`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Как изменилось финансирование ИТ-направления в вашей организации?

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Павел Молодчик

Молот магии больших чисел

+24
голоса

Станут ли "мыльницы" с функцией фотофиниша хитом продаж в 2010 г.?
Молот магии больших чисел
Фотофиниш с научной точки зрения

"Хочу предложить свои рассуждения о пространстве и времени, навеянные одной фотографией.

Зададимся вопросом — что такое фотографический отпечаток в смысле отображения пространства-времени? По горизонтальной оси, оси X, перпендикулярной лучу зрения, на нем расположен некоторый пространственный интервал, скажем, от x1 до х2 (от левого края фотографии до правого). По вертикальной оси Y мы также имеем некоторый пространственный интервал — от у1 до y2 (от низа фотографии до верха). Для горизонтальной оси Z, совпадающей с лучом зрения, ситуация несколько иная: интервал изображения простирается от точки z0 (грубо говоря, местоположения фотоаппарата) до бесконечности, причем все планы вдоль этой оси «сплющены», наложены один на другой. Наконец, по оси времени Т мы имеем только одну точку t0 — момент фотографирования (точнее, узкий интервал от t0-d до t0+d, так что 2d — продолжительность экспозиции).

Но нельзя ли как-то изменить роль оси Т, поменяв ее с какой-либо из пространственных осей, как это делается в некоторых физических теориях [а т.ж. в мировосприятии, характерном для прапорщиков, судя выражению "от забора до обеда", -- П. М.]?

Примером такой трансформации может служить прилагаемая фотография, полученная с помощью фотофиниша — специального устройства, в котором мимо щели, расположенной в финишном створе дорожки, с определенной скоростью протягивается фотопленка; на ней экспонируется то, что в данный момент находится на финише. Вдоль такой пленки расположена временная ось, в результате чего с высокой точностью можно определить момент пересечения спортсменом финишного створа. Все это общеизвестно. Но отпечатаем с пленки фотофиниша фотографию и посмотрим на нее. Что мы на ней увидим?

По вертикали, то есть по оси Y, на ней изображено то же самое, что и на обычной фотографии,— часть пространства от у1 до у2. Также и по оси Z в сплющенном виде изображена часть пространства от z0 до бесконечности. Но вот оси X и Т на фотографии фотофиниша поменялись ролями! Теперь по оси Т расположен некоторый интервал, от t1 до t2, а по оси X имеем точку x0 с некоторым допуском ±d, определяемым шириной щели фотофиниша. Таким образом, нам удалось вырваться из нашего обычного положения в пространстве-времени и взглянуть на него несколько по-иному: нам удалось поменять временное и одно пространственное измерения местами. По-моему, это очень любопытно.

Рассмотрим фотографию фотофиниша внимательнее. Что мы на ней видим? Неподвижные предметы стоят на месте, но движутся во времени. Так как по горизонтали у нас теперь отложено время, то изображения всех неподвижных предметов «смазались», превратились в горизонтальные линии и потеряли свои привычные очертания. Иное дело движущиеся объекты, например бегуны. Бегун бежит; бежит и время, и в некотором смысле относительно времени бегун как бы неподвижен. В результате фигуры бегунов оказываются довольно похожими на их обычные фигуры, но несколько искажены. Ведь если бы весь бегун целиком двигался с определенной скоростью, соответствующей скорости протягивания пленки, то его фигура была бы воспроизведена без искажений. Но руки и ноги бегуна движутся относительно его тела то вперед, то назад; соответственно и их скорость то складывается со скоростью бегуна, то вычитается из нее. Поэтому рука или нога при движении вперед проходит финиш с повышенной скоростью, и на снимке фотофиниша уменьшается в горизонтальном направлении. При движении же назад относительно тела, рука или нога оказывается почти неподвижной относительно земли и аппарата фотофиниша, так что ее изображение приближается по своему виду к изображению неподвижных предметов — вытягивается поперек поля зрения, вдоль оси Т.

Итак, вот как выглядит наше пространство-время, если две его координаты — временную и одну пространственную — поменять местами."

(Б. Полковников, заметка "Уроки фотофиниша" в журнале "Химия и жизнь" за сентябрь 1986 г.)

Фотофиниш с теологической точки зрения

Молот магии больших чисел

"Зритель сидит на ипподроме и со своей трибуны в строгой последовательности видит старт, перипетии забега и коня, первым пришедшего к финишу. Но Боэций воображает и другого зрителя, которому виден и сам зритель, и забег. Разумеется, это Господь Бог. Господь видит весь забег, видит за единый миг вечности."

(Хорхе Луис Борхес, "Семь вечеров")

Очевидно, глаз Господа Бога подобен фотофинишной камере, которую Он включает в начале Забега и выключает в Конце. Удивительно ли, что божественная природа фотофиниша противостоит магии больших чисел, как и всякому колдовству?

Фотофиниш с художественной точки зрения

Любое изобразительное искусство, претендующее на передачу движения (т.е. практически всякое, кроме натюрморта), имеет богатую историю искания способов подтасовки временнЫх и пространственных осей. Искусствоведы насчитывают около дюжины способов передачи движения в живописи а из фотографических техник упомянем мультиэкспозицию и "съемку проводкой". Фотофиниш достоин уважения хотя бы постольку, поскольку он является радикальным прорывом в этих исканиях.

Впрочем, и безотносительно этого рассуждения фотофиниши имхо выглядят просто волшебно. Не случайно они часто экспонируются на фотовыставках, посвященных спортивной тематике. Размытый абстрактный фон соответствует канонам художественного портретирования. Горизонтальные линии, в которые преобразуются статичные объекты, образуют задний план и подчеркивают стремительность движения объектов переднего плана.

Вспомним ломографию, - мощное веяние в фотоискусстве, порожденное случайным недосмотром в экспонометрической схеме "мыльниц" LOMO, позволяющим легко делать снимки с длинной выдержкой. Ломографии ценятся размытостью, экспрессивно передающей динамику. Но разве может случайный технологический подкидыш тягаться с фотофинишем, изначально разработанным для передачи движения с аптекарской точностью? Я уверен: стоит дать технологию фотофинишной съемки в руки массовому фотолюбителю, и ломография уйдет в глубокую тень.

Фотофиниш с точки зрения концептуализма

Такова точка зрения медиа-художников Йоахима Заутера (Joachim Sauter) и Дирка Люзебринка (Dirk Lüsebrink), недавно выставлявших в респектабельнейшей берлинской галерее проект "Невидимые формы вещей прошлого" ("The Invisible Shapes of Things Past").
 Суть изобретенного ими художественного метода такова:
- Вооружившись DV-камерой с GPS-приемником и акселерометрами, следует совершить прогулку по облюбованному месту.
- Обработав данные от приемника и акселерометров, смоделировать колбасообразный 3D-объект, образуемый в пространстве прямоугольной рамкой с пропорциями экрана камеры, запущенной вдоль траектории движения камеры.
- Для текстурирования объекта использовать пикселы, расположенные по периметру соответствующих кадров записанного фильма.
- Распечатать объект на 3D-принтере и установить его в стеклянный бокс, снабженный сопроводительным текстом, объявляющим его квинтэссенцией впечатлений от прогулки.
Молот магии больших чисел

Мне больше нравятся текстурные развертки, демонстрирующеся в картинных рамках по соседству с боксами. На них можно разглядеть немало вполне узнаваемых предметов, связанных неожиданными и бередящими воображение пространственными соотношениями; общая гамма картины адекватно передает цветовые ощущения от прогулки; наконец, картина, как и воспоминания о прогулке, не имеет ни определенного ракурса, ни привязки к какому-то определенному моменту времени.
Молот магии больших чисел

Нетрудно понять, что эта развертка представляет собой тетраптих из фотофинишей (их непривычный вид связан с тем, что фотофинишная камера во время работы не стояла на штативе, а свободно, и притом довольно беспорядочно перемещалась).

Фотофиниш с утилитарной точки зрения

На приведенной под заголовком фотографии видно, что победительниц стометровки отделяют тысячные доли секунды (или, -- если обменять местами перцептивные оси, -- десятые доли размера бюстгальтера). Такие ситуации на мировых легкоатлетических чемпионатах в Осаке случаются не чаще, чем на районных соревнованиях среднеклассников. Принципиальная разница - в том, что у организаторов наших районных соревнований нет ни желания осваивать сложное профессиональное оборудование для фотофиниша вроде этого, ни, тем более, десятков тысяч долларов для его приобретения. Я вовсе не собираюсь раздувать из мухи слона и сетовать на недостаточность технического обеспечения наших физкультурников: разумеется, нет ничего страшного в том, чтобы устроить среднеклассникам повторный забег, или присудить первое место второму, а не наоборот, коль скоро силы их примерно равны. Я всего лишь собираюсь воззвать к вашему чувству гармонии. Согласитесь, что если бы физрук, стоящий на финише, вытащил бы из кармана тренировочной куртки "мыльницу", и, переведя ее одним пальцем в режим фотофиниша, наставил бы ее на финишную прямую, то эти его действия явили бы нам приятное глазу сочетание с духом текущего XXI века.

Фотофиниш с технической точки зрения

Для организации фотофинишного съемочного режима, центральный столбец фоточувствительной матрицы должен в течение нескольких секунд опрашиваться с частотой в несколько кГц. При 90-градусном развороте камеры (или в режиме фотографирования объектов, движущихся по вертикали) опросу подлежит, разумеется, не столбец, а строка. Не могу поручиться на 100%, но думаю, что для реализации такого режима на базе любой современной "мыльницы" ее достаточно было бы подвергнуть каким-то минимальным доработкам.

Откуда мыльнице "знать" время с точностью, достаточной для спортивной хронометрии олимпийского класса? Ну, например, Из GPS-сигналов. Они несут информацию о времени с микросекундной точностью (т.е. до шестого знака после запятой). Правда, воспользоваться ими можно только при проведении состязаний на открытом воздухе (либо при подключении к внешней антенне). К тому же, время это будет абсолютным, тогда как нас интересует время, прошедшее с момента срабатывания стартового пистолета... Так что для фиксирования результатов на школьном стадионе с точностью международного уровня придется ждать появления пистолетов с GPS-приемником. Другим путем синхронизации часов фотокамеры и стартового пистолета мог бы послужить радио- или достаточно мощный ИК-излучатель. А впрочем, любая технология при массовом внедрении обойдется потребителю дешевле, чем упомянутые выше десятки тысяч долларов. Напомним также, что ограниченная задача точного определения победителя в групповом забеге не требует никакой синхронизации вовсе.

Фотофиниш как средство возрождения настоящих панорам

Чем настоящие панорамы лучше лоскутных (т.е. сшитых с помощью ПО вроде PhotoStitcher)? Многим!

Во-первых, настоящее панорамирование может использоваться для получения групповых фотографий, в которые можно всматриваться до бесконечности, ибо каждый из нескольких сот человек представлен на них в виде полноценного портрета.
Молот магии больших чисел

Подобные прекрасные групповые снимки, достойные украсить любой интерьер, были популярны в начале прошлого века. Последовавший же спад интереса к ним связан, главным образом, с воцарением на рынке портативных малоформатных камер, в сравнении с которыми панорамные фотоаппараты стали выглядеть слишком громоздкими.

Во-вторых, настоящее панорамирование может служить техникой увеличения пространственного разрешения. Например, если ваша камера обладает 12-мегапиксельным разрешением и имеет режим фотофиниша, то с помощью поворотной платформы любой неподвижный объект может быть сфотографирован ею с разрешением 4000 х сколько_угодно.

В-третьих, настоящее панорамирование лучше совместимо с HDR-технологией, столь востребованной в архитектурной и киношной 3D-визуализации (для их получения створ можно образовать из нескольких соседних рядов, установив для них разную светочувствительность, или закрыв их светофильтром переменной плотности)

В-четвертых, неоновые огни на настоящих панорамах ночных городских пейзажей выглядят наряднее (видно, как они мерцают).

В-пятых (по очередности, но не по значимости), заметим, что лоскутные панорамы страдают от локальных областей пониженного разрешения, вызываемых растягивающими преобразованиями лоскутов при их сшивании. Здесь же заметим, что в формировании настоящих панорам (в отличие от лоскутных) не участвуют угловые периферийные зоны матрицы, где в сравнении с центральными строками и столбцами всегда больше и шумов и оптических искажений.

Фотофиниш с коммерческой точки зрения

Почему же замечательная и удивительная техника фотофиниша до сих пор не получает массового внедрения? Canon, why I can't? Думаю, главное препятствие - инертность. Возможно также, что производители фототехники составили заговор и ждут, пока магия больших чисел полностью исчерпает свои возможности в качестве инструмента откачиванию денег из карманов среднего потребителя. Если дело обстоит так, то ждать осталось недолго, ибо магия эта порядком износилась и вот-вот утратит силу. Признаки?
- Мегапиксельности некуда расти ибо она уже превзошла разрешение оптики (а улучшение объективов в бюджетной технике невозможно по объективным причинам, прошу прощенья за каламбур).
- Диагоналям ЖК-дисплея некуда расти ибо он уже дорос до краев задней стенки корпуса.
- Ультразумности некуда расти ибо вызываемые ею изъяны качества изображения видны и слепому.
- Количеству одновременно распознаваемых лиц (25 в Canon G9 против 9 в Canon G7!) расти некуда ибо оно давно уже из преимущества превратилось в патоген, поражающий систему автофокусировки синдромом недостатка внимания.

Вообщем, дорогие читатели, если мы сплотимся (как на старинном групповом снимке!) в отказе от приобретения всего супер-ультра-мульти-мегазумного и станем активно отговаривать от этого окружающих, то мир изменится к лучшему, дикарская магия больших чисел выдохнется уже годика через два, и, глядишь, аккурат к 2010 г. функция фотофиниша подоспеет. Ну, или еще что-нибудь действительно интересное.

+24
голоса

Напечатать Отправить другу

Читайте также

Читатель спрашивает: "Не понятно ж мне, как реализовать НАСТОЯЩЕЕ панорамирование? АВТОМАТИЧЕСКИ щёлкнуть с частотой X камерой, каждый раз поворачивая её на угол Y / смещая на расстояние Z?"

Не каждый раз, а за один присест! Включить в режим фотофиниша, установив на приобретаемой за отдельные деньги поворотной платформе. Это устройство может представлять собой насадку на обычный штатив. Полный оборот оно будет совершать за несколько секунд. Может быть заводным как патефон, или с приводом от батареек. Стоить будет 15 баксов. В топ-моделях за 50 скорость и угол охвата будут регулироваться, и работать они будут бесшумно чтобы не мешать записывать фонограмму сопровождающую съемку панорамы, если опероатор того захочет, а в проф. моделях от 200 до 2000 будут прецизионные подшипники и маховики для стабилизации движения.

Кроме того, возможно получение настоящих панорам и без поворотных платформ: если камера оборудована чувствительными акселерометрами, то можно организовать автоматичесую нейтрализацию искажений, вносимых неравномерностями, возникающими при ее вращении вручную. Такой режим будет сопровождаться миганием четырех стрелочек ее дисплее и в поле зрения видоискателя: БЫСТРЕЕ, МЕДЛЕННЕЕ, ВЫШЕ, НИЖЕ (в качестве альтернативы можно предложить пользователю что-то вроде мини-игры в ходе которой он должен вращая камеру удерживать смещающуюся мишень в перекрестье прицела), ну и по достижени 360 градусов еще будет появляться пиктограмма СТОП, в сопровождении жизнерадостного звукового аккомпанимента.

PS в разделе о теологической точке зрения забыл упомянуть о частичной обратной перспективе, которую можно получить, установив камеру в режиме фотофиниша на поезде. Человек, мимо которого проезжает поезд, будет пропорционален, дерево, на фоне которого он стоит, растянется, а луне на небе вытянется в полосу от края до края снимка. Т.е. будет выполнен принцип Андрея Рублева, согласно которому котором чем предмет дальше, тем он больше места занимает:)

Класно, але можна було б і менше символів. Думаю, нічого не втратили б

Спсб з кмнтр:)

Гумор оцінив. Розумію: з пісні слів не викинеш ;)

"Жизнь - это миг, между прошлым и будущим", и мы не знаем, в какой момент пересечем полоску фотофиниша.

MedPointer

 
 
IDC
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT