Цифровой журнал «Компьютерра» № 179

Вдумайтесь, почему фотоаппараты выглядят именно так, а не иначе. То, что вы видите перед собой, — не дизайнерская прихоть. Облик фотоаппарата был напрямую связан с его функциональностью. С его внутренним устройством. Почти каждой детали можно найти простое и ясное объяснение.

Давайте разберёмся, что находится внутри плёночной камеры. Выросты по бокам от объектива скрывают кассеты. Между ними, прямо под объективом, натянута плёнка. Выпирающий сверху горб — это призма, доставляющая отражённое в зеркале изображение в видоискатель. Когда фотограф нажимает кнопку «Спуск», зеркало с лязгом приподнимается, срабатывает затвор, и свет, сфокусированный объективом, на долю секунды освещает плёнку. После этого фотографу остаётся привести в движение колесо над правой кассетой и сдвинуть плёнку на один кадр вправо.

Сейчас это описание представляет лишь историческую ценность. В цифровом фотоаппарате нет плёнки и кассет, отпала необходимость в колесе для перемотки, и для того, чтобы работал видоискатель, не нужно городить замысловатую конструкцию из подвижного зеркала и призмы.

Несмотря на всё это, внешние изменения минимальны. Заднюю панель цифрового фотоаппарата занял дисплей, но всё прочее осталось там, где было всегда: и выросты под кассеты, и горб с призмой, и даже колесо на прежнем месте, хотя и используется совсем для других целей. Разве это не странно?

Сама по себе застывшая наружность цифровых камер — это не проблема. Плохо то, что она отражает подход производителей к делу. Вместо того, чтобы использовать возможности новой технологии на всю катушку, они ограничиваются тем, что позволяют себе делать обычные фотоаппараты, и не хотят идти дальше.

Многие технологии поначалу подгоняют под предшественников. Первые автомобили напоминали кареты с мотором. Первым ПК приходилось конкурировать с электронными пишущими машинками — специализированными компьютерами со встроенным принтером, предназначенными для набора текста. Но эта стадия, как правило, быстро заканчивалась.

С цифровыми фотоаппаратами дело обстоит иначе. Они, похоже, застряли в этом тупике надолго.

Нелишние данные

Устройство традиционного фотоаппарата нельзя назвать сложным. Когда срабатывает затвор, объектив фокусирует свет на плёнке или пластинке, которая покрыта фоточувствительной эмульсией. На эмульсии формируется скрытое изображение, которое затем можно проявить с помощью химической обработки.

Цифровая фотография не внесла в эту последовательность заметных изменений. Место плёнки заняла светочувствительная матрица, а химическую обработку — считывание с неё информации, но этим всё и ограничилось. Суть осталась той же: зафиксированное в момент срабатывания затвора изображение считается финальным результатом, готовым снимком, ради которого всё и затевалось.

_{Пионер вычислительной фотографии Марк Ливой}

Такой подход — это атавизм, бесполезный пережиток прошлого. Матрица может заменять фотоплёнку, но её возможности гораздо шире. В цифровой фотографии нет нужды ограничиваться записью единственного кадра. Гораздо более интересных результатов можно достичь, если перестать имитировать ограничения прошлого. Фотоаппарат должен собирать и обрабатывать как можно больше информации, которую дают матрица и другие датчики.

Собранные данные в этом случае не являются финальным результатом. Они становятся полуфабрикатом, который ещё предстоит собрать в пригодную для употребления картинку, пропустив через соответствующие алгоритмы. Дисциплина, занимающаяся поиском таких алгоритмов, называется вычислительной фотографией.

Необходимые умения

В начале июня вышла новая версия прошивки для электронных очков Google Glass. Согласно описанию, которое опубликовал Google, обновление заметно улучшило качество снимков, получаемых с помощью встроенной камеры.

Как может новый софт улучшить качество съёмки, если железо осталось прежним? Встроенная камера состоит из того же пятимегапиксельного сенсора и той же паршивой оптики, которые смотрелись бы уместнее не в футуристических электронных очках, а в недорогом смартфоне трёхлетней давности.

Тем не менее разница налицо, и какая! Судя по тестовым фотографиям, выросли и чувствительность, и динамический диапазон, и даже, кажется, чёткость. Впрочем, последнее — скорее всего, иллюзия, связанная с нехваткой деталей на пересвеченных кадрах, которые выдавала камера устройства в прошлом.

_{Кадр, снятый при помощи Google Glass со старой прошивкой}

_{Кадр, снятый при помощи Google Glass с новой прошивкой}

Новая прошивка Google Glass повышает качество снимков при помощи самого старого и самого известного алгоритма вычислительной фотографии — HDR (точнее, его слегка модифицированного варианта, неплохо работающего даже на движущихся объектах).