Diit.cz - Novinky a informace o hardware, software a internetu

EDoF od Nokie: fotky ostré od objektivu po nekonečno

Začátkem letošního roku se prostřednictvím společnosti Nokia dostala do povědomí existence technologie EDoF (Extended Depth of Field - "rozšířená hloubka ostrosti"), která slibuje snímky zaostřené od nejbližších vzdáleností až po nekonečno. Příliš mnoho detailů jsme se zatím nedozvěděli a spíš než vysvětlení všech přínosů i nevýhod se recenze samotných smartphonů zaměřily na to, jak změnu přijme komunita. Protože jde ale o poměrně zajímavý (a v jistém smyslu revoluční) přístup, je dost možné, že o EDoF ještě uslyšíme. O co tedy jde…
EDoF: Nokia C7

Kapitoly článků

1.  Úvod, trocha historie

Než přejdeme k věci, hodilo by se osvěžit si pár základních principů z oblasti fotografie, optiky a jejich implementace v rámci mobilních přístrojů. Přiblíží nám to příčiny, které vedly ke vzniku EDoF.

Obecně jsou tato zařízení na nejnižší úrovni, co se kvality výstupu týče a i když se výrobci snaží (a situace se opravdu za poslední roky zlepšila), jsou v tomto snažení limitováni rozměry, spotřebou energie, hmotností a cenou. Na druhou stranu nelze popřít, že v absolutním měřítku mají objektivy v mobilních telefonech nejvyšší rozlišení, na každý milimetr senzoru promítnou víc detailů, než mnohem dražší objektivy pro digitální zrcadlovky. To je dáno velmi malým kroužkem, který objektiv vykresluje, typicky 5-10× menším než jaký je třeba pro „full-size“ senzory zrcadlovek (možnosti korekce daného optického designu lze pak plně využít pro malý kruh).

EDoF: velikosti snímačů

Úhlopříčka obrazových senzorů používaných v mobilech bývá typicky 5-10× menší
než u profesionálních digitálních zrcadlovek (pro srovnání vlevo).

Tuto výhodu ale samozřejmě devalvuje vysoké rozlišení senzoru, jehož pixely jsou velmi malé, takže výstupy více trpí šumem (fotodiody mají velmi omezenou kapacitu, dopadá na ně také relativně nižší množství světla). Celý systém je pak také více náchylný na difrakci, která omezuje maximální skutečné rozlišení.

  • difrakce – jev, který vzniká průchodem světla dostatečně malou štěrbinou. Paprsky světla se po průchodu touto štěrbinou ohýbají a mění tak původní směr. V souvislosti s fototechnikou difrakce omezuje rozlišení, jaké je objektiv schopný vykreslit. Štěrbinu v objektivu vytváří clona, která způsobí ohyb některých paprsků – čím je clonový otvor menší, tím je ohyb výraznější. Například bod se vlivem difrakce nezobrazí jako bod, ale jako malé kolečko s neostrými okraji. Analogický je vliv na celou fotku – čím menší je clonový otvor, tím více je rozostřená. Malé objektivy fotomobilů už samy o sobě mohou představovat štěrbinu dostatečně malou na to, aby se difrakce projevila i bez clonění.

Pro běžná mobilní zařízení se nejvíce používají objektivy optického schématu triplet nebo tessar. V podstatě jde o velmi jednoduché optické návrhy – dá se říct, že nejjednodušší konstrukci, která s použitím běžně dostupných optických materiálů dosahuje světelnosti f/2.8 (pro mobily slušný základ).

EDoF: triplet + tessar
  • triplet – typ objektivu, který roku 1893 vyvinul Denis Taylor pro firmu Thomas Cooke & Sons. Díky jednoduché konstrukci (tři samostatné čočky bez potřeby tmelení) umožnil při nízkých výrobních nákladech nabídnout objektiv s korekcí řady optických vad (astigmatismus, chromatická aberace, zklenutí pole). Zhruba v období 2. světové války byla použitím nových materiálů zvýšena světelnost objektivu na f/2.8, což v kombinaci s výše uvedenými výhodami prodloužilo životnost tohoto konceptu a vedlo k jeho nasazení v řadě fotopřístrojů včetně dnešních mobilních telefonů.
  • tessar – další jednoduchý objektiv, který však roku 1902 vyvinul pro společnost Zeiss optik Paul Rudolph. Za posledních 100 let prošel podobným vývojem jako triplet. Používá se ale víc i v profesionální fotografii, obzvlášť na makro.

Pokud by někoho zajímalo, jaký je rozdíl mezi tripletem a tessarem, spočívá v lepší korekci chromatické a sférické aberace u tessaru, který poslední ze tří čoček tripletu nahrazuje tzv. achromatickým dubletem – optickým členem vyrobeným stmelením dvou čoček z různých optických materiálů, které vzájemně eliminují chromatickou aberaci (barevnou vadu). Stojí také za zmínku, že se v mobilní optice čím dál více rozšiřují asferické designy (čočky, které nemají kulový povrch). Asferické objektivy byly dříve mezi fotografy považované za luxus, jejich čočky byly broušeny ze skla ručně. Dnes se vyrábějí odléváním z (optických) plastů, takže jejich výroba není o nic složitější.

Tagy: 
Kapitoly článků
1.  Úvod, trocha historie

Diskuse ke článku EDoF od Nokie: fotky ostré od objektivu po nekonečno

Pondělí, 16 Květen 2011 - 12:10 | Groover One | Když už potřebujou snížit náklady a vyndaj AF,...
Úterý, 10 Květen 2011 - 15:52 | HKMaly | Proste neco jako tohle: http://www.diit.cz/clanek...
Pátek, 6 Květen 2011 - 06:16 | sniper29a | oci jsou velmi casto v standby rezimu a mozek...
Čtvrtek, 5 Květen 2011 - 12:48 | TomK | = CTI, Color Transient Improvement, ale to uz...
Čtvrtek, 5 Květen 2011 - 00:26 | Hkr ptr | Super článek, díky za něj. Stručně a výstižně...
Středa, 4 Květen 2011 - 19:05 | Jirka1 | Ono to není zas taková novinka. Funkcí podobný...
Středa, 4 Květen 2011 - 16:51 | vlada | Děkuji za vysvětlení. Já jsem se při čtení příliš...
Středa, 4 Květen 2011 - 15:48 | HKMaly | Ruzne veci, ruzne veci ... ale kdo ma sebou tahat...
Středa, 4 Květen 2011 - 15:36 | HKMaly | Osobne bych se nedivil kdyby byl carovy kod...
Středa, 4 Květen 2011 - 15:36 | no-X | stačí zagooglit, dá se najít dost dalších......

Zobrazit diskusi