Znanstveni tim sa Sveučilišta Carnegie Mellon ostvario je značajan napredak u području optike, razvojem kamere s tzv. prostorno selektivnim fokusiranjem. Za razliku od tradicionalnih objektiva koji mogu izoštriti samo jednu ravnu plohu scene koju se snima, ovaj sustav omogućava objektivu istovremeno fokusiranje objekata na različitim udaljenostima. Nova tehnologija rješava problem koji muči dizajnere kamera više od stoljeća – gubitak oštrine detalja koji se nalaze ispred ili iza fiksne točke fokusa.

Napredna hibridna tehnologija

Tradicionalna rješenja, poput sužavanja otvora blende za veću dubinsku oštrinu, često rezultiraju zatamnjenjem slike i pojavom optičkih nepravilnosti uzrokovanih difrakcijom. Novi pristup, koji istraživači nazivaju "računalnom lećom", temelji se na ideji da se fokus prilagođava stvarnom obliku scene ispred kamere, umjesto da bude ograničen na samo jednu ravninu.

Sustav se temelji na modifikaciji Lohmannove leće, koja koristi dvije zakrivljene kubične leće koje se lateralno pomiču jedna u odnosu na drugu. Ključni dodatak je fazni prostorni modulator svjetlosti, uređaj koji kontrolira savijanje svjetlosti na razini svakog pojedinog piksela. Takva kombinacija omogućuje različitim dijelovima slike da se istodobno fokusiraju na različitim dubinama, dajući u praksi svakom pikselu svojstva malog, prilagodljivog objektiva.

Za postizanje oštrine sustav koristi dvije metode autofokusa: CDAF (kontrastni autofokus), koji dijeli sliku na "superpiksele" i maksimizira njihovu oštrinu, te PDAF (fazni autofokus). Potonji koristi senzor s dvostrukim pikselima za bržu detekciju smjera prilagodbe fokusa, što sustavu omogućuje rad pri brzini od 21 sličice u sekundi, čineći ga pogodnim ne samo za fotografiranje, već i za snimanje videa.

Široka primjena sustava

Osim očite primjene u komercijalnoj fotografiji i pametnim telefonima, ova bi tehnologija mogla transformirati znanstvena i industrijska polja. U mikroskopiji bi sustav omogućio snimanje svih slojeva biološkog uzorka istovremeno, dok bi u autonomnim vozilima osigurao iznimnu razinu vizualne jasnoće okoline. Također, sustavi proširene i virtualne stvarnosti mogli bi koristiti sličnu optiku za stvaranje realističnije percepcije dubine.

Istraživači ističu kako njihov sustav predstavlja potpuno novu kategoriju optičkog dizajna. Prema njihovim riječima, ova inovacija ne samo da poboljšava postojeće procese, već iz temelja mijenja način na koji kamere percipiraju i bilježe svijet oko sebe, otvarajući vrata novoj eri vizualne tehnologije. Njihov je rad nedavno predstavljen na Međunarodnoj konferenciji računalnog vida na Havajima, a tehnički su detalji dostupni ovdje.