Ученые из Стэнфорда разрабатывают трехмерную камеру с 12 616 микрообъективами
22.04.2008
Обычная камера с одним объективом позволяет получить плоскую, двумерную фотографию, без разницы -- на фотобумаге ли или на экране компьютера. С другой стороны, камера с двумя разнесенными объективами позволяет делать более интересные стереоскопические "объемные" снимки.
Но что будет, если цифровая камера будет видеть мир через тысячи крошечных объективов, являясь массивом миниатюрных камер? Кроме двумерного снимка, вы получите нечто более ценное: электронную "карту глубины", содержащую матрицу расстояний от камеры до каждого объекта на экране -- своего рода "сверх-3D".
Ученые из Стэнфордского университета в Калифорнии под руководством профессора электронной техники Аббаса эль-Гамаля (Abbas El Gamal) разрабатывают камеру на базе созданного ими "многозрачкового сенсорного устройства". Размер одного элемента сенсорной матрицы они уменьшили до 0,7 мкм, что в несколько раз меньше размеров пикселя в стандартных цифровых камерах. Собрав элементы в группы по 256 пикселей, они собираются накрыть каждую группу отдельным крошечным объективом.
"Это все равно что иметь множество камер на одной микросхеме", -- сказал Кейт Файф (Keith Fife), студент магистратуры в Стэнфорде, работающий вместе эль-Гамалем и другим профессором электротехники, Филиппом Вонгом (H.-S. Philip Wong). В самом деле, если трехмегапиксельный чип полностью закрыть микрообъективами, то получится 12 616 "камер".
Основываясь на этом принципе, разработчики предложили схему камеру с внешним объективом, в которой каждая точка изображения попадает минимум в четыре микрообъектива. Направьте такую камеру на чье-нибудь лицо, и она, кроме обычной фотографии, точно запишет расстояния до носа, лица, ушей, подбородка и т.д. Очевидно, что одно из наиболее полезных применений этой технологии -- распознавание лиц в системах обеспечения безопасности.
Кроме этого, такая камера может использоваться еще огромным количеством способов: съемка живых объектов, трехмерная печать, создание трехмерных объектов или персонажей для заселения виртуальных миров, трехмерное моделирование зданий. Собственно, матрицу микролинз можно применять и без внешней оптики -- для объемной макросъемки.
Предполагается, что на полученных с помощью создаваемой камеры изображениях в фокусе будут все предметы, вне зависимости от того, насколько далеко они расположены. Постфактум, опираясь на "карту глубины", программно можно будет вывести из фокуса отдельные детали сцены.
Точные данные о расстоянии до объектов могут дать роботам пространственное зрение, более точное, чем у людей. С его помощью они смогут выполнять недоступные им ранее задачи, требующие большой точности действий. Исследователи опубликовали материал по этой работе в февральском сборнике международной конференции по интегральным схемам, проводимой IEEE. Это, разумеется, не единственная технология съемки трехмерной сцены -- однако, по мнению стэнфордских ученых, разработка в любом случае так или иначе будет использоваться в фотоиндустрии.
RSS
Twitter
Telegram
LinkedIn
Facebook
Google+
ВКонтакте
YouTube
Одноклассники
LiveJournal
