Anonim

Neredzamais zibspuldze atklāj jaunu gaismu fotografēšanai tumsā

Digitālās fotokameras

Paul Ridden

2009. gada 6. augusts

4 attēli

Kamera, zibspuldze un krāsu paraugi

Tā kā tehnoloģijas kļūst pieejamas, lai palīdzētu tiem, kas vēlas izvairīties no kaitinošas fotografēšanas pa fāzēm no paparaci, iegūt zināmu atdevi, pētnieki Dilip Krishnan un Robs Fergus no Ņujorkas universitātes ir izstrādājuši sistēmu, kas nodrošina bezbirdišus fotoattēlus sliktos apgaismojuma apstākļos, kas var izraisīt celebs pat nezinot, ka viņi ir fotografēti. Tās radītāji ir nosaukuši tumšās gaismas zibspuldzes fotografēšanu, sistēma izmanto gaismas viļņus, kas pārsniedz mūsu redzamo diapazonu, kā arī īpašu programmatūru un algoritmus, lai kvalitatīvi salīdzinātu attēlus ar ilgu ekspozīcijas attēlu.

Viens no galvenajiem dizaina mērķiem bija izveidot sistēmu, izmantojot standarta bezapkures aparatūru, protams, ar dažām izmaiņām. Pētnieki sāka ar standarta Fuji IS Pro DSLR fotokameru, kas tiek pārdota lietojumiem ar ultravioletā (UV) un infrasarkano staru (IR) darbu, un pēc tam noņēma IR bloka filtru. IR-bloka filtrs samazina kameras sensora frekvences diapazonu tā, lai tas atbilstu mūsu krāsu uztveres diapazonam (400-700 nm). Bez filtra neapstrādātais silīcija sensors reaģē uz daudz plašāku spektra diapazonu (350-1200 nm). Pēc tam fotokameras korpusam piestiprināts standarta Nikon 50 mm f / 1, 8 objektīvs, kas aprīkots ar MaxMax CC3 filtru (lai bloķētu spuldzes virs 850 nm).

Viņi pēc tam nomainīja Nikon SB-14 zibspuldzi, noņemot UV absorbējošo pārklājumu Xenon caurulē. Tas ļautu zibspuldzei izstarot gaismu līdzīgi lielākam spektra diapazonam līdz sensoram. Redzamie viļņu garumi jāfiltrē, izmantojot Hoya U360 filtru. Tas dod kamerai iespēju pievienot gaismas ainu, kamēr tas ir gandrīz neredzams tiem, kas tiek fotografēti. Tas arī nozīmē, ka var izmantot ātru aizvara ātrumu, kas palīdz samazināt redzamās kameras vibrācijas pazīmes.

Nakts redzes skats

Fotoattēli, kas tiek uzņemti, izmantojot tumšo zibspuldzi, rada attēlus, kas neatbilst mūsu vizuālās pieredzes krāsām un rada nedaudz zaļā krāsā monohromatisko efektu, kas līdzīgs tam, ko redzējis, izmantojot nakts redzamību. Tātad divi attēli tiek ierakstīti ātri (ierobežo tikai ar kameru 3 kadriem sekundē), viens ieraksta tumšās zibspuldzes spektru un citas apkārtējās gaismas frekvences redzamajā diapazonā.

Par laimi, pētniekiem nebija jāraizējas, īpaši programmējot zibspuldzi, lai tā netiktu izmantota apkārtējai videi. Modificētā zibspuldze tiek izmantota ar pilnu jaudu visiem kadriem, un cikla ilgums ir pietiekami garš, lai tas netiktu uzliesmots otrajam kadram, vienīgi dodot attēlu ar apkārtējo apgaismojumu.

Protams, pēdējais attēls ir mazs, miglains un pilna ar troksni, tāpēc, lai salīdzinātu divus attēlus, tiek izmantots speciāli izstrādāts algoritms un tiek meklēta jebkura korelācija, kas ir lielā mērā. Tādējādi apkārtējā attēla trokšņus var iztīrīt un iegūt kvalitatīvi gandrīz vienādu fotoattēlu ar ilgu ekspozīcijas attēlu.

Vai tas ir bīstami?

Tā kā zibspuldzes sistēma izmanto UV starojumu, tika pārbaudīti iespējamie veselības aizsardzības jautājumi, kas radušies sistēmas lietošanas rezultātā. Izmantojot sliekšņa robežvērtību tabulas, ko sniedza Amerikas valdības rūpniecisko higiēnistu konference (valdības iestāde, kas aplūko profesionālās un vides veselības problēmas), maksimālais drošu mirgoņu skaits dienā tika aprēķināts 130 000 attālumā 1 m attālumā no zibspuldzes. Pēc pētnieku domām: "ja mēs pieņemam, ka 30 minūtes saulē ārā parādās maksimālā pieļaujamā UV deva spilgti vasaras dienā, tad katra zibspuldze ir līdzvērtīga tam, ka tā atrodas ārpus 1/100. Sekundes." Tāpēc viņi secināja, ka tumšā zibspuldzes sistēma cilvēkiem nerada ievērojamu risku veselībai.

Citas metodes un pielietojums

Izstrādājot šo sistēmu, tika pārbaudīti citi risinājumi neinvazīvai vājā apgaismojuma fotografēšanai, ieskaitot smagas un dārgas plaša diafragmas objektīvus, pretkorozijas aparatūru, kas var palīdzēt samazināt attēla izplūšanu un vairākas noņemšanas tehnikas. Izdevumi, neērtības, ierobežoti panākumi un fotoattēli, kuros bija daudz nevēlamu artefaktu (artefakti attiecas uz virkni nevēlamu digitāla attēla izmaiņu, ko radījis sensors, optika un iekšējie kameras attēla apstrādes algoritmi), pētījums bija vērsts uz plašāku spektra viļņu garums.

Parasti kamerās tiek izmantotas tikai trīs spektrālās joslas, lai izveidotu attēlu: sarkanu, zaļu un zilu. Zibspuldze / bez zibspuldzes sistēma uztver attēlus, izmantojot piecas dažādas spektrālās joslas: ultravioletā (370-400 nm), zilā (400-500 nm), zaļa (500-600 nm), sarkana (600-700 nm) un infrasarkanā (700 nm- 800 nm). Tāpat kā zemas gaismas nodrošināšana, bez zibspuldzes tā arī paver visas jaunas jomas, ko radošie mākslas fotogrāfi varētu izpētīt. Šim projektam izstrādātais konversijas algoritms var tikt izmantots arī ar standarta fotografēšanas procesiem, lai uzlabotu attēla kvalitāti.

Nav pilnīgi ideāls

Neskatoties uz iespaidīgiem rezultātiem, joprojām pastāv dažas problēmas. Daži materiāli vai priekšmeti absorbē gan UV, gan IR gaismu, tāpēc nav redzami tumšā zibspuldzes attēlā vai rekonstrukcijā. Piemēram, lūpu lūpas ir redzamas ilgajā ekspozīcijas attēlā, bet ne tumšā zibspuldzes attēlā. Kaut arī retāk tas joprojām ir kaut kas, kas būs jāaplūko, pirms tehnoloģija varētu tikt izmantota jebkurai izmantošanai.

Daži materiāli arī fluorescē, pakļauti UV gaismai (šīs puses vai naktsklubu izbraucieni vienkārši nebūtu vienādi bez visa šī balta materiāla, kas reaģē uz UV gaismām). Tas dažkārt izraisa violetas artefaktus par attēliem, bet var arī padarīt zibspuldzi redzamus apkārtējiem.

Viens no galvenajiem šī pētījuma mērķiem bija panākt, lai šis fotografēšanas procesa fotogrāfijas neredzētu. Tumšās zibspuldzes sistēmai ir gaismas ekspozīcija tikai 1, 6 luksu sekundēs, kas, salīdzinot ar parasto redzamo zibspuldzi, 362 luksusa sekundē ir diezgan iespaidīga. Nevis absolūti neredzams, bet diezgan tuvu, ar priekšmetiem, kas tieši skatās uz zibspuldzi, kamēr tiek fotografēts, ziņojot par vāja violetas gaismas parādīšanos. Daudz ērtāk nekā mirdzoša zibspuldze.

Jau uzlabojas

Atzītas sistēmas uzlabojumi ietver mazāku zibspuldzi, kas izmanto UV un IR gaismas diodes. Tas sniegtu lielāku kontroli pār pulsa ilgumu un stingrākām spektrālo emisiju un apstrādes modifikācijām, tāpēc divu vietā ir jāņem tikai viena fotogrāfija. Tas arī varētu novest pie tā, ka šī tehnoloģija būtu pieejama mobilo tālruņu tirgum.

Pētniecības darbs tiek prezentēts Siggartas datorgrafikas un interaktīvo tehnoloģiju konferencē Ņūorleānā šonedēļ.

Attēlu pāris tiek uztverts ar bezkrāsas slēdža ātrumu, viens no tiem izmanto daudzfunkcionālu asi (F), bet otra - izmantojot apkārtējo apgaismojumu (A), kas šajā gadījumā ir 1 / 100. no pareizās ekspozīcijas. Pāri tiek apvienoti, lai iegūtu izejas attēlu (R), kas ir salīdzināmas kvalitātes ar atsauces garu ekspozīcijas fotografēšanu (L).

1. slejā parādīts tumšs asfalts (F) un ilga ekspozīcijas atsauce (L). Mūsu rezultāti ir parādīti 2. un 3. slejā. Katram apkārtējās vides attēlam (A), kas samazina ekspozīciju (iegūstot paaugstinātu troksni), tiek parādīta rekonstruētā izlaide (R). 5. ailē redzams redzams asfalta attēls (V) un redzams asfalts (D), kas ir novājināts ar neitrālajiem blīvuma filtriem tā, ka tas ir salīdzinoši žilbinošs līdz F. Zema, vidēja un augsta trokšņa līmeņi atbilst 6, 7 un 8 apstādījumiem attiecīgi nepietiekamas ekspozīcijas (atbilst 1 / 64., 1/128 un 1/256 ilgai apkārtējai iedarbībai).

Pēdējā fotografēšanā F, leļļu lūpas ir noņēmis tumšā zibspuldzes sistēma

Kamera, zibspuldze un krāsu paraugi

Ieteicams Redaktora Izvēle