DW: Цифровая фотография. Счет пошел на гигапиксели

Современные фотокамеры имеют разрешение, измеряемое десятками мегапикселей... Казалось бы, немало? Куда там!

Современные фотокамеры имеют разрешение, измеряемое десятками мегапикселей… Казалось бы, немало? Куда там! Специалисты Дюкского университета создали прототип суперкамеры с разрешением более одного гигапикселя.

В любительской цифровой фотографии маркетинговая гонка за мегапикселями продолжается. Сегодня многие производители предлагают вполне доступные по цене компактные камеры с разрешением в 12, 14, 16 и даже 20 мегапикселей. А ведь еще совсем недавно столь высоким разрешением не могли похвастаться и профессиональные камеры.

Но продвинутые пользователи понимают, что одно лишь высокое номинальное разрешение само по себе еще отнюдь не гарантирует высокое качество снимков, особенно в компактных камерах. Тут многое зависит от физических размеров светочувствительной матрицы, и от оптических свойств объектива, и от целого ряда других параметров. Но в области профессиональной съемки разрешение матрицы действительно является во многих случаях самым важным показателем камеры, здесь гонка за мегапикселями имеет куда больше смысла.

Суперкамера из 98 микрокамер

Поэтому едва ли стоит удивляться тому, что конструкторы нацелились уже на разрешение, измеряемое гигапикселями. Напомню: один гигапиксель – это тысяча мегапикселей. Недавно группа американских инженеров во главе с Дейвидом Брейди (David Brady) из Дюкского университета в Дареме, штат Северная Каролина, представила на страницах научного журнала Nature первый прототип такой камеры.

Понятно, что изделие даремских умельцев не имеет решительно ничего общего с теми карманными «мыльницами», что принято брать с собой в отпуск. Камера Дейвида Брейди – весьма внушительное стационарное сооружение, а в ее основе лежит необычная концепция. Разработчик поясняет: «Эта система аналогична той, что используется при создании суперкомпьютеров. Как суперкомпьютер состоит из десятков соединенных параллельно микропроцессоров, так и наша суперкамера состоит из десятков соединенных параллельно микрокамер. Конкретно речь идет о 98 камерах с разрешением в 14 мегапикселей каждая, закрепленных на металлической полусфере. А строго в центре этой полусферы размещен объектив».

Суперкамера считает лебедей…

Объектив представляет собой сферическую линзу, которая распределяет падающий свет на 98 микрокамер. Конструкция позволяет реализовать угол обзора в 120 градусов по горизонтали и 50 градусов по вертикали При нажатии на спусковую кнопку затвора суперкамеры все микрокамеры синхронно делают снимки с разрешением в 14 мегапикселей, причем выдержка каждой из 98 микрокамер устанавливается индивидуально. А затем компьютер с помощью специального программного обеспечения комбинирует все 98 снимков в одиное панорамное изображение с исключительно высоким разрешением.

«Мы взяли наш прототип в один из природных заповедников в штате Северной Каролине, – рассказывает Дейвид Брейди. – Там проводят зиму многие сотни лебедей. Так вот, с помощью этой суперкамеры мы получили снимки птичьей колонии столь высокой четкости, что смогли потом подсчитать количество особей». Некоторые из лебедей находились во время съемки на расстоянии 400 метров от объектива. Тем не менее, даремским инженерам без труда удалось распознать 656 птиц на воде и 27 в полете.

…и выявляет нарушителей правил дорожного движения

Не менее впечатляющим представляется и еще один снимок, выложенный на сайте Дюкского университета. Он демонстрирует исключительные возможности суперкамеры в качестве камеры слежения. На этом снимке запечатлена круговая уличная развязка в одном из жилых кварталов города. Высочайшее разрешение дает возможность увеличить любой фрагмент изображения настолько, что становятся видны, например, и дорожный знак, запрещающий остановку, и номер машины, припаркованной прямо под этим знаком.

Понятно, что суперкамера представляет интерес, прежде всего, для военного ведомства. Не зря ее разработку финансировало американское Управление перспективного планирования оборонных научно-исследовательских работ (DARPA – Defense Advanced Research Projects Agency). Правда, стационарные камеры со столь высоким разрешением разрабатывались и раньше, но эта – первая, имеющая перспективу стать более или менее портативной.

Суперкамера сделает телевидение интерактивным

Пока нынешний прототип способен делать не более трех снимков в минуту. Но Дейвид Брейди уверен, что ему и его коллегам удастся вскоре значительно повысить «скорострельность» суперкамеры – настолько, что ее можно будет использовать в кино и на телевидении: «Сегодня вам показывают фильмы или спортивные соревнования так, что у вас нет возможности выбрать иной ракурс, рассмотреть часть картинки, оставшейся за кадром. Наша суперкамера сделает телевидение интерактивным. Зритель сможет сам определять ракурс и увеличивать любые детали картинки. Любитель спорта увидит гораздо больше, чем если бы он сам сидел на стадионе».

Разработчики суперкамеры представляют себе дело так: пульт дистанционного управления телевизором должен располагать джойстиком, с помощью которого любой телезритель мог бы стать сам себе телережиссером. Осталось только решить проблему портативности. Дейвид Брейди говорит: «Сейчас суперкамера имеет габаритные размеры 75 на 75 на 50 сантиметров. На долю оптики приходится крайне малая часть этого объема, основное место занимают электроника и системы охлаждения, но они поддаются миниатюризации. Думаю, уже к концу следующего года наша суперкамера станет гораздо компактнее и по размерам сравняется с сегодняшними профессиональными телекамерами. Тогда мы начнем серийный выпуск. Мы рассчитываем продавать примерно 100 штук в год».

В карман, конечно, такое изделие все равно не положишь, однако в чемодан отпускника оно вполне может поместиться. Правда, это должен быть очень состоятельный отпускник: ведь цена суперкамеры составит около 100 тысяч долларов.