Foto di qualità con ottiche spazzatura? Ora è possibile

Foto di qualità con ottiche spazzatura? Ora è possibile

di Roberto Colombo, pubblicata il

“I ricercatori della University of British Columbia hanno sviluppato una tecnica per ottenere immagini di alta qualità da ottiche di scarso valore, addirittura da obiettivi a singola lente”

È l'adagio che si sente ripetere da quando la fotografia è nata: "Per foto ottime ci vogliono ottiche eccellenti". È anche il dilemma di fronte a cui si trovano tutti i fotografi nel momento di comprare l'attrezzatura con il catalogo dei diversi produttori che spazia tra ottiche di qualità media e prezzi competitivi o ottiche grosse, complesse, pesanti, ma sopratutto molto costose per risultati di prima qualità.

I ricercatori della University of British Columbia pensano di aver però trovato la quadratura del cerchio: invece che fare complessi calcoli per costruire ottiche perfette propongono di costruire ottiche molto semplici ed effettuare complicati calcoli dopo lo scatto per ottenere immagini di grande qualità.

Addirittura i ricercatori hanno costruito un obiettivo a singola lente, tipicamente affetto da tutti i difetti e le aberrazioni che i sistemi complessi di lenti cercano di azzerare o almeno limitare: coma, aberrazione sferica, aberrazione cromatica, distorsione. I risultati messi in mostra sono davvero strabilianti. Il segreto sta nel conoscere perfettamente lo schema delle distorsioni e aberrazioni introdotte dall'ottica, per ricostruire dopo lo scatto l'immagine in tutta la sua qualità.

Usando un'immagine di calibrazione composta da blocchi di rumore bianco e scattando due immagini, di cui sfocata e una perfettamente a fuoco ottenuta con diaframmi chiusi: dal confronto delle immagini dei singoli blocchi è possibile ricavare la "point spread function" (PSF), la funzione di diffusione dei singoli punti, per ogni blocco, tramite un processo di deconcoluzione, accettando l'approssimazione che essa sia costante all'interno del blocco. La PSF è la chiave di tutto il sistema e permette di trasformare l'immagine sfocata ripresa dall'ottica in quella corretta ad alta qualità.

Il metodo dei ricercatori, e qui è parte della novità, non prevede solo la deconvoluzione sui singoli canali, ma anche l'applicazione di un termine di correzione che incrocia i dati dai tre canali colore per fare sì che la correzione non crei artefatti visibili. Imponendo i margini si trovino nello stesso punto i tutti i canali è possibile arrivare al risultato finale di qualità.

Associando quindi a un'ottica di qualità anche bassa la sua funzione di deconvoluzione è possibile ottenere risultati comparabili a quelli di un sistema caratterizzato da un'ottica di grande qualità. Al momento la tecnica è a uno stato iniziale in quanto la funzione di diffusione non è costante al variare della distanza dei soggetti e il sistema ha diversi problemi quando l'apertura dell'ottica scende sotto il valore di F2.

La tecnica non funziona solo con ottiche costruite apposta, ma può essere applicata a qualsiasi obiettivo: gli spazi di applicazione sono quindi molti, dal rendere perfette anche vecchie ottiche di scarsa qualità, al permettere di equipaggiare fotocamere e telefonini con ottiche davvero poco costose arrivando comunque a risultati finali degni di sistemi molto più costosi.


Commenti (32)

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Commento # 1 di: frankie pubblicato il 30 Settembre 2013, 12:44
Ok ci può stare, ma la capacità di calcolo del processore deve essere mostruosa.

Oltretutto non tutte le aberrazioni possono essere corrette.
Commento # 2 di: gd350turbo pubblicato il 30 Settembre 2013, 12:46
Originariamente inviato da: Redazione di Hardware Upgrade
Link alla notizia: http://www.fotografidigitali.it/new...bile_48925.html

I ricercatori della University of British Columbia hanno sviluppato una tecnica per ottenere immagini di alta qualità da ottiche di scarso valore, addirittura da obiettivi a singola lente

Click sul link per visualizzare la notizia.



Ah bhè...

Come dire, prendiamo una mucca cresciuta su verdi pascoli, lontano dall'inquinamento e che mangiava erba fresca e ci facciamo ottime bistecche oppure ne prendiamo una cresciuta in fabbrica, poi la carne così ottenuta l'elaboriamo chimicamente per ottenere qualcosa di mangiabile !
Commento # 3 di: franzing pubblicato il 30 Settembre 2013, 12:54
Oggi è più facile e frequente vedere foto spazzatura fatte con ottiche di qualità
Commento # 4 di: paulgazza pubblicato il 30 Settembre 2013, 12:57
Non ho ben capito la vera innovazione, forse nell'algoritmo usato
La calibrazione ottica per ottica per correggere i difetti dell'immagine (che poi è cosa diversa da fare foto di qualità c'è da tempo...
Qui un esempio:
http://epaperpress.com/ptlens/index.html
Commento # 5 di: Bivvoz pubblicato il 30 Settembre 2013, 12:57
Ci sono fondamentalmente 2 svantaggi.

Il primo riguardante il settore degli appassionati (i professionisti non li prendo in considerazione) magari un appassionato a corto di contante potrebbe optare per un sistema del genere.
Però se vogliamo fare degli scatti in rapida sequenza come funziona?
Esiste un qualcosa che è in grado di fare queste elaborazioni in tempi così ristretti?
Io dubito.

Il secondo è nel campo smartphone che sempre più prenderà il posto delle compact camera, bello il sistema, ma quanto incide sulla batteria dover elaborare ogni foto?

Certo potrebbero risolvere con il salvare le foto non elaborate e poi elaborarle successivamente, magari sugli smartphone quando sono collegati al carica batterie.

Ma fondamentalmente è un fotoritocco automatico.
Commento # 6 di: demon77 pubblicato il 30 Settembre 2013, 13:30
sono un po' spiazzato..
non so se dire "fantastico" o no..

vista così pare una cannonata.. e senza andare sugli eccessi dell'obiettivo spazzatura a singola lente immagino si possa usare un buon obiettivo che unito a questa tecnica dia risultati ancora migliori.

Di certo è un sistema con dei LIMITI.
Per la questione calcoli non mi preoccuperei troppo perchè per quanto complessi sono veramente niente rispetto a ciò che può fare il più scarso dei processori mobile.
Commento # 7 di: Rubberick pubblicato il 30 Settembre 2013, 13:36
invece è una figata mostruosa... ma probabilmente non ci vedete le stesse applicazioni che ci vedo io ^^
Commento # 8 di: Crisa... pubblicato il 30 Settembre 2013, 13:38
vedo una ottima opportunità per le ottiche dei cellulari...

ma per quanto riguarda le reflex non vedo possibile che nikon o canon implementino il sistema sulle loro reflex, hanno gran parte dei loro guadagni sulle ottiche di prestigio, quindi lo vedo improbaile!
Commento # 9 di: Raghnar-The coWolf- pubblicato il 30 Settembre 2013, 13:38
Un obiettivo vero ha spesso qualita' ottiche troppo complesse per essere deconvolute dal de-speckling della PSF.
Ottiche complesse hanno proprieta' diverse in front e back focus, in sagitale e azimutale, in funzione della distanza focale, in funzione dello zoom...etc...

Questa e' una bella (e vecchia, viene usata molto in astrofotografia) idea per sistemare ottiche semplici (ma anche i risultati delle perturbazioni atmosferiche), ma su ottiche complesse e' inattuabile a livelli simili.

Questo mostra solo che e' possibile avere foto di qualita' decorosa anche con ottiche a una e una lente e facendo lavorare il processore. Ottimo per gli smartphone...
Commento # 10 di: II ARROWS pubblicato il 30 Settembre 2013, 13:53
A tutti quelli che parlano di potenza di calcolo e batteria:
si tratta di calcoli in post-produzione. Non è necessario che sia la macchina o il telefono a fare quei calcoli, possono semplicemente parcheggiarli e farli calcolare da un programma su PC.
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