Могут ли камеры снимать из-за угла…

… озадачили себя ученые из Массачусетского Университета (MIT) и выяснили, что ничего невозможного в этом мире нет. Ну, а для получения результата достаточно применить голову и современные технологии. Более того, они даже сделали прототип камеры, которая из-за угла снимать все-таки способна. Зачем ученым такая разработка, они честно не сказали, так что можно сделать вывод, что наверняка идею потом продадут промышленникам — по всей видимости, военные от нее то ли отказались, то ли уже обкатали и поняли бесперспективность, потому что, в противном случае, давно бы засекретили.

Сначала поговорим о том, как система работает… На видео, которое вам покажет BBC, профессор Рамеш Раскар на немного ломанном английском объясняет, что работает все довольно-таки просто. Так, наверняка все фотографы знают, что свет путешествует линейно, правда, как и звук, способен отражаться от поверхностей, причем, от поверхностей разного цвета по-разному, благодаря чему наш глаз воспринимает не только форму объекта, но и цвет (черный отражает хуже, белый лучше). Вы наверняка обращали внимание, как работает вспышка: делает импульс, который попадает на объект, потом возвращается в объектив. Из-за того, что объемный объект еще и отражает свет под разными углами, на матрице (пленке) формируется определенный светотеневой рисунок, соответствующий тому, что принято называть объемом.

Камера МТИ, которая умеет снимать из-за угла

Изображение: BBC, перевод: Простые фокусы

В принципе, то же самое можно переделать и под отражение от стен, особенно, если начинать с черно-белого изображения, то есть захватывать хотя бы форму объекта. Посылаемый в сторону отражающей поверхности луч точно так же отражается от нее, в соответствии со всеми физическими законами, а, доходя до конкретного невидимого объекта, проделывает обратный путь уже и от него, возвращаясь в камеру. В качестве такого сверхточного луча, как вы поняли, используется лазерный, который «сканирует» находящееся за углом изображение, используя доступные поверхности, а матрица камеры уже считывает полученные показания при отражении, формируя впоследствии очертания невидимого объекта путем нудных математических вычислений. Впрочем, все это пока теория… практика ведь, как всегда, намного сложнее.

Во-первых, сейчас прототип в университете занимает целую комнату, а тренируется на вырезанных из бумаге птичках (плоских, то есть), сканируя их довольно долго. Естественно, прототип пока не воспринимает цвет — ему бы с формой пока разобраться. Радует хотя бы то, что камера уже научилась отделять объект от фона (как вы понимаете, луч отражается не только от того объекта, который требуется увидеть, но и от того, на чем он сидит и что его окружает, включая и другие стены).

Более того, от плоского объекта свет отражается равномерно по всей поверхности — куда сложнее будет на следующем этапе, когда придется разглядывать объекты, имеющие объем — от них свет разлетается во все стороны, отражаясь правильно только при падении луча под прямым углом к поверхности, хотя и здесь наверняка какое-то решение можно найти. Далее, проблемой является и сама поверхность, от которой планируется отражать. Неровная поверхность лучше теряет сигнал, соответственно, его нужно дополнительно усиливать и прилагать лишние математические усилия для расчетов, да и идеальной ситуации никогда не будет, особенно, если учесть области возможного применения камеры (спасатели и пожарные во время пожаров, системы навигации, эндоскопия в медицине) — ведь всегда будет стоять вопрос прозрачности и проницаемости среды, правильных углов падения лазерного луча и пр. И тем не менее, нам кажется, что это все равно близко к прорыву: в фотографии использовать, по причине низкого качества получаемого изображения, но в прикладных сферах вполне должно подойти, если, конечно, денег на проект дадут.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *