קטגוריה: Computational Photography

105. סיכום 2017: סקירת הפוסטים שפרסמתי השנה, כיווני התפתחות טכנולוגיים

105. סיכום 2017: סקירת הפוסטים שפרסמתי השנה, כיווני התפתחות טכנולוגיים

מבחינתי, השנה התאפיינה בירידה ניכרת בקצב כתיבת הפוסטים, קרוב לוודאי מתוך סוג של ״עייפות החומר״ וגם ביצוע של פרוייקטים ביתיים למינהם שאינם קשורים לתחום הצילום (למעט פרויקט אחד: התקנה עצמית של מערכת מצלמות אבטחה מבוססות IP, שבמהלכו נחשפתי לתחום מענין שלא הכרתי לפני כן). באמתחתי מספר טיוטות לפוסטים חדשים בנושאים שונים שאותם אפרסם, אולי, במהלך 2018.
העליתי במהלך השנה 13 פוסטים חדשים (לא כולל פוסט אחרון זה), להלן סקירה שלהם:

בחודש ינואר 2017 העליתי 5 פוסטים: פוסט מס׳ 93 על חשיפה נכונה Take 2, שבמרכזו שיטת החשיפה לימין ETTR, פוסט מס׳ 94 מצלמה ללא עדשה בו דיווחתי על אב טיפוס שהיציגה חב׳ Hitachi למצלמה ללא עדשת זכוכית אופטית קונבנציונלית, פוסט מס׳ 94: על סרטי צילום וניירות צילום, חלק א: סרטים שחור לבן שהיה הראשון בסדרה של 4 פוסטים ברוח החזרה לעבר, לתקופה העליזה של סרטי הצילום, חומרי הפיתוח וחדר החושך המיתולוגי. חלק ב של סדרה זו (פוסט מס׳ 95) עסק בניירות שחור לבן, חלק ג (פוסט מס׳ 96) בסרטים וניירות צילום צבעוניים נגטיביים וחלק ד (פוסט מס׳ 97) בחומרי צילום צבעוניים פוזיטיביים. בסקירה רחבת היקף זו כיסיתי את עקרונות הפעולה והשימוש של מגוון חומרי הצילום ה״אנאלוגיים״ לטובת כל המעונינים להשתמש בחומרים אלו גם כיום או רק להסתפק בהכרות והבנה בסיסית של מערכות ההדמייה הצילומית ששימשו אותנו ככלי הצילום העיקרי עד לתחילת תפוצתו של הצילום הדיגיטלי בתחילת שנות האלפיים. אולי קשה להאמין, אבל הצילום הדיגיטלי כבר כאן כמעט 20 שנה. על מנת להבין אספקט האופייני גם לצילום האנאלוגי וגם לצילום הדיגיטלי פרסמתי בחודשים פברואר ומרץ 2017 סדרה של שלושה פוסטים שעסקו בתחום הרעש החזותי Visual Noise חלק א (פוסט מס׳ 98), חלק ב (פוסט מס׳ 99)  וחלק ג (פוסט מס׳ 100).

פוסט מס׳ 101: מספר תובנות על Fujifilm GFX 50S: מבחן מעשי, עסק באחד הנושאים החמים של סוף 2016 ותחילת 2017: המצלמה בפורמט בינוני של Fujifilm שעשתה מהפכה בתחום הפורמט הבינוני הדיגיטלי: GFX 50S. אתייחס שוב לחשיבותה של מצלמה זו בסקירת ההתפתחויות הטכנולוגיות של 2017 בהמשך.

פוסט מס׳ 102: מספר תובנות על Sony A9 עסק גם הוא באחת המצלמות החשובות שהוצגו במהלך 2017. גם למצלמה חשובה ומענינת זו אתייחס שוב בהמשך.

פוסט מס׳ 103: WD My Passport Wireless Pro – סקירה עסק באמצעי גיבוי נוח שיכול לשמש כתחליף לנשיאת מחשב נייד בעת טיולים ומסעות.

פוסט מס׳ 104, Light Revisited: המשך לפוסט 51, האחרון שפרסמתי לפני הפסקה של מספר חודשים עסק שוב באחת ההכרזות המענינות של 2015, המצלמה מרובת העדשות L-16 מתוצרת Light. במהלך 2017 המצלמה יצאה לשוק מלווה במסע יחסי ציבור אגרסיבי אולם ביצועיה, כך נראה, אינם עומדים נכון להיום, בהבטחות היצרן: DSLR quality in the palm of your hand. עם זאת, מצלמה זו מסמלת את החדירה המאסיבית לחיינו של הצילום החישובי (Computational Photography), תחום חדשני שבא לידי ביטוי גם במספר טלפונים סלולריים שהוצגו בעת האחרונה. ראו את שני הפוסטים שפרסמתי בנושא בשנת 2016: פוסטים מס׳ 75 ו-76: צילום חישובי, המנוע של מצלמות המחר חלק א וחלק ב וכן את פוסט מס׳ 51: עוד מצלמת עתיד?

השנה החולפת היתה מענינת למדי מבחינת ההתפתחויות הטכנולוגיות בתחום הצילום כפי שבאו לידי ביטוי במוצרים חדשים שהוכרזו במהלך השנה. בסקירה הבאה אתייחס למספר מוצרים המעידים, לפחות בעיני, על מה שעוד צפוי לנו בשנים הקרובות בתחום בצילום. אין ביכולתי לסקור כל מוצר חדש שיצא לשוק במהלך 2017 ולא כל מוצר נראה לי חשוב מספיק על מנת להתייחס אליו כאן. כתמיד, הסקירות שלי מבטאות את דעתי האישית בלבד ללא כל קשר ומחוייבות לגורם אחר כלשהו.

אם הייתי נשאל מהי לדעתי המצלמה החשובה ביותר שהוצגה בשנת 2017 הייתי מחלק את התשובה לשניים: Sony A9 ו-Sony A7RIII. שתי מצלמות אלו מבית היוצר של Sony, חסרות מראה כמובן מביאות לידי ביטוי את תחילת הבגרות של המצלמות חסרות המראה המקצועיות שעולות בביצועיהן, כמעט מכל הבחינות על מצלמות ה-DSLR המסורתיות. ב-A9 מתגלמות יכולות פנומנליות מבחינת יכולת הצילום המהיר תוך שימוש במיקוד אוטומטי עוקב רציף מדוייק ביותר וכל זה בשקט מוחלט שמאפשר הסגר האלקטרוני. לפרטים נוספים ראו פוסט מס׳ 102. החלק השני של תשובתי כולל מצלמה חדשה נוספת של Sony שהוצגה לאחרונה וכבר הספיקה לכבוש מקומות מכובדים ביותר בסקירות ודרוגים רבים: A7RIII. הדור השלישי בסדרת ה-A7R מתבסס על אותו החיישן בן 42MP כמו בדור הקודם אולם ירש מן ה-A9 את מערכת המיקוד המהיר, הסוללה בהספק הגבוה, 2 סלוטים לכרטיסי זיכרון (רק אחד מהם מהיר) וחיבור USB C מהיר המאפשר צילום Tethered במהירויות שטרם נראו. בעזרת מערכת עיבוד חדשה מתאפשר קצב צילום של 10 מסגרות לשנייה. מעבר למאפיינים הטכנולוגיים המרשימים, Sony שומרת גם על מחירים הגיוניים יחסית למתחרות Canon ו-Nikon. ואולי כאן המקום לציין שלמעט ה-Nikon D850 שהינה מצלמת DSLR מרשימה בהחלט לא ראינו השנה שום דבר מרגש משתי יצרניות ה-DSLR, בעיקר לא מ-Canon. ה- Canon 6D MK II היא מצלמה מאכזבת והמצלמה חסרת המראה של Canon מאכזבת גם היא. אולי נראה בהמשך השנה הבאה מצלמות חסרות מראה איכותיות של שתי היצרניות הללו כי אם לא Sony תמשיך, ככל הנראה לזנב בהן. במכירות של מצלמות Full Frame כבר השתחלה Sony למקום השני לאחר Canon. גם בתחום השכרת ציוד הצילום, החברה המובילה Lensrentals מדווחת ש-Sony כבשה את המקום השני לאחר Canon בהשכרות הציוד וסוגרת את הפער מול Canon לאט אבל בטוח. מעבר להצגת מצלמות חדשות Sony גם היציגה מגוון עדשות מעולות מסדרה G וכעת אי אפשר עוד לספר שאין מגוון מספיק רחב של עדשות למצלמות Sony. במהלך השנה הבאה תציג כנראה Sony עדשה 600 מ״מ ובכך תסגור כמעט לחלוטין את הפער ממנו סבלה במגוון העדשות. גם Sigma תציג עדשות מסדרה Art למצלמות Sony  ויחד עם יצרנים נוספים כמו Rokinon-Samyang ויצרנים של מתאמים למיניהם מגוון העדשות העומד היום לרשות המשתמשים במצלמות Sony רחב ביותר.

מאפיין נוסף הוא המשך הדעיכה של מצלמות קומפקטיות: בתחילת השנה הודיעה Nikon על הפסקת התכניות לקו מצלמות DL שהיו אמורות להיות מצלמות קומפקטיות איכותיות עם חיישני ״1.

בתחום הפורמט הבינוני, ה-Fuji GFX 50S וה-Hasselblad X1D נמכרות היטב וגרמו לצמיחה ניכרת בתחום זה למרות מחירן היותר מכפול ממצלמות 35 מ״מ Full Frame היקרות ביותר. ציוני החיישן של ה-X1D במבדקי DXO הם הגבוהים ביותר (102) אם כי ציוני ה-Sony A7RIII וה-Nikon D850 אינם נופלים ממנו בהרבה (100). ולכן מתנהל ויכוח בלתי  מוכרע האם יש בכלל צורך בפורמט הבינוני. לדעתי צורך זה הוא ענין אישי: מי שראה קבצים מן המצלמות בפורמט בינוני ויודע להעריך אותם, יש לו צורך באיכות כזאת והוא מוכן לשלם עבורה יהיה, קרוב לוודאי לקוח מרוצה של Fuji או Hasselblad. מי שמחפש איכות גבוהה, מהירות צילום ומיקוד גבוהות בפורמט קל ונוח יותר יבחר, סביר להניח באחת מן המצלמות חסרות המראה של Sony או ב-Nikon D850. אזכיר כאן לטובה את המצלמות המשובחות של Fuji בפורמט APS-C שאמנם לא הוצגו השנה אולם המשיכו להימכר היטב עקב שילוב מוצלח של איכות הדימוי, גודל ומשקל המצלמות, איכות ומבחר העדשות והמחירים האטרקטיביים, ראו פוסט מס׳ 90 ופוסט מס׳ 86.

מוצרים מענינים נוספים שהוצגו השנה היו מספר טלפונים סלולריים בעלי מצלמות כפולות (Dual Cameras) בשילוב רמה גבוהה של חישוביות ועיבודי תמונה המאפשרות קבלת נתוני עומק, שליטה ב-Bokeh ועוד. ה-Light L-16 מרובת העדשות אותה סקרתי כבר בשני פוסטים (מס׳ 51 ומס׳ 104) הפכה השנה לעובדה קיימת ולמרות שביצועיה מאכזבים בשלב זה אין לי ספק כי ישתפרו בהמשך ואז אולי תהווה אלטרנטיבה למצלמות הקונבנציונליות, ימים יגידו.
תחום החיישנים (TOF (Time of Flight המסוגלים למדוד עומק וליצור (בסיוע תוכנה) דימוי תלת ממדי הוא תחום חם ביותר ומנהל בכיר ב-Sony ציין לאחרונה כי תחום זה יהיה, קרוב לוודאי, אחד מעמודי התווך של עסקי חיישני התמונה. גם תחום ה-(LiDAR (Light Detection and Ranging נמצא בחזית הפיתוח הטכנולוגי  ומאפשר, בין היתר שילוב (AR(Augmented Reality. את תוצאות המחקר והפיתוח רואים קודם כל במערכות ההדמייה שבסמארטפונים ובהמשך גם במצלמות עצמאיות. השאלה המתבקשת האם עוד יהיה בהן צורך? נמתין בסבלנות.

מאמר קצר המסכם את ההתפתחויות הטכנולוגיות בתחום חיישני התמונה ניתן למצוא כאן.

שני מאורעות טכנולוגיים משמעותיים חגגו יום הולדת השנה: 20 שנה לצילום הראשון ששותף מטלפון סלולרי (למרות שמוצר המסחרי הראשון שאפשר זאת יצא לשוק רק שנתיים מאוחר יותר, בשנת 2000) ו-10 שנים ל-iPhone הראשון, ה-Smartphone הראשון שהפך השנה לחכם עוד יותר בדמותו של ה-iPhone X, שיחד עם ה-Huawei 10 Pro וה- Google Pixel 2 מהווים כיום את פסגת הטכנולוגיה מן הבחינה הצילומית.

לקראת סוף השנה Adobe היציגה את  Lightroom CC מבוסס הענן, שידרגה את Lightroom המוכר ל- Lightroom Classic CC ולאחר ששיחררה את העדכון האחרון ל-Lightroom בגרסת Stand Alone הודיעה שמעתה רק גרסאות CC תהיינה זמינות. ועם כל החשדנות שלנו כלפי כוונותיה ברור שזה הכיוון ואין דרך חזרה. קשה שלא להבחין כי באתר שלה Adobe דוחפת לנו לפרצוף את Lightroom CC ודי מצניעה את גרסת ה-Classic. יצרניות אחרות קפצו על העגלה בניסיון למשוך אליהן משתמשי Lightroom מתוסכלים והציעו גרסאות Stand Alone של מוצרים מתחרים אולם ספק אם תהיה למוצרים אלו השפעה רבה למעט Capture One שזכה גם הוא לשדרוג משמעותי במהלך 2017.

דווחו גם פטנטים שנרשמו על חיישני תמונה קעורים ועל עדשות המתאימות להם, לא ברור מתי נראה מוצרים כאלו על המדף אבל גם זה יקרה יום אחד. ואולי נחזיק בידנו גם מצלמה ללא עדשת זכוכית גדולה וכבדה, מספר אבות טיפוס הוצגו ע״י גורמים שונים, יש למה לצפות גם בענין זה.

אפילו מספר סרטי צילום חדשים הוצגו במהלך השנה וגם מצלמה ודפי סרט אינסטנט חדשים מבית Polaroid לטובת מי שמתעקש למרות הכל להישאר בעבר.

תחום הרחפנים גם הוא עולה כפורח ועימו הבעיות וההתלבטויות הרגולטוריות. DJI Zenmuse X7 זכתה לציון 86 המכובד בדרוג DXO, הדרוג הגבוה ביותר עד היום למצלמה של רחפן (בפורמט APS-C).

אז מה צופנת לנו בחובה 2018? אתם בוודאי יודעים למי נתנה הנבואה אבל בהסתמך על מה שכבר ידוע אפשר לומר שיש בעתידנו הצילומי יותר מצלמות חסרות מראה, יותר תוכנות מבוססות ענן, יותר שילוב של חישוביות, תלת מימד ומציאות רבודה במצלמות ובטלפונים הסלולריים, הרבה פחות מצלמות קומפקטיות רגילות, אולי גם (מאוחר יותר) מצלמות ללא עדשות זכוכית אבל דבר אחד בטוח: יהיה מענין. שתהיה 2018 טובה!

עדכון 4.1.18: רק דיברתי על עדשות שטוחות…. אז הנה ידיעה חדשה בנושא

 

 

104. Light Revisited: המשך לפוסט 51

104. Light Revisited: המשך לפוסט 51

לפני כשנתיים פרסמתי בפוסט מס׳ 51 את התרשמותי הראשונית והערכה לגבי Light L-16, מצלמה חדשנית המבוססת על צילום חישובי שהוגדרה אז באתרים רבים כ״מצלמת העתיד״. בהמשך סקרתי גם את תחום הצילום החישובי בכלל בפוסטים מס׳ 75 ומס׳ 76. בחודש האחרון החלו להימסר המצלמות הראשונות מדגם L-16 למזמינים הראשונים באיחור אופנתי של כמעט שנה ובפעם הראשונה אפשרה Light להוריד 3 קבצי JPG ברזולוציה גבוהה שצולמו ב-L-16, לאחר שעד כה נאלצנו להסתפק בגרסאות ברזולוציה נמוכה. כמו כן פורסמו באתר של Light הסברים מפורטים למדי של אופן הפעולה של L-16 ותהליך העיבוד של הצילומים. מאחר והתחזיות שלי לגבי L-16 כפי שכתבתי אותן לפני כשנתיים היו פסימיות למדי חשבתי שנכון יהיה לבחון אותן מחדש בהסתמך על הקבצים שפורסמו וכן על החומר הטכני שפורסם. חשוב לי להדגיש שאני בהחלט צופה שהצילום החישובי יחדור בקצב הולך וגובר לכל ענפי הצילום  מאחר וביכולתו ״להתגבר״ על חלק מן המגבלות הפיסיקליות של העדשות וחיישני התמונה הנמצאים כיום בשימוש. עם זאת, הצהרות בומבסטיות טרם הביאו אף יצרן להצלחה מסחרית משמעותית. מוצר מצליח צריך לספק את דרישות הלקוח במחיר הוגן, ואין דוגמא טובה יותר לכך מאשר המהפכה שגרמה הצגת ה-iPhone הראשון בשנת 2007.

המשפט הראשון המופיע באתר האינטרנט של Light הוא:

DSLR quality in the palm of your hand

בכוונה תחילה השארתי את המשפט הזה בגודל הפונט המקורי בו הוא מופיע באתר: הכרזה כזאת אומרת דרשני ומחייבת את הכותב לעמוד בדברתו. אז הרשו לי כאן ועכשיו לפוצץ את הבלון הזה ולומר כי לעניות דעתי, בהסתמך על הקבצים שהורדתי מן האתר של Light אין מאחורי ההצהרה הזאת הרבה. הקבצים שהורדתי, למרות משקלם הגדול (25-42MB) והרזולוציה הגבוהה בפיקסלים (10400X7792 לקובץ הגדול ביותר) נראים במקרה הטוב כמו קבצים ממצלמת סמארטפון משובח שהוגדלו בפוטושופ או בתכנת ״ניפוח״ אחרת, איכותית ככל שתהיה. אין בקבצים אלו כל דמיון לקבצים איכותיים (ואפילו ברזולוציה נמוכה יותר) המתקבלים ממצלמות DSLR או ממצלמות חסרות מראה בעלות חיישן FF כדוגמת משפחת ה-A7 וה-A9 של Sony. גם אם נוריד את הרף למצלמות בעלות חיישן בגודל APS-C עדיין אין מה להשוות, ואתם יודעים מה, להערכתי גם קבצים ממצלמות בעלות חיישן בגודל MFT יהיו איכותיים יותר. בהמשך אנתח את הקבצים בפירוט, אבל לפני כן אתייחס לתהליך יצירת הדימוי הצילומי ב-L-16 בהסתמך על החומר שפורסם באתר Light.

העיקרון שחיבור מספר דימויים דיגיטליים יחד באמצעות תוכנה מתאימה משפר את איכות התוצאה הסופית איננו חדש. סמארטפונים רבים כבר כוללים שתי מצלמות כאשר הדימוי הסופי מתקבל מן הדימויים המורכבים של שתי המצלמות לאחר עיבוד: זהו אחד המופעים הידועים יותר של הצילום החישובי. Light לקחו את הרעיון הזה ומתחו אותו: L-16 כוללת 16 חיישני תמונה, כל אחד בעל 13MP ו-16 עדשות: 5X28mm, 5X70mm, 6X150mm.
את הנתונים הטכניים המלאים של L-16 ניתן למצוא כאן. בנוסף לרזולוציה הגבוהה ולרמות רעש נמוכות (אליבא ד-Light) המתקבלות כתוצאה מחיבור חכם של 10 דימויים בכל צילום ניתן גם לשלוט בעומק השדה ובחדות הכללית של הדימוי, כפי שניתן לראות כאן. כפי שכבר ציינתי בפוסט מס׳ 51, גם 2 המצלמות שהוצגו בזמנו ע״י Lytro אפשרו שליטה בעומק השדה לאחר הצילום ובכל זאת נכשלו לחלוטין מבחינה מסחרית ונעלמו מן השוק.

עפ״י Light, כל נושא המצולם בL-16 נדגם ע״י עד 10 מתוך 16 מודולי המצלמות הלוכדות את הנושא במקביל. הדימויים שנלכדו ע״י כל מצלמה מחוברים יחד באופן חישובי ליצירת דימוי סופי ברזולוציה גבוהה, עם רמות רעש נמוכות ועד 52MP.

מחיר: המחיר הרגיל של L-16 הוא $1700. זהו מחיר גבוה עבור מצלמה הממצב אותה מול מצלמות DSLR ומצלמות חסרות מראה מעולות כולל עדשת זום באיכות סבירה. נכון שL-16 שטוחה, קלה וקטנה יותר ממצלמות רגילות אולם אם איכות הדימוי איננה מגיעה לאיכות הדימוי המתקבלת ממצלמות אלו מה יניע חובב ממוצע לרכוש אותה, כאשר בכיסו כבר נמצא, סביר להניח סמארטפון בעל מצלמה איכותית למדי.

אם כך הבה ניגש לבחון את הקבצים: הקבצים הם קבצי JPG שהורדתי ישירות מאתר Light ובחנתי אותם באמצעות Lightroom. כל האמור להלן מבוסס על שלושת הצילומים הללו. במידה ותהיה גישה לצילומים נוספים, איכותיים יותר אשמח להתייחס אליהם ולשנות את המסקנות בהתאם.

כל שלושת הצילומים צולמו בתנאי תאורה אופטימליים למדי. אין בינתיים דוגמאות לצילום בתנאי אור קשים.

הצילום הראשון, CubaCowboy, הינו פורטרט כאשר חלק מפני המצולם מוצלים ע״י המגבעת שהוא חובש. במבט ראשון הדימוי נראה בהיר ודהוי למדי, ברוויון נמוך יחסית. איזון הצבע נוטה מעט לכחול, השמיים כמעט ללא פרטים. האכזבה הגדולה נובעת מן הרזולוציה ובהתאם מכמות הפרטים בדימוי: מדובר בקובץ הכולל 81MP, אבל אין לכך זכר בכמות הפרטים הניתנים להבחנה בעור הפנים של הנושא ובזיפי השיער שלו. אם היו שואלים אותי באיזו מצלמה צולם הדימוי הזה הייתי אומר שקרוב לוודאי במצלמה בעלת 16-20MP וחיישן תמונה קטן יותר מ-MFT. עומק השדה רדוד מאד וחלקים גדולים מן הנושא אינם בפוקוס. הניגוד גבוה ויש אזורים בהירים ללא פרטים כלל. לעניות דעתי כל DSLR או מצלמה חסרת מראה בעלת חיישן APS-C עם 24MP ועדשה באיכות סבירה היתה מספקת איכות כללית טובה יותר. חבל ש-Light לא סיפקו לצורך השוואה ישירה גם דימוי זהה שצולם ב-DSLR…

LightroomScreenSnapz002
כל הדימוי במצב Fit ב-LR

הנה קטע בזום 100%:

LightroomScreenSnapz001

הצילום השני, PointReyesShipwreck צולם גם הוא בתנאי תאורה אופטימליים. כאן הצבעוניות ואיזון הצבע טובים יותר, אולם עדיין ניכרים אזורים בהירים ללא פרטים וכושר ההפרדה איננו כמו שהייתי מצפה מזה של קובץ בעל 8581X6214 ,53MP.

LightroomScreenSnapz003
כל הדימוי במצב Fit ב-LR
LightroomScreenSnapz004
קטע במצב 1:1 ב- LR

וכעת, לצורך השוואה, הנה שלושה צילומים + קטעים במצב 1:1 מהם שצולמו בשלוש מצלמות שונות, כל אחת עם חיישן בגודל אחר:

LightroomScreenSnapz011
פורטרט:Sony A7, חיישן 6000X4000 פיקסלים, FF עדשה 28-70
LightroomScreenSnapz012
קטע במצב 1:1 מן התמונה הנ״ל: תחושת חדות, מעברי טונים ורעש טובים יותר מאשר צילומי ה-L-16
LightroomScreenSnapz007.jpg
ספינה. מצלמה: Sony RX10, חיישן ״1, 20MP, עדשה 24-200
LightroomScreenSnapz008
קטע במצב 1:1 מצילום הספינה הנ״ל. פרטים, רעש וניגודיות טובים מאשר בצילומי L-16, וכל זה מקובץ של 5472X3648 פיקסלים = 20MP
LightroomScreenSnapz010
צילום ספורט. מצלמה: Sony NEX 5N, חיישן APS-C בעל 16MP, עדשה 18-200
LightroomScreenSnapz009
קטע במצב 1:1 מן הצילום הנ״ל. שימו לב לפרטים בגוף הסוס והרתמה. בקובץ המלא 4912X3264 = 16MP

לסיכום, החיישנים הקטנים שב-L-16, גם לאחר מיזוג מספר צילומים יחד באמצעות המנוע החישובי אינם מתמודדים היטב עם צילומים ממצלמות בעלות חיישנים גדולים יותר. כלומר, לטענה של Light כאילו L-16 מאפשרת לקבל DSLR Quality אין בינתיים בסיס. Light גם טוענים כי למצלמה "Unmatched low-light performance״: בינתיים לא ראיתי סימוכין לכך. רמת הרעש בצילומים שפורסמו איננה מבשרת טובות בתחום זה (ראו את האזורים הכהים בצילום CubaCowboy). אשמח כמובן לשנות את דעתי בהסתמך על דימויים נוספים שיפורסמו ועל סקירות של גורמים אחרים. בינתיים, עם כל הכבוד לחידושים הטכנולוגיים המענינים כפי שהם באים לידי ביטוי ב-L-16 כדאי להימנע מהצהרות חסרות כיסוי. כפי שציינתי בפוסט מס 51, גם לאחר שנתיים נראה לי כי שילוב הטכנולוגיה של Light בסמארטפונים היא הדרך הנכונה, אף אחד לא רוצה לסחוב איתו עוד מכשיר. ובאשר ליכולת לשנות את עומק השדה ואת מישור המיקוד לאחר הצילום, פרשת Lytro כבר הוכיחה כי תכונה זו, מענינת ככל שתהיה, תמשוך אולי צלמים מקצועיים. הבעיה שאלה לא ימהרו להשקיע $1700 במצלמה שנכון לעכשיו איננה בעלת תכונות של מצלמה מקצועית.

עדכון 24.10.17: ובכן, אני לא לבד. imaging-resource.com פרסמו חוות דעת נוקבת לגבי איכות הדימוייים שפורסמו ע״י Light. השורה התחתונה:

At this point in time, the images we've seen thus far from the Light L16 are a far cry from passing the wow-test

ובתרגום לשפת הקודש: בנקודת זמן זו, הדימויים שראינו עד כה מה-Light L16 הינם רחוקים מאד מלעבור את מבחן ה״וואו״.

בנוסף לכך, מחיר המצלמה הועלה לכמעט $2000, מחיר שאין סיכוי שיתקבל בהבנה ע״י השוק. במחיר זה המצלמה מתחרה במצלמות שרמת האיכות שהן מספקות עולה בהרבה על ה-L16.

עדכון 14.11.17: סיכום של מספר סקירות שליליות על ה-L-16 באתר Petapixel.

עדכון 9.12.17: סקירה מענינת, מקיפה וארוכה המבוססת על התנסות מעשית בצילום ב- L-16. שורה תחתונה: הכותב החליט להחזיר את המצלמה ליצרן ולבקש החזר מלא.

עדכון 28.2.18: ביקורת מקיפה של ה-L-16 באתר Imaging Resource. השורה התחתונה: זה לא זה.

עדכון 14.6.20: Light כבר לא בעסקי הצילום…

עדכון 27.1.23: שנים לאחר סגירת החברה, מישהו נזכר במצלמה הראשונה של Lytro

93. מצלמה ללא עדשה?

93. מצלמה ללא עדשה?

לפני מספר שבועות נתקלתי בידיעה על פיתוח מענין של חב׳ Hitachi היפנית: מצלמה ללא עדשה. שיתפתי את הידיעה בדף ה-FaceBook שלי ולמרות שלטכנולוגיה זו, כאשר תבשיל לכדי מוצר מוכן לשיווק, יהיו השלכות אדירות על תחום הצילום מספר המגיבים לידיעה היה זעום. לטובת כל מי שאולי פיספס את הפוסט ההוא בפייס החלטתי לכתוב כאן פוסט מורחב על מנת לנסות ולהסביר את עקרונות הטכנולוגיה וכן לדון בהשלכות שלה על תחום הצילום כפי שאנו מכירים אותו כיום.

פוסט זה מסתמך על מאמר שהופיע במקור באתר היפני Nikkei Asian Review בתאריך 26.12.16.

אז מי בעצם זקוק לעדשות זכוכית כאשר מעגלים קונצנטריים המודפסים על שקף ונוסחה מתמטית מספקים את אותה התוצאה? כאשר טכנולוגיה זו תבשיל לכדי מוצר מוגמר התשובה, קרוב לוודאי תהיה ״אף אחד״.

חוקרים במעבדות  Hitachi ביפן  מפתחים מצלמות שיוכלו לצלם סטילס וגם וידאו ללא עדשות מזכוכית. את מקומה של מערכת איסוף האור הקלאסית העשוייה זכוכית אופטית ומבוססת על שבירה של אור תתפוס מערכת איסוף המוצמדת לחיישן התמונה וכל עוביה הוא מיקרון (אלפית המ״מ) אחד. מערכת זו מורכבת משקף דק ועליו הדפס של טבעות קונצנטריות, אוסף של מעגלים המקיפים זה את זה והולכים וגדלים מן המרכז כלפי חוץ, כאשר המרחק בינהן הולך וקטן לכיוון הקצוות.
ראוי לציין כי גם בארה״ב (אוניברסיטת Rice ויצרנית המוליכים למחצה Rambus) מפותחות טכנולוגיות דומות.
מצלמות כאלו יהיו פשוטות וזולות ליצור וכמובן קלות הרבה יותר מאשר המצלמות בהן אנו משתמשים כיום.

hitachi2

סכמה המתארת את תהליך יצירת הדימוי במצלמה ללא עדשה של Hitachi

כיום, הטכנולוגיה של Hitachi בולטת בזכות מהירות העיבוד של הדימויים שהיא מפיקה. באופן עקרוני, המצלמה חסרת העדשה של Hitachi פשוטה מאד: השקף המודפס שלפני חיישן התמונה משנה את מהלכן של קרני האור המגיעות לחיישן מן הנושא המצולם, מחשב המובנה במצלמה מחשב את מידת השינוי ויוצר מחדש את הדימוי. הטבעות הקונצנטריות המודפסות על השקף יוצרות צורות Moire: ניתן לפענח את מהלך קרני האור באמצעות התמרות Fourier, סוג של עיבוד דיגיטלי המקובל ונפוץ בתחומים רבים. כיום, המערכת של Hitachi מהירה פי 300 ממערכות דומות.

נראה כי באמצעות הנחת הטבעות הקונצנטריות לפני החיישן במרחק קבוע נתון הדימוי המתקבל מכיל מידע לגבי המרחק בין החיישן לנושא. ממידע זה ניתן לחשב את מישור המוקד לאחר הצילום ובכך לקבוע את נקודת המיקוד הרצויה. נשאלת השאלה מה איכות הדימוי המתקבל בעיקר בכל הנוגע לרזולוציה ולטווח הדינמי.

אב טיפוס של המצלמה ללא עדשה של Hitachi

כאמור לעיל, אחד המאפיינים המרכזיים של טכנולוגיה זו היא היכולת לקבוע את המיקוד ועומק השדה לאחר הצילום, יכולת שהודגמה כבר בטכנולוגיות מבוססות Lightfield  אחרות כמו לדוגמא זו של Lytro אולם הפעם ללא שימוש בעדשות מזכוכית.

לאלו שימושים עשויה טכנולוגיה זו להתאים? בתחילה, סביר להניח שהיא תיושם בתחום ה-Machine Vision, ציוד תעשייתי הנעזר בצילום ובעיבוד תמונה לצרכי ייצור שונים, ברובוטים לצרכים שונים ובהתקנים ניידים ונייחים למינהם. מצלמות מסוג זה יתאימו מאד לשילוב באינטרנט של הדברים: ציוד ביתי מכל הסוגים המחובר לאינטרנט.
בהמשך, יופיעו מצלמות ללא עדשה בשוק הצילום החובבני והמקצועי וגם מצלמות הסמארטפונים יוכלו להיות בעלות יכולות משופרות לעומת המוכר כיום. יהיה מענין לראות כיצד תפעל המקבילה ללא זכוכית של עדשת Zoom וכיצד תשולב הטכנולוגיה של Hitachi בתחום הצילום החישובי המורחב. באופן תיאורטי לפחות, האפשרויות נראות כמעט בלתי מוגבלות. ומה תהיינה ההשלכות על כל יצרני עדשות הזכוכית? ימים יגידו.

אז אל תרוצו עדיין לחנות הצילום הקרובה, טכנולוגיית המצלמה חסרת העדשה עדיין איננה מוכנה לצאת לשוק: מספר בעיות צריכות להיפתר לפני כן, ובעיקר המראה הדהוי של הדימויים המופקים ממנה. Hitachi מתכננת להדגים דגם מעשי בעוד כשנתיים, עם רזולוצייה שתתאים לצורך שילוב עם טכנולוגיות זיהוי פנים מתקדמות.

טכנולוגיית המצלמה ללא עדשה של Hitachi הוצגה בחודש נובמבר 2016 במסגרת הסדנה הבינלאומית לחיישני תמונה ולמערכות הדמיה (IWISS16) שהתקיימה במכון הטכנולוגי של טוקיו.

שרשור תגובות מענין, אם כי גיקי ביותר בנושא זה ניתן לקרוא כאן

טכנולוגיה אחרת, המבוססת על עדשות שטוחות ודקות פותחה ב- CalTech, את המאמר המלא שפורסם בענין זה ניתן לקרוא כאן

ומסתבר שגם באוניברסיטת Harvard עובדים מזה זמן על עדשה שטוחה.

יהיה מענין לראות איזו טכנולוגיה תגבר!

עדכון 4.1.18: פריצת דרך לצוות של Harvard!

76. צילום חישובי: המנוע של מצלמות המחר, חלק ב

76. צילום חישובי: המנוע של מצלמות המחר, חלק ב

בפוסט הקודם  סקרתי את תחום הצילום החישובי ההולך וצובר תאוצה בשנים האחרונות.

בסרטון קצר המתאר את עקרונות שיטת הצילום החישובי, יתרונותיה ותוצאותיה ניתן לצפות כאן (הסרטון כולל חלק העוסק במתמטיקה שמאחורי המערכת, לא להתייאש, חכו לדוגמאות שבסיום).

אחד המופעים של צילום חישובי שכבר נמצא בשימוש בסמארטפונים הוא השימוש בשתי מצלמות (Dual Cameras): לסמארטפונים הכוללים טכנולוגיה זו יש שתי מצלמות אחוריות (שני חיישנים, שתי עדשות) המצלמות יחד, כל אחת מזווית מעט שונה מן השנייה. התוצאות המתקבלות משתי המצלמות מחושבות ע״י תוכנה  יעודית לדימוי אחד שהינו איכותי יותר מכל אחד מן הדימויים שיצרו אותו. חשוב לא לבלבל טכנולוגיה זו עם טכנולוגיה בעלת השם הדומה Dual Pixel המשמשת לצורך מיקוד אוטומטי ואין לה קשר לאיכות הדימוי עצמו.

בסרטון המתאר את עקרון הפעולה של טכנולוגיה זאת ניתן לצפות כאן

comparison-1השוואה בין צילום במצלמה אחת לבין שילוב שני צילומים משתי מצלמות יחד

בתחום זה בולטת חברת CorePhotonics הישראלית שהטכנולוגיה שלה מבוססת על מחקר שנערך באוניברסיטת תל אביב.

computational12

תהליך היצירה והעיבוד של דימוי הנוצר משתי מצלמות יחד
מקור: Corephotonics.com
 

corephotonics

השוואה בין שימוש בזום דיגיטלי במצלמה אחת רגילה לבין ביצוע זום דיגיטלי בדימוי שהתקבל משתי מצלמות.
מקור: Corephotonics.com

DSC_1437-2wf2wgux2lurhcbwev1zb4

כך נראה מודול Dual Camera: שתי מצלמות במארז אחד המיועד להרכבה בסמארטפון. מקור: Corephotonics

בתחילת החודש (מרץ 2016) הכריזה Corephotonics על שני מוצרים חדשים: HawkEye, מודול מצלמה לסמארטפון עם  13MP משולב עם מצלמה שנייה בת 13MP עם אופטיקה ״מקופלת״. חיבור חישובי של שני הצילומים מאפשר קבלת אפקט זום דיגיטלי מקביל לזום אופטי X5. לדברי החברה, יכולת הזום של מודול ה- HawkEye גבוהה מזו של חיישן עם  130MP והאופטיקה המקופלת מביאה את המודול לגובה של 5.4 מ״מ בלבד. המודול כולל גם ייצוב אופטי לצילום סטילס וצילום וידאו כאחד. בנוסף לכך הכריזה Corephotonics  על מודול מצלמה כפולה המשלב חיישן לצילום בצבע עם חיישן נוסף לצילום מונוכרומטי לצורך שיפור הביצועים בעת צילום בתנאי אור גרועים. לדברי החברה, מודול זה מספק קבצים בעלי  21MP שהינם בעלי רזולוציה ורמת רעש טובה יותר מכל מצלמת סמארטפון אחרת בעלת אותו מספר פיקסלים.

כעת לא נותר לנו אלא להמתין ולראות אלו יצרני סמארטפונים יאמצו את הטכנולוגיה המענינת של  Corephotonics בדגמים הבאים של מוצריהם.

כבר בשנת 2014 היציגה חברת HTC את הסמארטפון מדגם (HTC One (M8 שכלל מצלמה רגילה ומצלמה נוספת שנועדה לשפר את מימד העומק של הצילומים. טכנולוגיה זו איננה קשורה לזו של Corephotonics.
סקירה של האפשרויות המענינות הגלומות בסמארטפון של HTC תוכלו לקרוא כאן.

עוד חברה ישראלית העוסקת בפיתוח מצלמות כפולות היא LinX שנרכשה לפני כשנה ע״י Apple תמורת כעשרים מליון דולר. מכאן מסיקים אנליסטים שבכוונת Apple לשלב את טכנולוגיית המצלמות הכפולות בדגמים הבאים של הסמארטפונים שלה. גם המצלמות החישוביות של LinX מסוגלות להפיק דימויים עם מידע לגבי העומק ודימויים תלת ממדיים. השמועות מספרות על כך שמייסד Apple, סטיב ג׳ובס ע״ה התענין בזמנו בטכנולוגיה של Lytro שסקרתי בפוסט הקודם אולם הדבר לא הבשיל לכדי שיתוף פעולה מעשי.

linxcameras-100579945-primary.idge

מערכי מצלמות כפולות ומרובעות של LinX

התחזית היא שמצלמות כפולות יכללו כבר בדגמי הסמארטפונים הבאים של היצרניות המובילות Samsung ו-Apple (הדגם האחרון של Samsung Galaxy S7 שהוצג בחודש שעבר כולל רק מצלמה אחורית אחת). ואם השמועות נכונות הרי שגם חב׳ Wuawei  הסינית עומדת להכריז בקרוב על דגם חדש של סמארטפון בעל Dual Camera שפותח בשיתוף פעולה עם Leica. עדכון 4.4.16: כנראה שאכן יוצג בקרוב מאד סמראטפון כזה, מדגם P9.

בסרטון קצר המתאר את המצלמה הכפולה שאולי תהיה ב- iPhone 7 ניתן לצפות כאן.

במצגת מפורטת על טכנולוגיית המצלמות הכפולות ניתן לצפות כאן.

חברת  הזנק (Start Up)  נוספת העוסקת בתחום הצילום החישובי היא חברה קטנה מקנדה בשם Algolux. המוצר העיקרי של החברה הוא מנוע חישובי הנקרא:
CRISP: Computationally Reconfigurable Image Signal Platform שם קצת ארוך ומסורבל מידי לטעמי אבל אנסה לתרגם אותו: מערכת עיבוד תמונה הניתנת לתכנות מחדש. הכוונה לתחליף למערכות הליניאריות הקיימות, המטפלת רק בקובץ ה- RAW המקורי ולא בנגזרות JPEG שלו שעברו שורה של עיבודים ברצף. ע״י כך ניתן להפחית באופן משמעותי טעויות חישוביות הבאות לידי ביטוי כרעש בדימוי הסופי. עפ״י הדוגמאות המוצגות באתר החברה התוצאות מרשימות. החברה רואה ב- CRISP מסגרת חישובית גמישה הניתנת לשילוב עם מגוון רחב של חומרה ותוכנה קיימים, הכוונה היא שיצרני החומרה ישלבו את מערכת CRISP במוצריהם במקום המערכות הקיימות לעיבוד תמונה.

CRISP

מערכת CRISP משלבת בין חומרה מכל סוג (מעבדים, עדשות וחיישנים) לבין תוכנת העיבוד

הנה שתי דוגמאות ליכולות העיבוד החישוביות של המערכת של Algulux:

algoluxtackl

דוגמא לפעולת Virtual Deblurring: תיקון טשטוש הנגרם כתוצאה מתזוזת המצלמה ו/או הנושא בעת הצילום

CRISP Denoise

דוגמא לפעולת Burst Denoise: הסרת רעשים תוך כדי הצילום

הרעיון הכללי הוא למצב את מערכת CRISP כיחידת עיבוד תקנית אותה ניתן יהיה לשלב בחומרה של יצרנים רבים. כיום לכל יצרן תהליך עיבוד משלו. Algolux מצפים שיחידת העיבוד שלהם תאומץ ע״י יצרני חומרה שבתורם יוכלו להרכיב בסמארטפונים (ובהמשך גם במצלמות אחרות) חומרה פשוטה וזולה יותר. הדימויים הלא איכותיים שיווצרו ע״י חומרה זו ישופרו בהרבה ע״י המערכת החישובית כך שאיכותו של הדימוי הסופי יהיה מקביל לדימוי שהתקבל מחומרה איכותית (ויקרה) בהרבה.

Computational-Cameras-for-one-pager-1024x576

תחזית לחדירת המצלמות החישוביות לשוק הסמארטפונים

ראיון עם מייסד Algolux  ניתן לקרוא כאן.

מצלמה חישובית נוספת שלוקחת את הצילום החישובי למחוזות רחוקים אף יותר היא Flatcam. אם Algolux מקדמת את הקונספט של אופטיקה זולה משולבת בתוכנת עיבוד חזקה הרי ש-Flatcam מוותרת על עדשות קונבנציונליות לחלוטין וחוזרת, לא להאמין, ל״עדשות״ הנקב מתקופת ה- Camera Obscura. הקונספט פותח ע״י קבוצת מחקר באוניברסיטת Rice בארה״ב. את המרת הדימוי הלא איכותי המתקבל מעדשות נקב מבצעים, כמובן, באמצעות מערכת חישובית מיוחדת.

FlatCam הינה מצלמה דקה מאד, חסרת עדשה (Mirrorless כבר יש לנו, אז הנה לכם מושג חדש: Lensless camera…) הכוללת מסיכה מקודדת (אוסף של עדשות נקב) הצמודה לחיישן תמונה קונבנציונלי. בניגוד למצלמות בעלות עדשות, בהן דימוי הנושא נקלט ישירות  ע״י הפיקסלים בחיישן, כל פיקסל ב-FlatCam רושם צירוף ליניארי של אור ממספר אזורים בנושא. אלגוריתם חישובי משמש לצורך הפרדת המידע שנרשם ובנייה מחדש של דימוי הנושא.
FlatCam הינה דוגמא למערכת הדמייה בעלת מפתח (Aperture) מקודד. השוני לעומת מערכות דומות הוא שהמסיכה המקודדת נמצאת בצמידות גבוהה לחיישן עובדה המאפשרת יצירת מערכת הדמייה דקה מאד. בנוסף, במשולב עם חיישנים בעלי שטח פנים גדול יעילות איסוף האור של המערכת הינה גבוהה מאד. תכונות אלו מתאימות להבניית המצלמה לתוך משטחים גדולים וחומרים גמישים כמו טפטים לציפוי קירות ובגדים להם נדרשים חומרים דקים, גמישים וקלים. מידת השטיחות של המצלמה נמדדת עפ״י היחס בין עובייה לבין רוחבה (Thickness to Width Ratio, TWR). במצלמות קונבנציונליות העובי הוא באותו סדר גודל של רוחב החיישן, וה- TWR הוא בערך 1. מצלמות כאלו סובלות מחסרון רציני: אם נקטין את עובי המצלמה בסדר גודל אחד תוך שמירה על יחס העובי לרוחב שטח הפנים של החיישן יקטן בשני סדרי גודל ובהתאם תהיה ירידה משמעותית ביעילות איסוף האור שלו (רעש גבוה). לעומת זאת, FlatCam נהנית מיחס עובי לרוחב שאינו משתנה: עובי ההתקן הוא בסדר גודל קטן יותר מרוחב החיישן ולכן יעילות איסוף האור של החיישן גבוהה וגם הצמצם המספרי המירבי האפשרי מאפשר העברת כמות אור גבוהה יותר מאשר במערכות רגילות.
בשלב זה FlatCam סובלת ממגבלת רזולוציה (כושר הפרדה) נמוכה, שהיא אחת התוצאות של קירוב המסיכה בעלת עדשות הנקב לפני החיישן. כמו כן, כתוצאה מתהליך הפרדת המידע (Demultiplexing) נוצר רעש שפוגע גם הוא בכושר ההפרדה. אולם, מפתחי המערכת עובדים על שיפור ביצועיה וסביר להניח שנראה את התוצאות בעתיד הלא רחוק.

בסרטון המתאר את פעולת המערכת אפשר לצפות כאן.

lensless

השוואה בין המאפיינים של מצלמת נקב רגילה, מצלמה עם עדשה רגילה ומצלמה מבוססת מסיכה

PreviewScreenSnapz001

תהליך הצילום ב- FlatCam: כל מקור אור בתוך שדה הראייה של המצלמה תורם אור לכל פיקסל על החיישן וכך נוצר דימוי מורכב של הנושא. אלגוריתם חישובי מרכיב מחדש את דמות הנושא.
מקור: Rice University

PreviewScreenSnapz002

תוצאות של אב טיפוס של ה- FlatCam, המורכב (a) מחיישן Sony ICX285 עם מסיכה מקודדת במרחק של 0.5 מ״מ מן החיישן. מן החיישן מתקבלים צירופים ליניאריים שונים של אור מנקודות שונות בנושא (b), דימויים צבעוניים  ברזולוצייה של 512X512 פיקסלים שהורכבו מחדש ע״י עיבוד של כל ערוץ צבע בנפרד (c).
מקור: Rice University

מתי נוכל לרכוש מצלמות דקות ושטוחות כאלו? לא מחר, זה בטוח. סביר להניח שתהליך הפיתוח של טכנולוגיה מענינת זו יימשך עוד תקופה לא קצרה. אבל הבה נזכור שגם התוצאה שהתקבלה מן המצלמה הדיגיטלית הראשונה בשנת 1975 לא נראתה טוב יותר… הרשו לי להמר שהפעם התהליך יהיה קצר יותר.

מאמר כללי על צילום חישובי ניתן לקרוא כאן.

לסיכום, אין ספק שהצילום החישובי כבר כאן, והמצלמות העתידיות אולי יכללו Dual Camera המבוססת על FlatCam, ללא עדשות ועם מערכת עיבוד שתאפשר קבלת דימויים תלת ממדיים, שינויי עומק שדה לאחר הצילום, שינוי ה- Bokeh ועוד ועוד. יהיה מענין, כבר אמרתי? וכן, עדיין יהיה צורך בצלם שיפעיל את כל הטכנולוגיה הזו באופן שיווצר דימוי משמעותי מבחינה חזותית, נא לא לדאוג…

מקור תמונה ראשית:
http://spie.org/newsroom/technical-articles/5106-analyzing-computational-imaging-systems

עדכון 10.5.18: מערכת (AI (Artificial Inteligence הלומדת לטפל בצילומים שצולמו בתנאי אור  קשים. התוצאות מדהימות!

עדכון 6.8.18: מאמר מענין בנושא הצילום החישובי

עדכון 19.3.20: מאמר מענין מבית DXOMARK המשווה בין היכולות של מצלמות DSLR ו-Mirrorless לבין אלו של טלפונים סלולריים, כולל פרספקטיבה היסטורית מפורטת

עדכון 7.6.20: מאמר מענין ומפורט בנושא הצילום החישובי, חלק א באתר DPReview

עדכון 8.6.20: חלק ב של המאמר הנ״ל

עדכון 9.6.20: חלק ג של המאמר הנ״ל

עדכון 23.9.20: מצלמה חדשה מבוססת AI

עדכון 27.2.21: שאלות ותשובות לגבי ה-Alice, מצלמה מבוססת AI עליה דובר העדכון הקודם

עדכון 5.2.23: מאמר מענין על מגבלות הצילוןם החישובי

75. צילום חישובי: המנוע של מצלמות המחר, חלק א

75. צילום חישובי: המנוע של מצלמות המחר, חלק א

למרות כל הדיבורים על ״מהפכה טכנולוגית״ בהקשר של הצילום הדיגיטלי הרי שפועל לא הרבה השתנה מאז המצאת הצילום בסוף שנות ה-30 של המאה ה-19. אם תשוו את המבנה של מצלמה בת 100 למצלמה מן הדור האחרון תוכלו למצוא הרבה דמיון בין שתי המצלמות: הצלם לוחץ על כפתור המחשף, האור החוזר מן הנושא חודר לעדשה, עובר דרך הצמצם ומגיע למשטח רגיש לאור עליו הוא נרשם כאשר משך החשיפה נקבע באמצעות מהירות התריס. נכון, עד תחילת שנות ה-2000 רישום האור נעשה על גבי סרט צילום מבוסס כסף הלידי ולאחר הצילום היה צורך לפתח את הסרט בתהליך כימי  כדי לקבל תמונה שניתן להשתמש בה. כיום, ברוב המקרים, רישום האור נעשה על גבי חיישן תמונה אלקטרוני מבוסס סיליקון הממיר את האור לאנרגיה חשמלית שכמותה נמדדת ומומרת לביטוי בינארי-דיגיטלי (ספרתי) המבוסס על שני הסימנים 0 ו-1. אנו משתמשים כיום באמצעים מדוייקים למדידת החשיפה ולמיקוד אוטומטי עליהם יכלו אבותינו רק לחלום לפני 100 שנה ובמאה ה-19 אפילו לא היו מסוגלים לחלום על כך… אנו משתמשים בטכנולוגיות לעיבוד תמונה ספרתי ובתקשוב כדי לשפר את הצילומים שלנו ולהעבירם בקלות לכל קצוות תבל. וכן, אנחנו גם מתחילים לראות את הניצנים הראשונים של יכולת המצלמה להבין ולפענח את המשמעות של האור הנרשם על גבי חיישני התמונה. וביכולת זאת טמונה, כך נראה, המהפכה הטכנולוגית הבאה בתחום הצילום. מהפכה זו נקראת בשם המפחיד ״צילום חישובי״ (Computational Photography), היא מבוססת על תוכנה מתקדמת שמסוגלת לקלוט מידע מקורי באיכות לא אופטימלית ולהפוך אותו, באמצעים חישוביים למידע איכותי בהרבה והיא מסוגלת לאפיין את האור ולהפיק ממנו מידע רב ערך.
לאט לאט, אולי מבלי ששמנו לב לכך חדרה טכנולוגיה זו לחיינו ונמצאת כבר, ברמה מסויימת, בכל סמארטפון. כידוע מערכת המצלמה המובנית בסמארטפון איננה מן המשובחות ביותר משתי סיבות עיקריות: עלות וגודל. לכן נדרשת מערכת תוכנה שתשפר את איכות הצילומים שנוצרו ע״י החומרה הלא אופטימאלית ויגרמו לה ״ליצור״ צילומים שכאילו נוצרו ע״י חומרה יקרה בהרבה. הטכנופובים שביננו יצייצו מיד שזהו סופו של הצילום מאחר והתוכנה תוציא את הצלם מן המשוואה, אבל זה נאמר כבר הרבה פעמים בעבר ובינתיים לא ממש התממש…

עפ״י וויקיפדיה, צילום חישובי מתייחס לטכניקות צילום ועיבוד תמונה המתבססות על חישובים ספרתיים במקום על תהליכים אופטיים. צילום חישובי יכול לשפר את היכולות של מצלמה או להוסיף תכונות שלא היו קיימות כלל בצילום אנאלוגי או אף צילום דיגיטלי בסיסי  ולהפחית את העלות, הגודל והמשקל של רכיבי המצלמה. דוגמאות מוכרות לכך כוללות חישוב של פנורמות וצילומי HDR, בשני המקרים החישוב מאפשר להתגבר על היכולות המוגבלות של הרכיבים הפיסיים של המצלמה על מנת ליצור צילום משוכלל יותר. דוגמא פחות מוכרת היא הטכנולוגיה הנקראת Light Field המאפשרת הפקת מידע תלת מימדי (עומק) שאיננו קיים בצילום דו ממדי רגיל כדוגמת המצלמות של Lytro ואחרים. מידע זה מאפשר, לאחר הצילום, קביעה של עומק שדה סלקטיבי ללא תלות בצמצם הפיסי בו צולמה התמונה כמו גם הפקת דימויים תלת ממדיים.

ההגדרה למושג ״צילום חישובי״  כוללת כיום מספר נושאים כמו גרפיקה ממוחשבת, ראייה מוחשבת ואופטיקה חישובית. בנוסף יש לה צד מוכר ונפוץ יותר העוסק בעיבוד ממוחשב של צילום דו ממדי דיגיטלי הנתפס כיום כמובן מאליו ומאפשר, בין היתר הקטנה והגדלה של דימויים, דחיסת טווח בהירויות, ניהול צבע, דחיסה, ריטוש וסימון דיגיטלי ועוד. כן כלולים בתחום עיבוד התמונה הספרתי המוכר אפקטים ״אמנותיים״ באמצעות פילטרים למינהם.
דוגמא נוספת היא התחום הנקרא תאורה חישובית (Computational Illumination): צילום בתאורה נתונה ולאחר מכן עיבוד של הדימוי ליצירת דימוי חדש. בין היתר תחום זה כולל יצירת תאורה חדשה (כולל שילוב של מספר צילומים של אותו הנושא כאשר כל אחד צולם בתאורה אחרת), שיפור הדימוי, ביטול טשטוש (Image Deblurring) שאינו פעולת חידוד רגילה וגם איננה קשורה למערכת ייצוב פיסית, שינויים גיאומטריים, השלמת פרטים חסרים ועוד. גם טכניקת HDR משתייכת לתחום זה.
deblur4a

ביטול טשטוש הנובע מתנועת הנושא ו/או המצלמה בזמן החשיפה
מקור: http://www-rohan.sdsu.edu

אז מה יש לנו כיום?

כאשר אנו מצלמים במצלמה שלנו, ללא קשר לסוג המצלמה, קובץ ה-RAW שנוצר עובר שורה של כוונונים. לאחר פעולת ה- Demosaicing מופעלות פעולות להפחתת רעשים, חידוד, ביטול טשטוש ועוד פעולות בהתאם לבחירת הצלם. התוצאה היא קובץ JPEG. איכות תוצאות העיבוד עולה בהתמדה אולם יש גבול ליכולות של התוכנה הנוכחית. כל פעולה כנ״ל מבוצעת בד״כ ע״י טכנולוגיה עצמאית ונפרדת. כתוצאה מכך כל תוכנה בודקת אוסף שלם של פרמטרים לפני תחילת הפעולה וכמות המידע המשותפת בין הישומים השונים קטנה. מגבלה נוספת נובעת מאופיו הליניארי של התהליך: כל יישום מקבל את התוצאה של היישום הקודם וכתוצאה מכך שגיאות ורעשים מתווספים לדימוי בכל שלב ושלב. עם כל זאת, יש לומר עם יד על הלב שהתוצאות המתקבלות כיום מכל סוגי המצלמות (כמובן יש להביא בחשבון את מאפייני החיישנים והעדשות ) הן מרשימות ביותר. אולם בעתיד של כולנו נראים צילומים איכותיים אף יותר. מספר קבוצות מחקר ופיתוח בעולם עובדות קשה על הדור הבא של עיבוד התמונה וכבר ניתן לראות בשוק ניצנים ראשונים של מאמצים אלו.

ConventionalPipeline

איור המתאר את תהליך היצירה והעיבוד הנוכחיים של דימויים במצלמות דיגיטליות. מקור: Algolux.com

ומה צופן לנו העתיד?

כתבתי כבר בפוסט מס׳ 51 על הטכנולוגיה המענינת של Light:  מדובר בשילוב של מספר טכנולוגיות שונות: למצלמה 16 עדשות שונות באורכי מוקד שונים ולפני כל אחת מהן נמצא חיישן קטן. כך שלמעשה מדובר על מארז קומפקטי הכולל 16 מצלמות, 10 מהן מצלמות בבת אחת בעת לחיצה על כפתור המחשף. החידוש הנוסף הוא תוכנה חדשנית התופרת את 10 הצילומים ויוצרת קובץ בעל רזולוציה מירבית של 52 מגפיקסלים.
Light מציגה את ה- L16 כ״מצלמה המאפשרת שליטה ובקרה נרחבות כמו של DSLR עם הנוחות של סמארטפון״. ובנוסח אחר: ״L16 הינה המצלמה החישובית מרובת המיפתחים (Apertures) הראשונה המספקת איכות ויכולות של  DSLR במכשיר הניתן לנשיאה בכיס. זוהי מצלמה קטנה יותר, זולה יותר המספקת איכות תמונה טובה יותר מאשר כל מצלמה אחרת בתחום המחיר שלה״. שימו לב לביטוי ״מצלמה חישובית״, המעיד על כך שאיכות הדימוי המתקבל נובעת בחלקה הגדול מפעולה של תוכנה ולא מפעולה של חומרה.

home_07_hero

המצלמה החישובית של Light הכוללת 16 מצלמות במארז אחד. מקור: Light.com

גם מצלמת ה-Lightfield של  Lytro עשתה הרבה גלים בזמנו, עברה הסבה זריזה מדגם שהיה בגדר צעצוע לדגם ״מקצועי״ במחיר של $1300 שככל הידוע לי איננו מהוה להיט מכירות. נראה שהיכולת לשנות את עומק השדה לאחר הצילום אינו גורם איכות המושך, נכון להיום את רוב המשתמשים, ואילו ביצועי המצלמה רחוקים מלספק את הדרישות של צלמים מקצועיים.

C-LYTRO-ILLUM-NOV-2014_grandeLytro Illum  , מתוך אתר היצרן

דוגמא נוספת ל״מצלמות עתיד״ שלא כל כך הפכו בינתיים לכאלה הן מצלמות התוסף לסמראטפון כמו המצלמה של  DxO אותה סקרתי בפוסט מס׳ 35 וכן פתרונות דומים של Sony ושל  Olympus.

Lytro הכריזה לאחרונה על מצלמה חישובית בעלת יכולות מענינות: יצירת סרטים VR תוך התבססות על מומחיותם בתחום ה- Light Field וטכנולוגיות צילום חישובי נוספות. זוהי מערכת המיועדת לשוק המקצועי של הפקות הקולנוע והטלוויזיה, עלותה גבוהה מאד והיא כוללת גם שרת עוצמתי ויעודי לביצוע החישובים המורכבים הנדרשים. אולם מניסיון העבר ניתן לנבא כי בהמשך יהיה ניתן להבנות לפחות חלק מיכולות אלו גם בתוך אמצעים קטנים, פשוטים וזולים הרבה יותר. סמארטפון כבר אמרנו? בסרטון המדגים אל יכולות הטכנולוגיה ניתן לצפות כאן. בסקירה מקיפה של התחום המתפתח של הקולנוע מבוסס המציאות המדומה שהתפרסמה במוסף גלריה של עיתון הארץ אומר הבמאי והעתידן האמריקאי ברט לנארד: ״בתי הקולנוע המסורתיים יילכו וידחקו אל השוליים לטובת בתי קולנוע עתידניים שיציגו סרטי  VR״. כמו כן הוא אומר ש״הצילום כפי שאנו מכירים אותו ייעלם מן העולם כליל ויפנה את מקומו לטכנולוגיית שדה האור, הוא מעריך. ואילו זו, בזכות יכולתה להנציח מציאות באופן הדומה מאוד לצילום, תאפשר ליצור מציאות מדומה שתיצור תחושה אמיתית מאוד, ממש כמו בסרטים מצולמים. המראה שלה יהיה ריאליסטי לחלוטין, כמו עולם מצולם ותלת-ממדי ב- 360 מעלות, אבל היא תהיה ממוחשבת, בדיוק כמו אנימציה בתלת ממד ולכן תאפשר לצופים לנוע בתוכה בחופשיות״.

Lytro-Immerge-professional-lightfield-solution-for-cinematic-VR-camera

מצלמה מדגם Lytro Immerse המיועדת, כדברי היצרן: For the next generation of immersive storytelling

מבין החברות הרבות העוסקות בתחום ה- VR בולטת Facebook, שרכשה לפני כשנתיים (במחיר של כשני מיליארד דולר) את חב׳ Oculus, שהמוצר העיקרי שלה, משקפי VR מדגם Rift אמור לצאת לשוק במחיר של $600 החודש. כמו כן הכריזה Facebook על הקמת צוות מחקר ופיתוח בתחום ה- VR החברתי.

בחלק ב של פוסט זה אדון במערכת צילום כפולת מצלמות Dual Camera, במערכת החישובית של Algolux, חברה קנדית המפתחת ״מנוע״ חישובי יעודי למצלמות עתידיות ובמצלמה השטוחה FlatCam המפותחת באוניברסיטת Rice.

 

עדכון 7.6.20: מאמר מצויין ומפורט על הצילום החישובי, חלק א, באתר DPReview

עדכון 8.6.20: חלק ב של המאמר הנ״ל

עדכון 9.6.20: חלק ג של המאמר הנ״ל

עדכון 5.2.23: מאמר מענין הסוקר את המגבלות של הצילום החישובי

 

 

 

51. עוד מצלמת ״עתיד״?

51. עוד מצלמת ״עתיד״?

אתרי החדשות העוסקים בטכנולוגיה כמו גם אתרי הצילום למינהם מלאים בימים האחרונים בכתבות המשדרות התרגשות רבה מעוד ״מצלמת עתיד״. מצלמת העתיד הנוכחית (חיבור קצת מוזר של מילים, יש להודות)  נקראת  L16 והיא מגיעה מחברת סטארט אפ  שאינה מוכרת לרובנו בשם המקורי Light. לפני שאמשיך, אומר כבר כאן ועכשיו שאני לא צופה למצלמה זו עתיד מזהיר, לפחות לא בצורתה הנוכחית ובהמשך אסביר גם מדוע. סביר להניח שהיא תצטרף ל״מצלמות עתיד״ נוספות שהכרנו בעבר כמו זאת של  Sigma Foveon או ה- Lytro Illum , כל אחת מענינת וחדשנית לכשעצמה אבל אין בעצם החדשנות הטכנולוגית עצמה דבר שיהפוך ״מצלמת עתיד״ למוצר שנמכר היטב.

אז על מה כל הרעש? מדובר בשילוב של מספר טכנולוגיות מענינות: למצלמה 16 עדשות שונות באורכי מוקד שונים ולפני כל אחת מהן נמצא חיישן קטן. כך שלמעשה מדובר על מארז קומפקטי הכולל 16 מצלמות, 10 מהן מצלמות בבת אחת בעת לחיצה על כפתור המחשף. החידוש הנוסף הוא תוכנה חדשנית התופרת את 10 הצילומים ויוצרת קובץ בעל רזולוציה מירבית של 52 מגפיקסלים.
Light מציגה את ה- L16 כ״מצלמה המאפשרת שליטה ובקרה נרחבות כמו של DSLR עם הנוחות של סמארטפון״. ובנוסח אחר: ״L16 הינה המצלמה החישובית מרובת המפתחים הראשונה המספקת איכות ויכולות של  DSLR במכשיר הניתן לנשיאה בכיס. זוהי מצלמה קטנה יותר, זולה יותר המספקת איכות תמונה טובה יותר מאשר כל מצלמה אחרת בתחום המחיר שלה״.

סרטון קצר המתאר את המצלמה תוכלו לראות כאן.

סרטון נוסף המציג את מפתח המצלמה תוכלו לראות כאן.

product_01_heroLight L16, מתוך אתר היצרן

בדומה למצלמת ה- Light Field של Lytro גם ב- L16 ניתן לכוון את עומק השדה הרצוי לאחר הצילום. (הצילום מתוך אתר Light).

L16

ה-Light L16 כוללת עדשת זום באורך מוקד של 35-150 מ״מ, ביצועים טובים בתנאי אור גרועים עם רעש נמוך, בקרת עומק שדה מדוייקת וצג מגע אחורי בגודל 5 אינץ׳.

גלריה של צילומים שצולמו ב- L16 ניתן למצוא כאן. הצילומים נראים יפה, חשופים היטב ורובם נראים כפי שנראים בד״כ צילומים באתרים של יצרני מצלמות… לאור הרזולוציה הנמוכה של הצילומים באתר קשה לעמוד על האיכות האמיתית שלהם. מאחר והמצלמה טרם יצאה לשוק אף אתר המבצע סקירות ובדיקות של מצלמות לא קיבל אותה לידיו וכל המידע והדוגמאות מגיעים מן היצרן.

מחיר המצלמה, שאמורה לצאת לשוק רק בסוף ספטמבר 2016 צפוי להיות $1699, כלומר תקבלו דולר אחד עודף (!) מ-$1700. זהו מחיר גבוה מאד למצלמה שלא תוכל (לפחות בקונפיגורציה הנוכחית שלה) להחליף מצלמות מקצועיות ומצד שני אני לא מכיר חובבי צילום רבים שיהיו מוכנים לשלם מחיר כזה בנוסף למה שכבר שילמו עבור הסמארטפון המתקדם שלהם הכולל מצלמה איכותית למדי, עם מגוון עצום של אפליקציות לצילום, עיבוד והפצה של צילומים המספקים את צרכי רוב המשתמשים.

אם תפותח היכולת לשלב את הטכנולוגיה של Light בסמארטפונים מבלי להגדיל אותם בהרבה לעומת המקובל כיום, ואם החברה תשכיל לשווק רישיונות שימוש בטכנולוגיה שלה ליצרני סמארטפונים כמו Apple ו-Samsung אזי אולי תהפוך לנפוצה. כיצרן עצמאי של מוצר שנראה כרגע לפחות כמוצר נישה יקר בעל שימושיות מוגבלת יקשה על  Light להתחרות עם ענקים כמו Nikon, Canon Sony.

גם מצלמת ה-Lightfield של  Lytro עשתה הרבה גלים בזמנו, עברה הסבה זריזה מדגם שהיה בגדר צעצוע לדגם ״מקצועי״ במחיר של $1300 שככל הידוע לי איננו מהוה להיט מכירות. נראה שהיכולת לשנות את עומק השדה לאחר הצילום אינו גורם איכות המושך את רוב המשתמשים, ואילו ביצועי המצלמה רחוקים מלספק את הדרישות של צלמים מקצועיים.

C-LYTRO-ILLUM-NOV-2014_grandeLytro Illum  , מתוך אתר היצרן

דוגמא נוספת ל״מצלמות עתיד״ שלא כל כך הפכו לכאלה הן מצלמות התוסף לסמראטפון כמו המצלמה של  DxO אותה סקרתי בפוסט מס׳ 35 וכן פתרונות דומים של Sony ושל  Olympus.

עוד על הקשר המענין בין טכנולוגיה לחברה תוכלו לקרוא בפוסטים מס׳ 22-23 בבלוג זה.

הדוגמא הטובה ביותר ל״מצלמת עתיד״ שהצליחה בגדול היא המצלמה הנמצאת בסמארטפון של כמעט כל אחת ואחד מאיתנו. רק מוצר שמספק פתרון איכותי במחיר הנתפש כהוגן ע״י רוב המשתמשים יצליח. ה-Light L16, עם כל הכבוד (ויש כבוד) לחדשנות הטכנולוגית הגלומה בה איננה מספקת תמורה אותה רוב הצרכנים יתפשו כמספקת.

עדכון 17.10.15: ראיון מענין שנערך עם מנכ״ל Light ובו נחשף המבנה הפנימי של המצלמה ניתן לראות כאן.

עדכון 8.12.16: בסרטון המתאר אתהתכונות היחודיות של L-16 אפשר לצפות כאן

עדכון 15.7.17: L-16 נמסרת ללקוחות הראשונים

עדכון 2.8.17: Light מאפשרים בפעם הראשונה הורדת קבצי JPG שצולמו ב-L-16.
פוסט מס׳ 104 שיפורסם בקרוב סוקר את התרשמותי מקבצים אלו.

עדכון 14.6.20: Light כבר לא בעסקי הצילום…

עדכון 27.1.23: שנים לאחר סגירת החברה, מישהו נזכר במצלמה המקורית של Lytro

הערות, הארות ושאלות יתקבלו בברכה!