Come funziona la fotocamera Lytro

Scattare la fotografia perfetta è in parte arte e in parte scienza. Ai vecchi tempi, quando la pellicola era l'unico mezzo che potevi usare, dovevi assicurarti di avere l'obiettivo, l'illuminazione e il tipo di pellicola giusti per le riprese. Poiché le fotocamere digitali erano al centro della scena, la scelta dell'obiettivo e l'illuminazione sono rimaste importanti. Altrettanto importante era la familiarità con i software di editing. Gli strumenti giusti possono aiutarti a regolare il bilanciamento del colore, il contrasto e altre caratteristiche dell'immagine.

Anche le fotocamere per fotografi professionisti hanno dei limiti. Uno di questi è il punto focale di ogni data fotografia. Immagina di aver impostato uno scatto in cui un ramo di un albero è in primo piano e una persona è in posa sullo sfondo. Regoli le impostazioni della tua fotocamera in modo che la persona sullo sfondo sia a fuoco. Il ramo dell'albero in primo piano non è a fuoco, creando quella che speri sia un'immagine artistica. Scatti la foto.

Più tardi, mentre guardi il tuo capolavoro, hai un dubbio assillante nella tua mente. Forse sarebbe stato meglio mettere a fuoco il ramo dell'albero anziché la persona in posa sullo sfondo. Forse l'ambiguità avrebbe reso la foto più intrigante. Ma non lo saprai mai, perché non puoi alterare la messa a fuoco su una foto che hai già scattato.

La fotocamera Lytro risolve questo problema. Utilizza lenti e sensori speciali per catturare tutti i campi di luce nell'ambito di una scena. Quando scatti una foto con una fotocamera Lytro, sei solo all'inizio. Con un software speciale, incluso al momento dell'acquisto della fotocamera, puoi regolare il punto focale dell'immagine dopo averla già scattata. Passare da un focus in primo piano a uno sfondo richiede solo un tocco del dito o un clic del mouse.

Come funziona? Per capirlo davvero, dovremmo prima guardare come una fotocamera tradizionale cattura un'immagine.

1. Concentrarsi sul problema
2. Campi di Luce
3. Profondità falsa
4. Quadri viventi
5. Nota dell'autore

Al livello più elementare, una fotocamera registra la luce . Quando fotografi una scena, la luce riflessa dalla scena colpisce l'obiettivo della tua fotocamera. L'obiettivo piega la luce e la reindirizza al supporto di registrazione. In una macchina da presa , quel mezzo è una striscia di plastica trattata chimicamente. In una fotocamera digitale, è un sensore elettronico.

La luce della scena si piega mentre passa attraverso l'obiettivo. I raggi luminosi convergono tutti in un unico punto. Se vuoi che il soggetto della tua fotografia sia a fuoco, devi che quel punto sia sulla superficie della tua pellicola o sul sensore digitale. È possibile regolare dove convergono i raggi avvicinando o allontanando la lente dal mezzo. Quando si mette a fuoco un obiettivo in una fotocamera, ciò che sta realmente accadendo è che l'obiettivo si avvicina o si allontana dal resto della fotocamera.

La curvatura dell'obiettivo determina quanto lontano dalla superficie dell'obiettivo la luce convergerà in un punto. Una lente piatta non farà girare la luce in un angolo così acuto come una lente arrotondata. Ecco perché il punto di convergenza per una lente piatta è più lontano dalla lente di quanto sarebbe con una lente arrotondata. A seconda di cosa vuoi fotografare, avrai bisogno dell'obiettivo giusto per assicurarti che il tuo soggetto sia a fuoco.

L'approccio standard alla fotografia somma tutta la luce che colpisce un'immagine. Non c'è una scelta con una fotocamera tradizionale in grado di catturare tutto in modo da poter cambiare la messa a fuoco dopo aver scattato la fotografia: ciò che vedi nell'immagine finale è ciò che ottieni. Ma se potessi registrare tutti i singoli raggi di luce in modo che la tua immagine abbia tutte le informazioni visive di una scena, potresti passare da un punto focale all'altro con il software giusto.

Questa è la base per la fotocamera Lytro. Cattura non solo la quantità totale di luce all'interno di una scena, ma i campi di luce effettivi.

Quando guardiamo un oggetto illuminato, i nostri occhi rilevano la luce che rimbalza da quell'oggetto. Quella luce viaggia in tutte le direzioni: se l'oggetto è trasparente, anche la luce continua attraverso di esso. Se potessi isolare un singolo punto nello spazio all'interno di questa scena illuminata, scopriresti raggi di luce che attraversano, viaggiando in tutte le direzioni.

Un campo luminoso descrive questo fenomeno. Puoi pensare a un raggio di luce come a qualcosa che ha cinque dimensioni. Tre di queste dimensioni sono le dimensioni spaziali che tutti conosciamo -- ciò che si traduce approssimativamente in altezza, lunghezza e profondità, o gli assi x, yez. Le altre due dimensioni si riferiscono al flusso di luce lungo il raggio.

La distribuzione geometrica della luce è quella che chiamiamo funzione plenottica . La parola plenottico deriva dalla parola latina plenus che significa pieno o completo. L' ottica si riferisce al comportamento della luce. Per catturare la luce completa di una scena, avremmo bisogno di una telecamera plenottica.

Una telecamera plenottica letterale è solo un esercizio di pensiero. Gli oggetti fisici opachi bloccano la luce: causano occlusione. Per catturare un campo luminoso, la fotocamera - e il fotografo - dovrebbero occupare simultaneamente ogni prospettiva attorno a un soggetto senza bloccare la luce. Non abbiamo capito come posizionare una fotocamera per catturare ogni punto di vista attorno a un soggetto o prevenire l'occlusione. Ma la fotocamera Lytro simula alcune funzioni plenottiche.

Il dispositivo ha alcune cose in comune con la tua fotocamera digitale media . Ha una lente e un'apertura attraverso la quale passa la luce. Ha anche un sensore che rileva la luce. Ma tra i due c'è una serie di microlenti. Questi obiettivi sono molto più piccoli dell'obiettivo principale del Lytro: un prototipo di fotocamera plenottica che era il predecessore del Lytro aveva microlenti 280 volte più piccole dell'obiettivo principale [fonte: Ng ].

Gli obiettivi nell'array dirigono la luce dal retro dell'obiettivo principale al sensore. Il sensore cattura il campo luminoso tra l'apertura dell'obiettivo del Lytro e il sensore. La risoluzione delle fotografie dipende sia dalla potenza del sensore che dal numero di microlenti nell'array.

Dopo aver catturato un'immagine, è il momento di sgranocchiare alcuni numeri.

Immagina di avere un lungo tavolo pieno di oggetti. Stai a un'estremità del tavolo e ti concentri sul gruppo di oggetti più vicino e scatti una foto. Con una normale fotocamera digitale , ti ritroveresti con una foto in cui gli oggetti più vicini sono a fuoco. Più lontani sono gli altri oggetti, più sfocati e indistinti appariranno nell'immagine.

Inizialmente, anche una foto Lytro può sembrare così. Ma se indichi che vorresti che un'area diversa dell'immagine fosse a fuoco - vuoi davvero vedere quei fantastici giocattoli che metti all'altra estremità del tavolo forse - il punto focale cambia.

Il sensore del Lytro può generare immagini diverse in base al campo luminoso catturato all'interno della fotocamera. Sebbene tu sia limitato dalle impostazioni di messa a fuoco di una fotocamera fisica quando scatti una foto, Lytro ti offre delle scelte. Questo perché puoi cambiare la profondità focale di un'immagine Lytro dopo aver già scattato la foto.

Quando metti a fuoco una fotocamera fisica, sposti l'obiettivo e l'apertura più vicino o più lontano dal sensore. Un'immagine Lytro - il file immagine proprietario è chiamato Light Field Picture o file LFP - contiene informazioni sul campo luminoso per quell'immagine. In sostanza, il software crea un obiettivo e un sensore virtuali, simulando cosa accadrebbe se dovessi cambiare fisicamente la messa a fuoco su una fotocamera tradizionale. La lente virtuale si avvicina o si allontana dal sensore virtuale.

Una complessa raccolta di algoritmi fa il lavoro. La luce che catturi con la fotocamera funge da informazione. Gli algoritmi sono un insieme di indicazioni che il software Lytro deve seguire. Il software simula ciò che avrebbe fatto una fotocamera fisica e genera l'immagine con il punto focale appropriato. Senza le informazioni dal campo luminoso, ciò non sarebbe possibile: il Lytro non avrebbe le informazioni necessarie per cambiare la messa a fuoco.

L'azienda offre un prodotto software chiamato Lytro Desktop che ti consente di archiviare e manipolare le foto di Lytro sul tuo computer. Alla fine, la fotocamera potrebbe anche consentire di scattare foto con una profondità di campo estesa. Ciò significa che potresti essere in grado di scattare una foto con oggetti in primo piano e sullo sfondo e mantenere tutto a fuoco allo stesso tempo. Algoritmi di profondità di campo estesi essenzialmente mettono insieme una foto prendendo le parti più nitide di ogni potenziale immagine che otterresti da uno scatto con la fotocamera Lytro. È quasi come scattare una serie di foto con punti focali diversi, ritagliare tutti i frammenti che sono effettivamente a fuoco e poi incollarli tutti insieme.

La società Lytro chiama le immagini LFP "quadri viventi". Questo perché puoi condividere queste immagini attraverso una piattaforma speciale chiamata Lytro Web. La piattaforma supporta il software che consente di cambiare la messa a fuoco su un'immagine. Condividendo le tue foto su questa piattaforma, puoi consentire ad altre persone di esplorare le tue foto e cambiare la messa a fuoco tutte le volte che vogliono.

Puoi anche scegliere di mantenere i tuoi file archiviati localmente sul tuo computer, visualizzandoli con il software Lytro Desktop. Questo software ti dà anche la possibilità di cambiare la messa a fuoco su qualsiasi immagine scattata con la fotocamera Lytro in qualsiasi momento. Mentre i file LFP contengono tutte le informazioni sul campo luminoso delle immagini che hai scattato, il software contiene la serie di istruzioni necessarie per cambiare i punti focali.

Uno degli aspetti negativi dell'approccio alla fotografia in campo luminoso è che i file di immagine tendono ad essere di grandi dimensioni. Sono grandi perché catturare tutte le informazioni all'interno di un campo luminoso occupa molto spazio dati. Un tipico file LFP è di circa 16 megabyte. Al contrario, una tipica immagine JPEG sul Web può essere solo di 30 kilobyte o inferiore.

Un altro aspetto negativo è che non è possibile condividere un'immagine LFP al di fuori della piattaforma Web Lytro. Se vuoi condividere un LFP, devi prima caricarlo su Lytro Web. Quindi puoi inviare il link a chi vuoi.

Puoi convertire i file LFP in file JPEG ma c'è un problema. Un JPEG non può supportare il formato immagine vivente, in altre parole, non puoi cambiare la messa a fuoco. Per esportare un LFP come JPEG, devi prima scegliere quale punto focale desideri nell'immagine. In quanto JPEG, la tua foto non sarà modificabile: è solo una normale foto digitale .

La fotografia in campo luminoso eliminerà la necessità di sviluppare abilità fotografiche come composizione e messa a fuoco? A breve termine, sembra che i limiti del Lytro gli impediranno di eliminare il duro lavoro e l'abilità artistica che i fotografi seri sviluppano in anni di pratica. Ma forse in futuro queste fotocamere renderanno facile puntare, riprendere e mettere a fuoco ciò che ti piace in seguito.

Ecco un esempio di Living Picture. Questa immagine è stata catturata da hanlin, membro della comunità di Lytro. Cliccando sulla Torre Eiffel sullo sfondo la mette a fuoco. Facendo clic sul modello in primo piano si ripristina nuovamente la messa a fuoco.

Quando ho sentito parlare per la prima volta della fotocamera Lytro, sono rimasto sbalordito. Sono abituato a fotografie relativamente statiche. Ho familiarità con le modifiche minori e le impostazioni di ritocco nel mondo della fotografia digitale, ma ci sono alcuni limiti difficili contro i quali non pensavo avresti potuto aggirare. La fotocamera Lytro mi ha aperto gli occhi su altre possibilità. Ho anche avuto modo di suonare con uno nella primavera del 2012 a un evento stampa. Purtroppo, me lo hanno fatto restituire prima che potessi correre fuori, scattando foto in un diabolico impeto fotografico.

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Fonti