3D-ben lát egy új szenzor

A Stanford Egyetem kutatói olyan képérzékelő chipet készítettek, mely a tárgyak mélységi adatait is képes rögzíteni.

A cél eléréséhez Keith Fife és kollégái egy olyan képérzékelő technológiát fejlesztettek ki, mely másképp lát, mint a hagyományos digitális fényképezőgépek szenzorai. Esetükben a lapka egyes részei csupán a teljes kép apró részleteit rögzítik, a szomszédos területeket egymással átlapolva. A fényképezőgép ezután a különbségek összehasonlításával dönti el az egyes elemek távolságát. Az eredmény egy a fotó mellett elkészülő "mélységtérkép", mely nem csak az egyes pixelek vörös, kék és zöld komponenseit írja le, de a pixelek egymástól való távolságát is.

Miután elkészült a fotó, a képfeldolgozó motor elemzi a különbségeket. "A kétdimenziós képeken túl a téma mélységinformációt is rögzíteni tudjuk" - nyilatkozta Fife az International Solid State Circuits konferencián San Franciscoban. A Stanford kutatói még nem dolgoztak ki az adatoknak külön fájlformátumot, de Fife közlése szerint a mélység-információk külön metaadatként a JPEG képekhez csatolhatók.
Minden alrészleg saját mikrolencsét kap. Habár ez bonyolítja a chipek előállítását, egyszerűsítheti a fényképezőgépekbe szánt lencsék gyártását - közölte Fife. Ez jelentős könnyebség, tekintve a mai optikai ipar előtt álló kíhivásokat, amit az egzotikus üvegek, aszférikus tagok és egyéb avantgárd elemek jelentenek. "Határozott előny, hogy a lencsék bonyolult tervezési feladatainak egy részét a félvezetők szintjére lehet áthelyezni" - mondta Fife. "Habár a szenzoron lévő optika kihívásokat jelent, ennek gyártása még mindig jóval egyszerübb, mint a hagyományos lencséknél alkalmazott öntés és csiszolás." A mikrolencsék olyan területeken is használhatók, ahol egy hagyományos kamera csődöt mondana. Mivel nincs szükség objektívre, akár egy kémcsőbe, vagy egy állat belsejébe is behelyezhetők, megadva a szuperközeli felvételek lehetőségét.

Persze nincsen ingyen ebéd, a technológiának számos hátránya is van. Elsőként, mivel ugyanazon témát több pixelen, redundánsan rögzítenek, a képfelbontás jóval kisebb, mint a szenzoron lévő nyers érték. Másodsorban a képrészletek összeállítása és a mélységi térkép elkészítése tízszer akkora számítási kapacitást igényel, mint a hagyományos képalkotás folyamata. Ez komoly probléma, tekintve, hogy radikálisan több energiát igényel a fényképezőgépek akkumulátoraitól, és jelentősen lelassítja a fotózást. Harmadrészt a mélység rögzítése csak abban az esetben lehetséges, ha a felvételen vannak részletek, minták. "Egy egységesen sima fehér fal lefotózása esetén lehetetlen megállapítani annak távolságát" - nyilatkozta Fife.


A holografikus képek még messze vannak, de a 3D technológia biztosan lökést fog adni bizonyos hagyományos fotográfiai feladatok megoldásának. Például a ma már majd minden kompakt gépnél meglévő arcfelismerés fontos kiegészító információkhoz juthat a mélységtérkép által, pontosabb lesz a fókusz, jobb lesz az expozíció. Fife közlése szerint további lehetséges előny a zajcsökkentés, mely a mai apró masinák legfőbb problémája. Mivel a technológia számtalan külön képből állítja elő a végeredményt, egyszerűbbé válik a zaj kiszűrése. Ráadásul mivel minden egyes részleg beállítható egy adott szín rögzítésére, ez csökkentheti a mai szenzorokban meglévő "színáthallás" mértékét. (Napjaink Bayer chipjein vörös, zöld és kék érzékelők vannak, de egy fényes vörös fényt a vörös mellett a zöld és a kék pixelek is befognak, azokat is befolyásolja.)

A három dimenziós rögzítés csak egy lehetőség, lehet, hogy csak egy újabb digitális trükk marad. A hátrányok messze kisebbek az előnyöknél, és még ha a technológia soha nem is terjed el a gyakorlatban, mégis hűen jelzi a digitális fotográfiában meglévő lehetőségeket. Viszont mivel nem csak a Stanford Egyetemen dolgoznak hasonló megoldáson, hanem az Adobe is készül saját 3D technológiájával, a fotósoknak ideje megbarátkozniuk a gondolattal, és elkezdhetnek gondolkodni, hogy a sztereoszkópia ismert felhasználási területein túl mire is lehet ezt az egészet használni.