 |
| 
И кстати!
В ru.photo.digital недавно пролетело письмо - "купил", мол, "цифровую камеру такую-то" (из класса
продвинутых мыльниц), "поснимал ей, а на крае кадра у ярких предметов четкий цветной ореольчик
наблюдается. К чему бы это?". Ответ был очевиден - "это у вас, батенька, объективчик фиговый -
хроматической аберрацией страдающий - вот каемку и дает". В принципе понятно - цифра цифрой, а проблемы оптики те же:
дисторсии, аберрации, и прочие астигматизмы с дисперсиями. Однако...
Опыт показывает, что как только в отрасль, в которой ранее требовалось использовать хитрые
способы для получения высокой линейности чего бы то ни было, или сложные профилированные
железяки для обеспечения правильной характеристики чего-нибудь, приходит электроника -
требования к точности зачастую резко снижаются. Зачем требовать высокую линейность от всех каскадов
усилителя мощности звуковой частоты, включая выходной, когда можно охватить их глубокой отрицательной
обратной связью, и всё станет лучше? Зачем изобретать жуткой сложности цельномеханические
затворы с возможностью отрабатывать выдержки от 1/2000 до 1/2 секунды и страдать с их юстировкой, когда проще поставить
кусочек кремния - и выдержки в полчаса будут отрабатываться не хуже? Зачем, в конце концов,
строить "автоматические коробки передач", представляющие из себя, по сути, механически-гидравлический "компьютер",
когда тот же кусочек кремния, оснащенный парой датчиков и манипуляторов, будет "рулить"
ручной коробкой передач ничуть не хуже? Зачем, когда электроника (и цифровая техника) могут
исправить, откорректировать и скомпенсировать очень многое. В той же фотографии - ну вот нет у меня
tilt-shift объектива, потому при съемки зданий с земли они получаются чуть "косыми". Фотошоп,
несложные движения мышью - и картинка волшебным образом выправляется. Разработчики фотоматериалов
потратили кучу времени, чтобы получить адекватную передачу цветов (в частности - "правильные"
кривые чувствительности), а у того же фовеона кривые устрашают и пугают, цвета же - правильные, ибо откорректированы.
Возмем тот же цифровой фотоаппарат. Сразу откинем те, что со сменной оптикой - к ним мои рассуждения
относятся намного в меньшей степени. Что у нас есть в фотоаппарате? Объектив, матрица и "компьютер".
От чего у нас страдает фотография в целом и цифровая фотография в частности? От недостатка
"мегапикселей", от размытости картинки, от дисторсий да аберраций.
Ну, с мегапикселями особо не повоюешь - их количество есть объективная реальность, данная нам в ощущениях.
То есть, воюют, конечно... но с абсолютно провальным результатом. Ну и ладно.
Про bayer pattern я не говорю - тут как раз достигнута убедительная победа разума
над здравым смыслом - разглядывая "под микроскопом" фотографии с цифровиков я вообще не вижу
артефактов, которые можно отнести к "шахматному" расположению цветов в матрице. Победили как-то,
эффективно увеличив количество пикселей втрое.
С размытостью картинки тоже уже воюют. Многие цифромыльницы, кроме дешевых (которые это не умеют)
и совсем взрослых (которым "это не надо") "шарпят" картинку после матрицы, увеличивая видимую
четкость картинки. Хорошие камеры имеют регулировку степени "шарпинга" (мало ли - может,
я портрет снимаю, а мне тут каждый прыщик подчеркивают), средние - просто шарпят втихую где-то
внутри себя, даже не сообщая пользователю, что картинка-то не в точности та, что "слилась" с матрицы.
Другой вопрос, что "шарпинг" способен увеличивать шумы, да и делается сейчас не совсем идеальными алгоритмами. Но делается.
Но - идем дальше. Я не зря упоминал про несъемность объектива, сейчас скажу зачем.
Объективы имеют аберрации. Хроматическую, например - когда разные длины волн преломляются по разному,
и потому резкие границы на крае кадра имеют цветную каёмку. Борьба с аберрациями идет пока
старыми методами - усложнением (и удорожанием) конструкции объектива - применение стекол с низкой (или
обратной) дисперсией, использование асферических (очень неудобных в изготовлении и потому дорогих)
линз, усложнением оптической схемы в целом (и увеличением требований к качеству просветления -
одно дело, когда "солнечные зайчики" создаются тремя линзами, и совершенно другое - когда
их ловит дюжина разнородных стекляшек). Хороший объектив - дорогой объектив.
К чему приводит хроматическая аберрация? К тому, что свет с разной длиной волны (разного цвета)
попадает в результате на разные пиксели матрицы - за счет этого и образуется цветная каёмочка.
И что? Ведь параметры объектива (в том числе его аберрационные характеристики) производителю известны
абсолютно точно (объектив-то несменный), и поэтому можно, зная эти характеристики,
просто "сдвинуть" (программно) точки в нужную сторону. Скомпенсировав тем самым аберрацию.
Справедливости ради скажу, что полностью скомпенсировать не удастся - дисперсия действует на все длины волн,
а в матрице только три разных сенсора. Но уменьшить потери четкости за счет хроматической аберрации
в три раза - можно, а цветную каемку можно устранить вообще полностью. Интересно, это где-то
уже делают, или я первый догадался?
После этого идея о компенсации дисторсии выглядит уж совсем тривиальной. Объектив - это не просто круглая стекляшка.
возмите сильную лупу, посмотрите "на просвет" на вытянутой руке - видимые сквозь неё прямые будут заметно
"загибаться" к краю кадра. Возмите объектив - прямые будут оставаться прямыми с хорошей степенью точности.
Опять-таки, поскольку конструкторы объективов приложили массу усилий, чтобы избежать такого искривления прямых
(оно и называется дисторсией). А так подумать - зачем? Ведь точно так же, как я ручками
"выкривляю" перспективные искажения со сканов с обычной пленки, точно так же
цифровой фотоаппарат может программно (причем с очень высокой эффективностью - тут, в отличие от
хроматической аберрации, сдерживающих факторов нет) выправлять дисторсию объектива. Зная, естественно,
параметры этой самой дисторсии для конкретного объектива, намертво привинченного к камере
для конкретного фокусного расстояния - это тоже влияет.
Что там ещё бывает в объективах? Ах да, виньетирование - затемнение краев кадра на коротких фокусных расстояниях.
Думаю, не надо объяснять, как это можно лечить? Именно. И, кстати, в сканерах (в том числе в дешевых
офисных планшетниках) это делается. А вот в цифровиках - не слышал чтобы делалось. Просто не в курсе,
или я опять умнее всех?
Впрочем, полного счастья нахаляву не бывает. Целый пучок аберраций одним взмахом цифры не исправишь -
просто на матрице уже нет нужной информации, а родить её неоткуда. Четкость поднимать, как я тоже уже говорил,
можно не до бесконечности - отрастают шумы. Но хотя бы компенсация виньетирования, дисторсии
и хроматической аберрации уже должны сильно "разгрузить" конструкцию объектива. Улучшив
соотношение цена/качество, и тем самым удешевив камеры с "большими зумами", или улучшив качество
"бюджетных цифромыльниц".
...а если немного помечтать - то почему бы не распространить это и на сменную профессиональную оптику?
Скажем, в объективе "зашиты" параметры коррекции картинки, камера "всасывает" их в момент съемки
(параметры, как несложно сообразить, зависят от того же фокусного расстояния) и обрабатывает картинку.
Впрочем, это уже скорее именно мечты. А вот коррекцию дисторсии я все-таки ожидаю. Уж больно
это просто и эффективно.
| |
| |