Такие разные камеры из будущего Знакомимся с Canon MS-500 и Paragraphica
Теги: Новые технологии | Canon MS-500 | Paragraphica
Автор: Виктор Зайковский
На протяжении последних десятилетий цифровые камеры прошли поразительный путь развития, превратившись из простых устройств в высокотехнологичные средства для захвата и обработки изображений. В течение многих лет инновации в сфере сенсоров и обработки изображений поднимали качество фотографий на новый уровень. Однако в последние годы наблюдается некоторое замедление в развитии этой технологии.
Принципиально новые концепции и технологии в сенсорах стали редкостью, и многие производители сосредотачиваются на улучшении деталей, таких как разрешение, динамический диапазон и чувствительность к свету. Но совсем недавно Canon анонсировала камеру Canon MS-500, которая обещает произвести настоящую революцию. Эта сверхчувствительная камера со сменными объективами оснащена новейшей матрицей SPAD (Single Photon Avalanche Diode — однофотонный лавинный диод). Технические характеристики такой матрицы на первый взгляд могут показаться скромными — размер 1 дюйм (2,54 см), разрешение 3,2 мегапикселя, однако ее производительность впечатляет. Вторая камера, о которой мы сегодня поговорим, вообще лишена сенсора, а также объектива — но тем не менее выдает весьма качественные изображения.
Canon MS-500
Canon MS-500 — первая в мире сверхчувствительная камера, оснащенная SPAD-сенсором, специально разработанным для записи цветного видео. Эта передовая технология обеспечивает поразительный минимальный уровень освещенности в кадре — всего 0,001 лк. В сочетании с ультрателеобъективами камера способна снимать четкое видео на расстоянии нескольких километров даже в кромешной тьме.
Сенсор, лежащий в основе MS-500, разрабатывался в течение последних двух лет и отличается от привычных фотографам КМОП-сенсоров одним ключевым моментом. Если КМОП-сенсоры измеряют количество света, попадающего на пиксель в определенный момент времени, то SPAD-сенсоры измеряют каждую частицу света, попадающую на каждый пиксель датчика изображения. В новом сенсоре используется технология, известная как «подсчет фотонов», которая подсчитывает частицы света (фотоны), попадающие в пиксель. Когда поступающие фотоны преобразуются в электрический заряд, они усиливаются примерно в миллион раз и извлекаются в виде цифровых сигналов, что делает возможным обнаружение даже небольшого количества света.
3,2-мегапиксельная матрица обеспечит невероятную производительность при низкой освещенности. Она сочетается с более высоким разрешением, чем когда-либо ранее на SPAD-сенсоре, и дополнительно использует стандартное для отрасли байонетное крепление объектива B4 (основанное на стандартах BTA S-1005B), которое является широко распространенным креплением для 2/3-дюймовых вещательных объективов, что позволяет использовать новую камеру с большой линейкой ранее выпущенных объективов Canon.
Как поясняет сама Canon, вот чем ее новый сенсор SPAD отличается от обычных сенсоров SPAD: в обычных датчиках с обратной подсветкой можно обнаружить только фотоны, находящиеся в пространстве, покрытом электрическим полем (полем чувствительности), что создает проблему, требующую уменьшения размера пикселя и, как следствие, снижения чувствительности. Благодаря запатентованной архитектуре накопления напряжения в новом SPAD-датчике пространство внутри поля чувствительности охватывает всю площадь пикселя, что увеличивает количество фотонов, попадающих на светоприемные пиксели. Это позволяет достичь стопроцентной эффективности использования фотонов, в том числе в ближнем ИК-диапазоне, при шаге пикселя 6,39 мкм, и обеспечить одновременно миниатюрность и высокую чувствительность.
Такие способности делают MS-500 идеальной камерой для систем видеонаблюдения, тем более что в комплекте с MS-500 будет поставляться приложение CrispImg2, оптимизирующее настройки резкости, яркости и шумоподавления для приложений мониторинга. В зонах с чрезвычайно высоким уровнем безопасности, таких как морские порты, объекты общественной инфраструктуры и государственные границы, требуются высокоточные системы мониторинга для точного наблюдения за объектами как днем, так и ночью. Именно такое применение является основным для Canon MS-500.
Поскольку предполагается, что камера будет использоваться для наблюдения за удаленными объектами, Canon встроила специальные функции изображения, улучшающие видимость за счет снижения шумов и дымки. По словам компании, ей известно, что атмосферная турбулентность особенно актуальна в ночное время и может вызывать проблемы с воспринимаемым разрешением, поэтому она создала «CrispImg2» — предустановленный режим пользовательского изображения, который оптимизирует разрешение и контрастность изображения, подавляя при этом шумы. Он является стандартной настройкой в меню пользовательских снимков камеры MS-500.
Кроме того, эта камера оснащена функцией, которую Canon называет Haze Compensation, и функцией Smart Shade Control, которая позволяет уменьшить эффект дымки и тумана, а также автоматически регулировать контрастность и яркость изображения. Вместе с тем будет и возможность создавать собственные профили изображений для настройки и сохранения параметров качества изображения.
Ожидается, что технология SPAD сможет быть использована в процессе получения высокоскоростной и высокоточной специальной 3D-информации для таких приложений, как измерение расстояния для автоматизированных транспортных средств, дополненная реальность (AR), виртуальная реальность (VR) и смешанная реальность (MR).
В момент выхода в продажу осенью 2023 года Canon MS-500 будет стоить 25 200 долларов США. То есть примерно 2 400 000 рублей.
Paragraphica
Вторая камера из будущего не является ни фотоаппаратом, ни видеокамерой по своей сути. Ее создал датский дизайнер Бьорн Карманн. Его концептуальная камера меняет представление о фотографии и о том, что значит делать снимок. Дело в том, что Paragraphica — это камера, работающая по принципу «контекст — изображение». Она использует данные о местоположении и искусственный интеллект для визуализации «фотографии» конкретного места и момента. Камера существует как в виде физического прототипа, так и в виде виртуальной камеры, которую можно опробовать.
У Paragraphica нет ни объектива, ни датчика изображения. И хотя эта камера создает изображение, оно возникает не благодаря лучам света, прошедшим через объектив и попавшим на пленку или цифровую матрицу. Вместо этого камера использует данные о местоположении и искусственный интеллект для создания искусственного, хотя и, возможно, реалистичного изображения места, где находится человек, на основе реальных данных. В видоискателе в реальном времени отображается описание вашего текущего местоположения, а при нажатии на кнопку спуска камера создает изображение этого описания.
Физическая модель Paragraphica оснащена тремя регуляторами, позволяющими управлять данными и параметрами искусственного интеллекта, которые в итоге влияют на конечное изображение. На основе данных о местоположении она генерирует текстовую подсказку, которая затем поступает в ИИ для создания изображения. Дополнительные данные, включая время суток, погоду, температуру, дату и событие, а также точки интереса, могут влиять на создаваемую фотографию с помощью моделей искусственного интеллекта.
Первый регулятор Paragraphica работает как зум-объектив, определяя радиус (в метрах) области, которую камера использует для поиска данных о местоположении. Следующий диск варьируется от 0,1 до 1 и представляет собой «шумовое зерно для процесса диффузии изображения ИИ». Завершает циферблаты шкала наведения. При увеличении этого значения модель ИИ будет более точно следовать абзацу текста. Карманн утверждает, что это отражает резкость или размытость изображения.
В качестве ответа на вопрос «зачем вообще понадобилось создавать такой странный фотоаппарат?» Карманн приводит интересный пример. Звездноносый крот, который живет и охотится под землей, считает свет бесполезным. Поэтому в процессе эволюции он стал воспринимать мир с помощью своих пальцеобразных усиков, что позволило ему получить необычный и интеллектуальный способ «видения». Это удивительное животное стало идеальной метафорой и вдохновением для того, чтобы понять, что сопереживание другому интеллекту и то, как он воспринимает мир, практически невозможно представить с точки зрения человека. По его словам, Paragraphica предлагает людям новый интересный способ познания мира, который не зависит только от визуального восприятия. Однако камера все же опирается на визуальное восприятие, поскольку генерирует изображения с помощью модели искусственного интеллекта, построенной на основе реальных фотографий.
Если мерилом успеха художника является то, вызывает ли его работа эмоциональный отклик, то Карманн с помощью Paragraphica сделал это на славу. О его работе много говорят, и не без оснований. Камера с искусственным интеллектом — интереснейшее устройство. Однако для некоторых она является откровенно оскорбительной. Так, например, сайт Digital Camera World называет камеру Кармана самой странной и глупой вещью, подчеркивая, что изображение на выходе точно не является фотографией.
Пытается ли Карманн прийти за фотографией и все испортить? Нет. Это в первую очередь художественный проект, не имеющий целью создание продукта или бросание вызова индустрии фотографии. Тем не менее в Paragraphica есть что-то, что по своей сути нарушает концепцию фотографии, причем не обязательно в веселой и инновационной форме. В этом есть что-то тревожное. Поскольку искусственный интеллект стремительно развивается и коренным образом меняет внешний вид фотографий, а также угрожает перевернуть саму концепцию права собственности на произведения искусства, фотографы относятся к нему все более настороженно. И действительно, кто с юридической точки зрения является автором снимка, который сгенерирован искусственным интеллектом?..
