Como funciona a câmera Lytro

Tirar a fotografia perfeita é parte arte e parte ciência. Antigamente, quando o filme era o único meio que você podia usar, você tinha que ter certeza de ter a lente, a iluminação e o tipo de filme certos para a tomada. Como as câmeras digitais ocuparam o centro do palco, a escolha da lente e a iluminação permaneceram importantes. Igualmente importante foi a familiaridade com o software de edição. As ferramentas certas podem ajudá-lo a ajustar o equilíbrio de cores, contraste e outros recursos da imagem.

Até câmeras para fotógrafos profissionais têm limitações. Um deles é o ponto focal para qualquer fotografia. Imagine que você configurou uma cena em que um galho de árvore está em primeiro plano e uma pessoa está posando em segundo plano. Você ajusta as configurações da sua câmera para que a pessoa no fundo fique em foco. O galho de árvore em primeiro plano não está em foco, criando o que você espera que seja uma imagem artística. Você tira a foto.

Mais tarde, ao contemplar sua obra-prima, você tem uma dúvida incômoda em sua mente. Talvez tivesse sido melhor focar no galho da árvore em vez da pessoa posada ao fundo. Talvez a ambiguidade tivesse tornado a imagem mais intrigante. Mas você nunca saberá, porque você não pode alterar o foco em uma foto que você já tirou.

A câmera Lytro resolve esse problema. Ele usa lentes e sensores especiais para capturar todos os campos de luz dentro do escopo de uma cena. Quando você tira uma foto com uma câmera Lytro, você está apenas começando. Com um software especial, incluído na compra da câmera, você pode ajustar o ponto focal da imagem depois de já tê-la tirado. Alternar de um foco de primeiro plano para um plano de fundo leva apenas um toque de seu dedo ou clique de um mouse.

Como funciona? Para realmente entendê-lo, primeiro devemos observar como uma câmera tradicional captura uma imagem.

1. Foco no problema
2. Campos de luz
3. Profundidade de falsificação
4. Imagens vivas
5. Nota do autor

No nível mais básico, uma câmera registra a luz . Quando você fotografa uma cena, a luz refletida pela cena atinge a lente da câmera. A lente desvia a luz e a redireciona para o meio de gravação. Em uma câmera de filme , esse meio é uma tira de plástico tratado quimicamente. Em uma câmera digital, é um sensor eletrônico.

A luz da cena se curva ao passar pela lente. Os raios de luz convergem todos em um único ponto. Se você deseja que o assunto da sua fotografia esteja em foco, você precisa que esse ponto esteja na superfície do seu filme ou no sensor digital. Você pode ajustar para onde os raios convergem movendo a lente para mais perto ou mais longe do meio. Quando você focaliza uma lente em uma câmera, o que realmente acontece é que a lente está se aproximando ou se afastando do resto da câmera.

A curvatura da lente determina a que distância da superfície da lente a luz converge para um ponto. Uma lente plana não fará a luz virar um ângulo tão nítido quanto uma lente arredondada. É por isso que o ponto de convergência para uma lente plana está mais longe da lente do que seria com uma lente arredondada. Dependendo do que você deseja fotografar, você precisará da lente certa para garantir que seu assunto esteja em foco.

A abordagem padrão para a fotografia totaliza toda a luz que atinge uma imagem. Não há uma escolha com uma câmera tradicional que pode capturar tudo para que você possa mudar o foco depois de tirar a fotografia - o que você vê na imagem final é o que você obtém. Mas se você pudesse gravar todos os raios de luz individuais para que sua imagem tenha todas as informações visuais de uma cena, você poderia alternar de um ponto focal para outro com o software certo.

Essa é a base para a câmera Lytro. Ele captura não apenas a quantidade total de luz em uma cena, mas os campos de luz reais.

Quando olhamos para um objeto iluminado, nossos olhos detectam a luz refletida desse objeto. Essa luz viaja em todas as direções - se o objeto é transparente, a luz continua através dele também. Se você fosse capaz de isolar um único ponto no espaço dentro dessa cena iluminada, descobriria raios de luz atravessando, viajando em todas as direções.

Um campo de luz descreve esse fenômeno. Você pode pensar em um raio de luz como algo que tem cinco dimensões. Três dessas dimensões são as dimensões espaciais com as quais todos estamos familiarizados - o que se traduz aproximadamente em altura, comprimento e profundidade, ou os eixos x, y e z. As outras duas dimensões referem-se ao fluxo de luz ao longo do raio.

A distribuição geométrica da luz é o que chamamos de função plenóptica . A palavra plenóptica vem da palavra latina plenus que significa completo ou completo. A óptica refere-se ao comportamento da luz. Para capturar a luz completa de uma cena, precisaríamos de uma câmera plenóptica.

Uma câmera plenóptica literal é apenas um exercício de pensamento. Objetos físicos opacos bloqueiam a luz – eles causam oclusão. Para capturar um campo de luz, a câmera – e o fotógrafo – teriam que habitar todas as perspectivas ao redor de um assunto simultaneamente sem bloquear a luz. Não descobrimos como posicionar uma câmera para capturar todos os pontos de vista em torno de um assunto ou evitar a oclusão. Mas a câmera Lytro simula algumas funções plenópticas.

O dispositivo tem algumas coisas em comum com sua câmera digital média . Tem uma lente e uma abertura através da qual a luz passa. Ele também tem um sensor que detecta a luz. Mas entre os dois há uma série de microlentes. Essas lentes são muito menores do que a lente principal da Lytro -- um protótipo de câmera plenóptica que foi a predecessora da Lytro tinha microlentes que eram 280 vezes menores que a lente principal [fonte: Ng ].

As lentes na matriz direcionam a luz da parte traseira da lente principal para o sensor. O sensor captura o campo de luz entre a abertura da lente do Lytro e o sensor. A resolução das fotografias depende tanto da potência do sensor quanto do número de microlentes na matriz.

Depois de capturar uma imagem, é hora de processar alguns números.

Imagine que você tem uma longa mesa cheia de objetos. Você fica em uma extremidade da mesa e foca no grupo de objetos mais próximo e tira uma foto. Com uma câmera digital normal , você acabaria com uma foto em que os objetos mais próximos estão em foco. Quanto mais distantes estiverem os outros objetos, mais difusos e indistintos eles aparecerão na imagem.

Inicialmente, uma foto Lytro também pode parecer assim. Mas se você indicar que gostaria que uma área diferente da imagem estivesse em foco - você realmente quer ver aqueles brinquedos legais que você coloca na outra ponta da mesa, talvez - o ponto focal muda.

O sensor do Lytro pode gerar imagens diferentes com base no campo de luz capturado dentro da câmera. Embora você esteja limitado pelas configurações de foco de uma câmera física ao tirar uma foto, o Lytro oferece opções. Isso porque você pode alterar a profundidade focal de uma imagem Lytro depois de já ter tirado a foto.

Conforme você foca uma câmera física, você move a lente e a abertura para mais perto ou mais longe do sensor. Uma imagem Lytro - o arquivo de imagem proprietário é chamado de arquivo Light Field Picture ou LFP - contém informações sobre o campo de luz para essa imagem. Essencialmente, o software cria uma lente e um sensor virtuais, simulando o que aconteceria se você mudasse fisicamente o foco em uma câmera tradicional. A lente virtual se aproxima ou se afasta do sensor virtual.

Uma coleção complexa de algoritmos faz o trabalho. A luz que você captura com a câmera serve como informação. Os algoritmos são um conjunto de direções para o software Lytro seguir. O software simula o que uma câmera física teria feito e gera a imagem com o ponto focal apropriado. Sem as informações do campo de luz, isso não seria possível - o Lytro não teria as informações necessárias para mudar o foco.

A empresa oferece um produto de software chamado Lytro Desktop que permite armazenar e manipular fotos Lytro em seu computador. Eventualmente, a câmera também pode permitir que você tire fotos com uma profundidade de campo estendida. Isso significa que você pode tirar uma foto com objetos em primeiro e segundo plano e manter tudo em foco ao mesmo tempo. Os algoritmos de profundidade de campo estendidos essencialmente reúnem uma foto, tirando as partes mais nítidas de cada foto em potencial que você obteria de uma foto da câmera Lytro. É quase como tirar uma série de fotos com diferentes pontos focais, recortando todos os pedaços que estão realmente em foco e depois colando tudo.

A empresa Lytro chama as imagens LFP de "imagens vivas". Isso porque você pode compartilhar essas imagens por meio de uma plataforma especial chamada Lytro Web. A plataforma suporta o software que permite alternar o foco em uma imagem. Ao compartilhar suas fotos nesta plataforma, você pode permitir que outras pessoas explorem suas fotos e alterem o foco com a frequência que quiserem.

Você também pode optar por manter seus arquivos armazenados localmente em seu computador, visualizando-os com o software Lytro Desktop. Este software também oferece a capacidade de alternar o foco em qualquer imagem capturada com a câmera Lytro sempre que desejar. Enquanto os arquivos LFP contêm todas as informações sobre o campo de luz das imagens que você tirou, o software contém o conjunto de instruções necessárias para alternar os pontos focais.

Uma das desvantagens da abordagem de fotografia de campo de luz é que os arquivos de imagem tendem a ser grandes. Eles são grandes porque capturar todas as informações dentro de um campo de luz ocupa muito espaço de dados. Um arquivo LFP típico tem cerca de 16 megabytes. Por outro lado, uma imagem JPEG típica na Web pode ter apenas 30 kilobytes ou menos.

Outra desvantagem é que você não pode compartilhar uma imagem LFP fora da plataforma Lytro Web. Se você deseja compartilhar um LFP, primeiro você deve carregá-lo no Lytro Web. Então você pode enviar o link para quem quiser.

Você pode converter arquivos LFP em arquivos JPEG, mas há um problema. Um JPEG não suporta o formato de imagem viva -- em outras palavras, você não pode mudar o foco. Para exportar um LFP como JPEG, primeiro você deve escolher qual ponto focal deseja em sua imagem. Como JPEG, sua imagem será imutável - é apenas uma foto digital normal .

A fotografia de campo de luz eliminará a necessidade de desenvolver habilidades de fotografia como composição e foco? A curto prazo, parece que as limitações do Lytro o impedirão de eliminar o trabalho duro e a habilidade artística que fotógrafos sérios desenvolvem ao longo de anos de prática. Mas talvez no futuro essas câmeras facilitem apenas apontar, fotografar e focar no que você quiser mais tarde.

Aqui está um exemplo de uma imagem viva. Esta imagem foi capturada por hanlin, membro da comunidade Lytro. Clicar na Torre Eiffel ao fundo a coloca em foco. Clicar no modelo em primeiro plano muda o foco novamente.

Quando ouvi pela primeira vez sobre a câmera Lytro, fiquei surpreso. Estou acostumado a fotografias serem relativamente estáticas. Estou familiarizado com pequenas edições e ajustes de configurações no mundo da fotografia digital, mas existem alguns limites rígidos que você enfrenta que eu não acho que você poderia contornar. A câmera Lytro abriu meus olhos para outras possibilidades. Eu até joguei com um na primavera de 2012 em um evento de imprensa. Infelizmente, eles me fizeram devolver antes que eu pudesse correr para fora, tirando fotos em um ajuste fotográfico diabólico.

Artigos relacionados

Origens