צלם עכשיו, מקד אחר כך

לא עוד תצלמו את התמונה המושלמת ואז תגלו שהיא לא ממוקדת: מצלמות פנלאופטיות מצלמות תמונה אחת בכל המוקדים ועומקי השדה האפשריים. את המיקוד תבחרו בעצמכם מאוחר יותר

כמה פעמים קרה לכם שצילמתם תמונה וגיליתם מאוחר מדי שהפוקוס התקלקל? וכמה פעמים קרה לכם שהשוט המושלם התחרבן בגלל שלמצלמה הדיגיטלית מסוג הצבע-ולחץ שלכם לקח עשרים מאיות השניה יותר מדי למצוא פוקוס אוטומטי? ורגע, כמה פעמים צילמתם את אותה התמונה פעם אחרי פעם, כל פעם במיקוד שונה, כדי שתוכלו לבחור את הטובה ביותר אחר כך? אה, אתם לא עושים דברים כאלו? אנחנו כן. העניין העיקרי הוא שהבעיות האלו שייכות לעבר. או לפחות עד שהמצלמות הפלנאופטיות (Plenoptic) יהיו זמינות במחירים סבירים.

 

רגע, מה זו מצלמה פלנאופטית?

בצילום פלנאופטי, המצלמה קולטת את כל טווחי המיקוד וכל עומקי השדה בתמונה אחת. לאחר מכן אתם יכולים לבחור במה להתמקד: רוצים שהפוקוס יהיה על הבחורה הנאה שצילמתם? קליק אחד ואתם שם. רגע, מעדיפים שהתמונה תתמקד בבחורה הנאה עוד יותר שבמקרה עברה ברקע? עוד קליק.

 

כדי להגיע להישג הזה, המצלמה לא מצלמת סדרה של תמונות אחת אחרי השניה, אלא תמונה אחת, שמכילה המון תמונות זעירות בתוכה - תמונה שנקראת "תמונת שדה אור" (light field). לאחר מכן אפשר להשתמש בתוכנה מיוחדת כדי לבחור את המיקוד של התמונה.

 

כך נראית תמונה פלנאופטית, מתוך הדגמה של אדובי:

 

איך זה עובד

כדי להבין איך מצלמה פלנאופטית עובדת, צריך קודם להבין איך מצלמה רגילה עובדת: קרני אור מגיעות לעדשה, שממקדת את הקרניים כך שהן פוגעות בזווית ישרה בחיישן האור (מה שפעם היה פילם, והיום הוא אוסף של תאים רגישים לאור).

 

אילוסטרציה של אפקט קמרה אובסקורה, העיקרון שעל פיו עובדות מצלמות. רק דמיינו שבמקום קופסה מדובר במצלמה, במקום חור בקרטון מדובר בעדשה, במקום קיר שחור יש חיישן אור, ובמקום נר אתם מצלמים משהו פחות משעמם

 

מצלמה פלנאופטית עושה כמעט את אותו הדבר כמו מצלמה רגילה, רק שבמקום להגיע ישר מהעדשה אל החיישן, קרני האור עוברות מהעדשה דרך כוורת של עדשות זעירות מאוד (microlens array) שנמצאות בתוך המצלמה לפני שהן פוגעות בחיישן. העדשות האלה מפזרות את קרני האור במיקודים שונים ויוצרות מטריצה של חלקי תמונות קטנים.

 

כך נראית תמונה פלנאופטית:

 

כל עיגול בתמונה למעלה הוא תוצר של מיקרו עדשה אחת. כל מיקרו עדשה מייצרת את מה שבתמונה הסופית יהיה רק פיקסל בודד. זאת אומרת שכדי להגיע לתמונה ברזולוציה של מגהפיקסל צריך מיליון מיקרו עדשות בתוך המצלמה.

 

אם נסתכל יותר מקרוב על "פיקסל" של מיקרו עדשה נגלה שכל אחת מהן ייצרה אוסף של מיקרו תמונות, שכל אחת מהן בפוקוס קצת אחר.

 

 

לאחר מכן, באמצעות תוכנת מחשב, ניתן לבחור את המישור בתמונה שיהיה בפוקוס. אפשר גם לבחור עומק שדה ובכך לקבוע כמה עמוק נוכל לראות בתמונה במיקוד מלא וכמה בטישטוש.

 

הדגמה של בחירת מישור מיקוד ועומק שדה. התמונות בשמאל הן בעלות עומק שדה רדוד ומישור רחוק. התמונות באמצע הן בעלות עומק שדה רדוד ומישור קרוב. התמונות בימין הן בעלות עומק שדה עמוק, כך שכל המישורים ממוקדים

 

בזכות כוורת המיקרו עדשות ושבירת האור בכיוונים שונים, כל בחירה של עומק שדה משנה גם את הפרספקטיבה של התמונה במעט. הסרטון הבא מדגים איך משתנה תמונה בהתאם לבחירת עומק השדה ובחירת המישור שיהיה במיקוד. שימו לב שכשהדובר בסרטון משנה את עומק השדה, התמונה נראית כאילו המצלמה זזה סביב הצבעים, אך עדיין מדובר בתמונה שנוצרה בחשיפה אחת, בלי תנועה.

 

 

המגבלות של מצלמות פלנאופטיות

הרזולוציה במצלמות פלנאופטיות נמוכה בהרבה ממה שאתם מצפים, ונמצאת בשלב שבו הצילום הדיגיטלי היה לפני עשור. כמה נמוכה? בין מגהפיקסל אחד לשלושה. החיישנים במצלמות פלנופטיות הם אותם חיישנים שמסוגלים ללכוד 12, 14 או אפילו 16 מגהפיקסלים, אבל בכל אחת יש אוסף של מיקרו עדשות, וכל אחת מייצגת פיקסל אחד סופי, הרזולוציה יורדת. אדובי פיתחה אב טיפוס של מצלמה עם חיישן של 100 מגהפיקסל - רק כדי להגיע לרזולוציה סופית של חמישה מגהפיקסל.

 

הפיתרון המתבקש הוא להקטין את גודל המיקרו עדשות כדי לאפשר יותר פיקסלים סופיים על גבי אותו חיישן, אבל ככל שמקטינים את המיקרו עדשות, כך גדלה ההשתברות של קרני האור - והתמונה מיטשטשת.

 

רוצים מצלמה פלנאופטית?

אמרנו בהתחלה שהמצלמות האלה כבר מציאות ואפשר לרכוש אותן. הבעיה היא מיעוט החברות שמתעסקות בטכנולוגיה הזו.

 

את מרבית העבודה עשה ד"ר רֶן אן ג'י, שחיבורו המדעי משמש כבסיס מחקרי למרבית השוק. החברה שהקים, Lytro, מפתחת מצלמה פלנאופטית לשוק הביתי, ומציעה באתר שלה לשמור מראש הזמנה למצלמה, לכשתהיה. אין באתר של ליטרו את מחיר המצלמה העתידית, וכן תמונות שלה או מפרט טכני.

 

חברת Raytrix הגרמנית כבר מוכרת דגמים שונים של מצלמות פלנאופטיות שעיקר ההבדל ביניהן הוא הרזולוציה. דגם R5 בעל מגהפיקסל אחד, וה-R11 בעל שלושה מגהפיקסל. רייטריקס לא מפרסמת באתר את מחירי המצלמות, אבל באתר amazingnotes מדווחים על מחיר של 25 אלף דולר לדגם המתקדם. תמורת מחיר באמת לא ידוע תוכלו לשלוח לרייטריקס את המצלמה הדיגיטלית שלכם עבור הסבה לפלנאופטיוּת, אבל החברה אומרת שהרזולוציה שלה תקטן פי 4.

 

איך זה לצלם תמונת שדה אור?

רוצים לחוות איך זה לשנות את הפוקוס על תמונה שצולמה מראש? כנסו לגלריה של ליטרו ותוכלו לשחק עם תמונות שצולמו עם מצלמה פלנופטית ולשנות את מיקוד התמונה בהתאם לרצונכם. מומלץ.