محاسباتی عکاسی قسمت سوم: محاسبات روشنایی صحنه 3D و واقعیت افزوده

منتشر شده Jun 9, 2020 | واسیلی Zubarev

یادداشت سردبیر: این سومین مقاله در یک مجموعه سه بخشی توسط مهمان عامل واسیلی Zubarev. دو بخش اول را می توان در اینجا یافت نشد:

شما می توانید ببینید واسیلی وب سایت که در آن او همچنین demystifies پیچیده دیگر افراد است. اگر شما پیدا کردن این مقاله مفید ما شما را تشویق به او کمک مالی کوچک به طوری که او می تواند نوشتن در مورد دیگر موضوعات جالب.

این مقاله شده است به آرامی ویرایش شده برای وضوح و به منعکس کننده یک تعداد انگشت شماری از صنعت به روز رسانی پس از آن برای اولین بار در ظاهر خود نویسنده سایت.

محاسباتی روشنایی

به زودی ما به طوری لعنتی دیوانه است که ما می خواهید برای کنترل روشنایی بعد از عکس گرفته شده بود بیش از حد. برای تغییر آب و هوا ابری به, رو به آفتاب, و یا به تغییر چراغ ها در مدل صورت پس از تیراندازی. در حال حاضر به نظر می رسد کمی وحشی اما اجازه دهید بحث دوباره در ده سال.

ما در حال حاضر اختراع گنگ دستگاه برای کنترل نور فلش. آنها آمده اند راه طولانی: از بزرگ لامپ جعبه کمک کرد که اجتناب از محدودیت های فنی اولیه دوربین های مدرن LED چشمک می زند که برای از بین بردن تصاویر ما بنابراین ما به طور عمده با استفاده از آنها به عنوان یک چراغ قوه.

برنامه ریزی فلش

آن بوده است مدت زمان طولانی پس تمام گوشی های هوشمند روشن به دو LED چشمک می زند -- ترکیبی از نارنجی و آبی Led با روشنایی که به تنظیم درجه حرارت رنگ و ضربه. در آی فون به عنوان مثال آن را به نام تن درست و کنترل شده توسط یک حسگر نور محیط و یک قطعه از کد را با یک hacky فرمول.

سپس ما شروع به فکر می کنم در مورد مشکل همه چشمک می زند — این overexposed چهره ها و پیش زمینه. هر کس آن را در راه خود را. آیفون رو Slow Sync Flash ساخته شده است که دوربین افزایش سرعت شاتر در تاریکی. گوگل صفحه و دیگر گوشی های هوشمند آندروید شروع به استفاده از عمق خود سنسور برای ترکیب تصاویر با و بدون فلش به سرعت ساخته شده است. پیش زمینه گرفته شده از عکس با فلش در حالی که در پس زمینه باقی مانده است روشن شده توسط نور محیط.

استفاده بیشتر از یک برنامه ریزی چند فلش مبهم است. تنها نرم افزار جالب پیدا شد در بینایی کامپیوتر از آن استفاده می شود یک بار در مجمع طرح (مانند برای Ikea قفسه کتاب) برای تشخیص مرزهای اشیاء با دقت بیشتر. نگاه کنید به مقاله زیر.

Lightstage

نور سریع است. آن را همیشه نور برنامه نویسی چیزی که آسان به انجام است. ما می توانیم تغییر روشنایی صد بار در هر شات و هنوز هم نمی توانید به سرعت آن است. این که چگونه Lighstage ایجاد شد و در سال 2005.

جوهر از این روش برای برجسته کردن جسم از تمام زوایای ممکن در هر شات از 24 فریم در ثانیه فیلم. برای دریافت این انجام می شود ما با استفاده از 150+ لامپ و یک دوربین فیلمبرداری با سرعت بالا است که قطاری از صدها عکس با شرایط نوری مختلف در هر شات.

یک رویکرد مشابه است که در حال حاضر استفاده می شود در هنگام عکسبرداری مخلوط CGI گرافیک در فیلم. این اجازه می دهد تا شما را به طور کامل کنترل روشنایی از جسم در پس از تولید و قرار دادن آن در صحنه های کاملا تصادفی روشنایی. ما فقط گرفتن عکس روشن از زاویه مورد نیاز رنگ آنها کمی انجام می شود.

متاسفانه, آن را سخت به آن را در دستگاه های تلفن همراه اما احتمالا کسی که این ایده و اجرای آن است. من دیده ام یک برنامه از بچه ها که به صورت 3D model, روشن آن را با چراغ قوه تلفن از طرف های مختلف.

Lidar و Time-of-Flight دوربین

Lidar است یک دستگاه است که تعیین فاصله تا شی. با تشکر اخیر اعتیاد به مواد مخدره از خود رانندگی اتومبیل در حال حاضر ما می توانید پیدا کردن ارزان lidar در هر آشغال. شما احتمالا دیده می شود این چرخش thingys بر روی پشت بام برخی از وسایل نقلیه ؟ این lidars.

ما هنوز هم نمی تواند مناسب لیزر lidar به یک گوشی هوشمند, اما ما می توانیم با آن برادر کوچکتر — time-of-flight دوربین. این ایده بسیار ساده و مسخره — ویژه دوربین جداگانه با LED فلش در بالای آن است. دوربین اقدامات چگونه به سرعت نور می رسد اشیاء و ایجاد یک نقشه عمق صحنه.

دقت مدرن ToF دوربین در حدود یک سانتی متر است. آخرین Samsung و Huawei مدل های بالا استفاده از آنها برای ایجاد یک بوکه نقشه و برای بهتر فوکوس خودکار در تاریکی. دومی توسط راه بسیار خوب است. من آرزو می کنم هر دستگاه یکی بود.

دانستن دقیق عمق میدان خواهد بود مفید در دوران آینده از واقعیت تقویت. از آن خواهد شد بسیار دقیق تر و بی دردسر به ساقه در سطوح با lidar به اولین نقشه برداری 3D از تجزیه و تحلیل تصاویر دوربین.

پروژکتور نور

در نهایت به گرفتن جدی در مورد محاسباتی, روشنایی, ما باید به تغییر به طور منظم از LED چشمک می زند به پروژکتور — دستگاه های است که می تواند پروژه 2D یک تصویر بر روی یک سطح. حتی ساده تک رنگ شبکه خواهد بود یک شروع خوب برای گوشی های هوشمند است.

اولین سود پروژکتور است که می تواند روشن کردن تنها بخشی از تصویر که نیاز به روشن. بیشتر سوخته, چهره ها را در پیش زمینه. اشیاء را می توان به رسمیت شناخته شده و نادیده گرفته شده درست مثل لیزر چراغهای جلو از برخی از اتومبیل های مدرن نمی کور رانندگان می دوزند اما روشن پیاده. حتی با حداقل رزولوشن پروژکتور مانند 100x100 نقطه امکانات هیجان انگیز است.

امروز شما نمی توانید تعجب یک بچه با یک ماشین با یک کنترل نور.

دوم و واقع بینانه تر با استفاده از پروژکتور به پروژه های نامرئی شبکه در یک صحنه برای ساخت یک نقشه عمق. با یک شبکه مثل این شما می توانید با خیال راحت دور انداختن تمام شبکه های عصبی و lidars. همه فاصله به اشیاء در تصویر در حال حاضر محاسبه می شود با ساده ترین الگوریتم بینایی کامپیوتر. آن را انجام داده در Microsoft Kinect بار (rest in peace) و عالی بود.

البته, آن را به ارزش به خاطر سپردن اینجا نقطه پروژکتور به صورت ID در آیفون X و بالاتر است. که ما اولین گام کوچک به سمت پروژکتور تکنولوژی اما کاملا قابل توجه یکی.

نقطه پروژکتور در آی فون X.

واسیلی Zubarev است برلین-بر اساس Python توسعه دهنده و سرگرمی عکاس و وبلاگ نویس است. برای دیدن بیشتر از کار خود را به بازدید از وب سایت خود را و یا او را دنبال کنید Instagram و توییتر.