌شمار خواهد رفت.

تاريخ ارسال: 1391/3/28

تعداد بازدید: 1148

نظر بدهید...
نظر خود را در فرم زیر وارد کنید
نام:
ایمیل:
نظر:
متن داخل تصویر را وارد نمایید:
کد امنیتی
 |