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ᐅ HielosMendez – Información digital que te dejara helado 🧊🥶

Cómo Light planea poner una DSLR en su bolsillo

Imagínese tener toda la capacidad de una cámara DSLR de miles de dólares en su bolsillo, tal vez incluso como parte de su teléfono inteligente. Esa es la promesa de la innovadora arquitectura de cámara de matriz de Light de la startup. A través de la casi magia de las imágenes computacionales y una inteligente combinación de diseño óptico, sensor y mecánico, Light cree que puede colocar una cámara equivalente a 52MP en un dispositivo del grosor de un teléfono inteligente con carcasa para el próximo año, con poco ruido, alto salida de imagen de calidad e incluso capacidad de zoom. Cuando cubrimos por primera vez su anuncio hace dos semanas, era difícil examinar las posibilidades. Desde entonces, he pasado una mañana con el equipo fundador, y especialmente con el CTO Rajiv Laoia, y soy capaz de profundizar mucho más en lo que Light está planeando y por qué cree que puede tener éxito donde otros no lo han hecho.

Módulo de cámara de Light: una descripción general

Light planea usar una variedad de cámaras pequeñas, muy similares a las que se encuentran en un teléfono inteligente hoy en día, para imitar una cámara más grande. Al alinear y calibrar con precisión las cámaras individuales, las imágenes de ellas se pueden combinar para producir una sola imagen de muy alta calidad. Al tener algunas de las cámaras con lente gran angular y algunas con teleobjetivo, también es posible una capacidad de zoom óptico. Al colocar los teleobjetivos de lado, el módulo puede permanecer casi tan delgado como un módulo de cámara de teléfono inteligente típico. Finalmente, al tener espejos accionados por actuadores en los teleobjetivos, se pueden dirigir a diferentes partes del marco de gran angular para mejorar la capacidad de zoom a distancias focales intermedias. Todo esto depende de una gran cantidad de cálculos serios después de los hechos, pero dado que el diseño del módulo incluye sensores de cámara tradicionales, una imagen de calidad típica está disponible al instante. Ahora que tenemos eso fuera del camino, echemos un vistazo más profundo a la tecnología.

Superar lo imposible: poco ruido con pequeños sensores

Si le pregunta a casi cualquier persona involucrada en la fotografía, le explicarán que la gran ventaja de las cámaras de sensor grande son los píxeles grandes, que a su vez proporcionan imágenes con menos ruido. Eso es cierto porque cada píxel (o más correctamente, fotosito) es esencialmente un pozo que captura fotones durante la exposición de una cámara. Debido a la naturaleza de la luz, no todos los fotones van exactamente donde crees que deberían ir, por lo que un cierto número termina en el pozo equivocado. Cuanto más grandes sean los pozos, mejor será la relación entre los fotones que están donde pertenecen (señal) y los que se han desviado (ruido). Las cámaras de los teléfonos inteligentes tienen tamaños de píxeles casi increíblemente pequeños, apenas más de 1 micrón en un lado. En comparación, una DSLR de fotograma completo insignia puede tener píxeles de hasta 6 u 8 micrones en un lado, lo que le da hasta 50 veces la capacidad de captación de luz por píxel.

Desde la parte posterior, un módulo de luz es un revoltijo de cables flexibles que provienen de muchas cámaras pequeñas montadas en un chasis rígido.

Desde la parte posterior, un módulo de luz es un revoltijo de cables flexibles que provienen de muchas cámaras pequeñas montadas en un chasis rígido.

El director de tecnología de Light, Rajiv Laroia, explica que al tratar los diez o más sensores pequeños como piezas de un solo sensor grande, el módulo de la cámara de Light puede sumar todos los fotones que llegan a una ubicación particular en cada uno de los sensores para imitar fotositos más grandes. Al agregar las señales, la relación entre la señal y el ruido aumenta considerablemente. Al igual que con muchas de las soluciones de Light para problemas difíciles, esta estrategia tiene mucho sentido, pero hasta que Light demuestre que puede obtener una alineación suficientemente precisa en un módulo de producción, y que otros factores en su diseño no aumentan el ruido, tendremos que hacerlo. espera y verás.

El secreto de la cámara de matriz de Light

Light no es la primera empresa que intenta reemplazar las cámaras de los teléfonos inteligentes con una serie de pequeños sensores. En particular, Pelican Imaging ha estado trabajando durante varios años en módulos de cámara basados ​​en matrices. La aceptación del mercado se ha retrasado debido a la potencia de procesamiento necesaria para crear la imagen final a partir de sus múltiples sensores monocromáticos. Ese mismo problema también obstaculizó la aceptación en el mercado de los innovadores de arquitectura de cámara alternativa Foveon y Lytro. Lo que hace que la arquitectura de Light sea diferente, y les da una ventaja potencialmente masiva, es que la mayoría o todas las cámaras pequeñas que utiliza toman una imagen convencional perfectamente utilizable. Eso significa que la vista previa de la pantalla LCD se puede mostrar fácilmente en tiempo real sin procesamiento adicional, y que se puede acceder instantáneamente a imágenes y videos de calidad web. La creación de imágenes de alta calidad se puede posponer hasta que el tiempo y la energía de la pared estén disponibles, o incluso se puede delegar a la nube.

Al igual que Pelican, Light está entusiasmado con las posibilidades creativas de combinar diferentes tipos de sensores para abordar problemas de imágenes particulares. Una posibilidad es combinar algunos sensores «blancos» para la sensibilidad en condiciones de poca luz con sensores de color, al igual que hacer que diferentes cámaras utilicen diferentes exposiciones para mejorar las imágenes de alto rango dinámico. Sin embargo, cada uno de estos enfoques reduce la cantidad de imágenes convencionales disponibles, por lo que espero que los diseños iniciales de los módulos de Light sean bastante conservadores, dejando la experimentación para más adelante.

Una forma inteligente de imitar un objetivo zoom

Light también ha ideado una forma muy inteligente de imitar la capacidad de zoom utilizando una serie de lentes de longitud focal fija (prime). Sus matrices cuentan con lentes gran angular y telefoto (planea tener lentes de 35 mm y 70 mm en su primer módulo del tamaño de un teléfono inteligente) en una configuración superpuesta. Los teleobjetivos están montados lateralmente en el módulo, para mantener el grosor al mínimo y permitir un pequeño espejo que se puede usar para apuntar los teleobjetivos a diferentes partes de la vista gran angular.

La luz utiliza campos de visión superpuestos para emular un zoom óptico de una sola lente

La luz utiliza campos de visión superpuestos para emular un zoom óptico de una sola lente. Los espejos mueven las múltiples lentes de 70 mm para crear un campo de visión superpuesto para proporcionar distancias focales efectivas entre 35 mm y 70 mm. Las lentes de 35 mm proporcionan una imagen de campo de visión amplio para ayudar a alinear las imágenes de telefoto.

Entonces, por ejemplo, para tomar una imagen de 70 mm, los cuatro teleobjetivos se apuntarían al centro de la imagen de gran angular, proporcionando cuatro imágenes alineadas a 70 mm. Para una distancia focal intermedia, como 50 mm, los espejos moverían los teleobjetivos hasta la mitad de su recorrido hacia el borde del campo de visión de gran angular, como lo he dibujado de forma algo burda en el diagrama anterior. Esa configuración produce una imagen híbrida, con todas las áreas con alguna combinación de imágenes del teleobjetivo y las lentes de gran angular. Las imágenes de gran angular ayudan a proporcionar un fondo para alinear las imágenes de telefoto. No es de extrañar que Light no sea la única empresa que tiene como objetivo llevar el zoom a los teléfonos inteligentes. Otra startup, Dynaoptics, planea agregar la capacidad colocando una pequeña lente de zoom a un lado y cambiando el mecanismo necesario para hacer zoom para que sea lo suficientemente pequeño como para vivir dentro del grosor de un teléfono inteligente.

Dynaoptics tiene un enfoque diferente para el zoom para teléfonos inteligentes, al volver a imaginar la mecánica de un mecanismo de zoom y colocar la lente de lado.Aquí también es obvio que Light ha hecho los deberes y ha encontrado una solución inteligente. Sin embargo, en la práctica, Light tendrá que superar problemas técnicos que podrían dificultar la alineación perfecta. Por ejemplo, casi todos los lectores de imágenes de teléfonos inteligentes usan persianas enrollables (donde no se expone toda la imagen al mismo tiempo). La combinación de varias imágenes tomadas con persianas enrollables presenta desafíos adicionales. Además, cada lente de teléfono inteligente tiene propiedades físicas ligeramente diferentes, lo que significa que cada una puede tener defectos de sombreado de color ligeramente diferentes. Eso se puede ajustar, pero por lo general, las imágenes no se colocan una al lado de la otra y se fusionan de la forma en que Light lo está planeando, por lo que la aplicación de Light llevará la tecnología de alineación y calibración a sus límites.

DARPA hizo uno de estos, pero costó mucho más

ARGUS-IS, topografía Quantico, Virginia

ARGUS-IS, topografía Quantico, Virginia. Haga clic para ver una versión mucho más grande.

La idea de combinar varias cámaras de teléfonos inteligentes para hacer una súper cámara no es nueva. DARPA construyó una cámara de vigilancia a partir de 368 cámaras de teléfonos inteligentes de 5MP que pueden cubrir un área de 4 millas y al mismo tiempo pueden detectar objetos tan pequeños como un pájaro en vuelo. Su ARGUS-IS, con una resolución total de 1,8 gigapíxeles, está diseñado para ser transportado bajo un helicóptero. Una vez que los módulos de Light estén en el mercado, será interesante ver qué podría hacer un proyecto similar a gran escala construido a partir de sus módulos. Laoia me explicó que una de las razones por las que soluciones como esta tienen sentido es que las pequeñas lentes de plástico que se utilizan en los dispositivos móviles se pueden moldear en formas casi arbitrarias, por lo que es posible crear una lente de baja distorsión con muchos menos elementos de los que se pueden hacer. con los grandes componentes de vidrio de una lente DSLR. Eso ciertamente va en contra de la sabiduría convencional de que las lentes de los teléfonos inteligentes son inferiores a sus primos más grandes, pero mi colega y gurú de los arreglos de cámaras, Harlyn Baker, confirmó que no tienen por qué serlo.

¿Y qué pasa si dejo caer mi teléfono?

Como han aprendido los fabricantes de cámaras 3D, la alineación precisa de los múltiples generadores de imágenes necesarios es esencial para crear una imagen utilizable. Light simplifica un poco ese problema al usar solo lentes principales, por lo que no tiene que mantener los zooms sincronizados, pero tiene bastantes módulos para mantener bajo control. De fábrica, los módulos de luz vendrán calibrados, utilizando un proceso de alineación de patrón de tablero de ajedrez bastante estándar. Los módulos están diseñados para detectar cuándo es necesario volver a calibrar, de modo que el usuario pueda guiarse a través del proceso. No es más complejo que ajustar el ajuste de microenfoque en una DSLR de gama alta ahora, por lo que para los tiradores serios será un pequeño precio a pagar. Para minimizar la necesidad de volver a calibrar, Light monta sus cámaras en una placa de metal rígida.

¿Es un superphone o una supercámara?

Light tiene una visión para una variedad de pequeñas cámaras en la parte posterior de su teléfono inteligente que se combinan para crear una imagen de alta resolución.Light apunta claramente al mercado de teléfonos inteligentes de alta gama con su estrategia de producto. Ha anunciado que el gigante de fabricación Foxconn utilizará su módulo de cámara en algunos de sus teléfonos inteligentes de gama alta. El equipo presenta un caso convincente de que las empresas de teléfonos inteligentes se están quedando sin formas de diferenciarse en la gama alta, por lo que agregar $ 60- $ 80 al costo de un teléfono (lo que significa alrededor de $ 150- $ 200 al precio) es completamente plausible. El presidente ejecutivo de Qualcomm, Paul Jacobs, es miembro de la junta e inversionista, por lo que la compañía claramente tiene algunos partidarios en los lugares correctos de la cadena de suministro de la industria para ayudar a que la adopción de su cámara en los teléfonos inteligentes sea una realidad.

Sin embargo, como fotógrafo, estoy buscando ver si los proveedores que no son teléfonos comienzan a interesarse. El mercado de apuntar y disparar continúa hundiéndose, y los mercados de DSLR y sin espejo ciertamente no lo están haciendo tan bien. Pero todavía representan más de 100 millones de cámaras vendidas cada año. ¿Qué pasaría si alguien construyera una cámara que se vendiera por $ 400 y pudiera reemplazar una DSLR de $ 2,000 y una lente de $ 1,000, pero quepa en su bolsillo? Podría tener controles de cámara reales (algo que los teléfonos inteligentes no tienen), conector para un micrófono remoto, un buen flash y un visor electrónico. Light incluso tiene un prototipo un poco más grande que puede acercarse a 150 mm, suficiente para la mayoría de las necesidades fotográficas. Recrear los efectos de profundidad de campo y el bokeh que vienen con sensores más grandes será un desafío, pero Light afirma tener formas de abordar eso también. En otras palabras, podría ser una cámara increíble para fotógrafos serios, no solo una característica de un teléfono de gama alta. De cualquier manera, espero tener un dispositivo habilitado para Light para disparar cuando comiencen a enviar módulos en 2016.