A jövő: egyszerűbb optikák, szoftveres korrekció?

Néhány gyártónál már láthatunk arra irányuló törekvést, hogy a tökéletes objektív helyett inkább egyszerűbbet fejlesztenek, a zavaró optikai hibákat pedig szoftveresen javítják. Vajon ez lesz a jövő? Egyre olcsóbb és egyre egyszerűbb objektívek készülnek majd, amelyeket komoly algoritmusok korrigálnak? Nincs kizárva. De jó lesz ez nekünk? Talán a legegyértelműbb, ha a Panasonic MILC gépeket említem, mint példát arra vonatkozóan, hogyan lehet optikai hibákat szoftveresen korrigálni. Persze említhetném a Fujifilm egyes ultrazoom modelljeit is, vagy éppen a Pentax MX-1 masinát. Ezek ugyanis optikailag jelentős geometriai torzítást hordoznak magukban, mégis szoftveresen szinte tökéletesen korrigálhatók – persze egy kisebb látószögvesztés árán. De nem csak a geometriai torzítás javítható, ugyanígy korrigálhatóak a különböző aberrációk is. A Brit Kolumbiai Egyetem és a Siegeni Egyetem nemrégiben olyan kutatást végzett, amely választ ad arra a kérdésre, hogy lehetséges-e a különböző korrekciók miatt felépített bonyolult optikai rendszereket igen egyszerű, akár egy lencsés rendszerrel helyettesíteni, s az optikai hibákat szoftveresen korrigálni. A válasz nem meglepő, ha kijelentjük: igen. Az viszont már annál inkább, hogy ez a korrekció milyen tökéletesen működhet. De miért is van szükség erre? Miért nem jó az évek óta már bevált több lencsés optikai rendszer? Az ok túlnyomó részt gazdasági vonzatú, ugyanis a komplex optikai rendszerek fejlesztése és gyártása komoly költségeket jelent, ráadásul ezek az objektívek nehezek és nagyok. Ha sikerülne tökéletes megoldást találni az optikai hibák korrekciójára, szükségtelenné válnának például az aszférikus lencsetagok, s jóval kevesebb tagból lehetne felépíteni egy-egy objektívet, ami jótékony hatással lenne az árra (verseny!) és a tömegre is, miközben a képminőség egy átlag felhasználó számára szinte semmi változással nem járna (sőt, ha ügyesek, akár jobb végeredményt is elérhetnek, mint optikailag, lásd később). A kutatásban Felix Heide, Matthias B. Hullin, Mushfiqur Rouf, Björn Labitzke, Andreas Kolb és Wolfgang Heidrich vett részt. Tesztükben egyetlen plánkonvex lencsét használtak (a lencse egyik oldala domború, a másik teljesen sík), amely az egyik legrosszabb optikai tulajdonsággal rendelkező lencse, erős kromatikus aberrációval, kómával és asztigmatizmussal (utóbbiak a sarkokban okoznak képi torzulást, pontszerű éles leképezés helyett üstökös csóvához, vagy csillagszerű formához hasonlatos formát mutatva). Az így kapott képeket az adott lencséhez kifejlesztett korrekciós szoftverrel javították, meglepően jó eredménnyel. Mivel az optikai torzulások és az aberrációk a lencse, illetve képmező különböző részein különböző erősségűek, a hatékony korrekcióhoz több ponton vett mintával dolgoznak. Ezek az ún. PSF-ek alkotják a korrekciós mátrixot, amelynek segítségével javítják a képi hibákat. A korrekcióhoz szükséges mátrixot egyszerű pontszerű fényforrás képének analizálásával állítják elő, majd ezt követően már a kifejlesztett algoritmus képes tenni a dolgát. Persze a helyzet nem ennyire egyszerű, ugyanis a korrekció is létrehoz különböző hibákat, amelyeket orvosolni kell. Ezek jelentős csökkentésével a végeredmény megközelíti egy optikailag korrigált lencserendszer hatékonyságát. Sőt! A módszer arra is alkalmas, hogy egy már létező objektív hibáit korrigálja, így például egy régebbi Canon EF 28-105mm Macro objektív képén is sikeresen javították a rajzolatot rontó tényezőket. A kérdés csupán az, hogy mit szólnak ehhez a fotósok? Egy jó részüket abszolút nem fogja érdekelni, hogy az a végeredmény, amit ők elvárnak, az hogyan születik, a fotonok útjának finom terelgetésével, vagy pedig logikai áramkörökben utazó elektronok furcsa komplex eredményeként. Mások fanyalogva fordulhatnak el az ilyen megoldással készült rendszerektől, s teljesen joggal mondhatják, hogy ez olyan, mint az aromából készült pálinka: semmi köze az eredetihez. A módszernek azonban még akkor is komoly jelentősége van, ha csupán az egyszerűbb képalkotó eszközök (mobiltelefonok, kompakt gépek, ultrazoomok) optikáit lehet olcsóbbá és könnyebbé tenni anélkül, hogy a felhasználók túlnyomó többségét ez zavarná. S ha jobban belegondolunk, már most is ez történik, legalábbis a geometriai torzítás terén. Vajon ha megkérdeznénk egy Fujifilm FinePix HS30EXR tulajdonost, hogy mit szólna hozzá, ha a HS40EXR-ben nem csak a geometriai torzítás, de a rajzolatot rontó különböző aberrációk is javíthatóak lennének, azaz élesebb képet kaphatna, mit válaszolna? Azt mondaná, hogy „ugyan dehogy kell az nekem!”? Vagy azt, hogy „ide vele de izibe!”? Szerintem utóbbi. Sőt, azt is meg merem kockáztatni, hogy jópár MILC és DSLR tulajdonos is hasonlóképpen gondolkozna, ha az olcsóbb objektívekért cserébe szoftveres korrekcióval javítanák a képeit. A korrekcióhoz szükséges szoftvert és korrekciós mátrixot ugyanis csak egyszer kell megvenni, míg egy jól megtervezett és korrigált optika gyártása minden egyes darabnál magas. A fotózás jövője tehát jelentős változáson mehet keresztül, vélhetően a középút mentén fog majd tovább haladni a fejlesztés, azaz az egyszerűbb masináknál a szoftveres korrekció marad a porondon, ami átkerülhet a MILC-ek és DSLR-ek világába is, míg a profi felhasználóknak megmaradnak a méretes, nehéz és kiváló optikai tulajdonságokkal, no és persze négy számjegyű dollár végű árcímkével megáldott objektívek. A lenti példákban a korrekció nélküli és a korrigált képek tekinthetők meg, az alsó két kép a Canon EF 28-105mm f/3,5-4,5 objektív korrekció nélküli és korrigált fotói láthatók (kattintásra nagy felbontásban is megtekinthetők). Az eljárást bemutató videó innen tölthető le. Canon EF 28-105mm f/3,5-4,5: forrás: http://www.cs.ubc.ca/labs/imager/tr/2013/SimpleLensImaging/