Det sägs att man bör avstå ifrån att sia om

Transkript

1 FRAMTIDENS FOTOTEKNIK Vi har bara sett början. Fototekniken kommer att utvecklas snabbare framöver och vara annorlunda än dagens. Vi synar forskningen och beskriver några av de fantastiska möjligheter vi kan förvänta oss i framtiden. text Anders Jensen Det sägs att man bör avstå ifrån att sia om framtiden eftersom chansen att pricka rätt är så liten. Och visst finns många exempel på hur förutsägelser inte riktigt slår in. I en av Sveriges största fototidningar kunde man i mitten av 1990-talet läsa följande: Även om somliga tror att gemene man kommer att gå omkring och knäppa bilder med digitala elektroniska kameror vilken dag som helst så är jag övertygad om att det kommer att dröja länge. [...] Digital teknik kommer inte att ta över, men den kommer att söka sig in i den traditionella fotografiska världen och komplettera den mer än 150 år gamla silverbaserade tekniken. Det finns alltså anledning att vara försiktig med sina profetior, men när man studerar forskningen som ligger till grund för morgondagens fototeknik kan man inte låta bli att åtminstone spekulera lite. Och en sak kan man slå fast med stor säkerhet framtidens fototeknik kommer att se helt annorlunda ut än den vi har i dag. Något som är viktig att komma ihåg är att den digitala tekniken fortfarande är i sin linda. Fram tills alldeles nyligen har mycket av utvecklingsarbetet gått ut på att efterhärma och i viss mån överträffa det som gick att åstadkomma med traditionell teknik. Ungefär som när primitiva ordbehandlare ersatte skrivmaskinen. I någon mening är det alltså först nu det roliga börjar! Den digitala tekniken har en enorm potential som ännu är outnyttjad och inom de närmaste åren spår många en utveckling som motsvarar hela fotografiets tidigare historia. Och det kanske mest spännande är att alla experter tycks överens om att utvecklingen kommer att förändra hur vi tänker på fotografi i grunden. Möjligen kan det vara lite svårsmält att fotokonsten ska förändras i grunden. Vi har ju trots allt levt med den traditionella «analoga» tekniken i över 150 år och det är fortfarande den som definierar hur vi tänker på foto. Efterfokusering är ett bra exempel. Vi är så inkörda med att man först fokuserar och sedan knäpper av att godtycklig fokusering i efterhand känns som ren science fiction. Men i själva verket är det bara en naturlig följd av den digitala utvecklingen. Tekniken för efterfokuseringen finns redan och är föremål för ett av de avsnitt som ingår i den här artikeln. Allmänt kan man alltså konstatera att morgondagens fototeknik kommer att skilja sig markant ifrån dagens. Framför allt beroende på ett helt nytt teknikområde som kallas computational photography. Som namnet antyder är det datorberäkningar som spelar huvudrollen. Kameran blir mer och mer ett redskap för att registrera så mycket information om motivet som möjligt. Det är först när vi tar in den informationen i datorn vi kan skapa själva bilden och utföra saker som vi knappt vågar drömma om i dag. De funktioner som så småningom leder till nya funktioner på kameran och i bildbehandlingsmjukvara föds i den akademiska världen. Varje år hålls konferensen siggraph (Special Interest Group on Graphics) där forskare från hela världen presenterar de senaste rönen inom digital grafik, däribland computational photography. siggraph ger därför en väldigt bra fingervisning om vad vi kan förvänta oss i framtiden. I den här artikeln ska vi kika på några av de forskningsresultat som fått mest uppmärksamhet de senaste åren. Det mesta av det vi tar upp finns redan som färdiga produkter på prototypnivå. Inom en väldigt snar framtid kan alltså många av dessa nyheter finnas på den kommersiella marknaden. n sid 60 Kamera & Bild

2 glöm problemen med skakningsoskärpa Att fota under dåliga ljusförhållanden har länge varit ett gissel för fotografer. Inte ens en olympisk mästare i fripistol har tillräckligt stadiga händer för att hålla kameran still när slutartiden drar i väg. För att möjliggöra handhållet fotograferande i mörka omgivningar använder vi allt högre iso-värden. Visserligen till priset av ökad brusighet, men även på den fronten sker stora tekniska landvinningar och redan i dag ser vi kameror som håller bruset på en acceptabel nivå, även vid riktigt höga iso-värden. Den utvecklingen kommer med all säkerhet att fortsätta, men computational photography erbjuder också en alternativ lösning på problemet. suddiga/brusiga bildpar Bilder fotade under dåliga ljusförhållanden, till exempel inne i kyrkor eller museum, brukar tillhöra en av följande två typer: microsoft research Rätt färg och kontrast, men motivet är oskarpt 2. Bra skärpa, men bilden är mörk, kontrastlös och brusig Idén kan verka uppenbar. Genom att kombinera kontrast och färg från typ 1 med skärpan från typ 2 skulle det kanske gå att få fram en slutbild utan brister. Det första allvarliga försöket att hitta en algoritm som kan utföra detta gjordes av två forskare på Hewlett-Packard Labs. Arbetet förfinades sedan av andra forskare och i dag ger tekniken ett minst sagt imponerande resultat. fungerar också bra med rörelseoskärpa Tekniken med suddiga/brusiga bildpar är bara ett av de förslag som kommit fram för att lösa problemet med oönskad skakningsoskärpa. En annan metod behöver bara den vanliga suddiga exponeringen och går ut på att datorn gissar hur kameran har rört sig baserat på bildstatistik. Mjukvaran kan alltså känna av om resultatet blir något som liknar ett vanligt skarpt foto eller ej. Metoden funkar även bra när motivet, snarare än kameran, har rört sig under exponeringen. I dag skrattar vi åt hur brottsbekämparna i amerikanska tv-serier kan få fram ett registreringsnummer trots att bilen i fråga bara är en suddig massa på övervakningsbilden, men faktum är att det snart kan bli verklighet. Det enda som är osäkert är exakt hur den tekniska lösningen kommer att se ut. bild: merl bild: merl photoshop Framtidens fototeknik sid 61

3 fokus och skärpedjup styrs i efterhand Av alla de fantastiska möjligheter som kommer med computational photography är kanske efterfokusering den som väcker störst fascination. Tänk dig att du i efterhand kan styra exakt var skärpan ska ligga. Aldrig mer misslyckade makrofoton där den tråkiga bakgrunden hamnar i fokus i stället för huvudmotivet. Aldrig mer nödvändigt att göra en avvägning mellan bländare och skärpedjup. Med den nya tekniken kan du fatta alla beslut i lugn och ro framför datorn. stanford university Utifrån en enda exponering kan du ställa in exakt var skärpan ska ligga. en bit oh-papper är all hårdvara som krävs Tekniken som gör det möjligt att ändra fokus i efterhand är komplicerad ur ett naturvetenskapligt perspektiv, men genialt enkel i sitt utförande. De första stegen togs på mit och Stanford och området har kallats light field photography, eller ljusfältsfotografi på svenska. Genom att placera en typ av sensor mellan linsen och kamerasensorn kan kameran registrera information om hur de infallande ljusstrålarna fördelar sig. Lite förenklat kan datorn sedan utnyttja matematisk transformteori för att bakvägen räkna ut hur ljuset hade träffat sensorn vid en annan fokusinställning. Och det fina i kråksången är att sensorn inte behöver vara särskilt sofistikerad. Forskare vid Mitsubishi Electric Research Labs (merl) använder till exempel en enkel bricka med utstansade hål. Så enkel att den till och med går att tillverka själv med en bit oh-papper! Som om inte det vore nog behövs ingen extra kamerafunktionalitet. De kameror du och jag använder i dag behöver alltså bara den lilla pappersbiten för att göra tekniken möjlig. Forskarna gissar att vi inom en snar framtid kan ha bländarinställningen c på våra kameror. c står då för «coded exposure» och skulle alltså ge oss möjlighet att ställa in skärpedjupet i efterhand. Möjligheterna svindlar. För fotografer skulle det både innebära en extra säkerhet och ytterligare ett kreativt redskap. Vi kan välja bländare för att få kort slutartid och minimalt med brus, utan att riskera alltför kort skärpedjup. Men även inom andra områden, exempelvis kameraövervakning och mikroskopbilder, skulle tekniken innebära en revolution. De tidiga ljusfältskamerorna hade en del begränsningar, framför allt vad gäller möjlig upplösning. Forskarna tror sig nu ha löst de problemen och efterfokusering kan när som helst bli verklighet för oss vanliga konsumenter. merl Med en enkel bricka förvandlas en vanlig kamera till en ljusfältskamera. sid 62 Kamera & Bild

4 möjlighet att flytta kameran i efterhand En intressant ny teknisk möjlighet presenterades av Dave Story på Adobes utvecklingsavdelning förra året. Med hjälp av en multilins som består av 19 mindre kameralinser kan man fota flera versioner av samma bild samtidigt. Ungefär enligt samma princip som insekternas fasettögon fungerar. Eftersom avståndet mellan varje lins och motivet skiljer sig åt uppstår en rad olika möjligheter. Bland annat kan man förändra skärpedjupet i efterhand på samma sätt som med övrig teknik för efterfokusering. Adobe demonstrerar till och med en särskild fokuspensel som gör det möjligt att «måla» fram fokus precis där man vill ha det. Dessutom blir det möjligt att flytta kamerans position i efterhand. Eftersom det i varje bild finns 19 olika versioner lagrade, kan man välja olika fotovinklar. Vinkelskillnaden mellan varje lins är visserligen liten, men om avståndet till motivet är stort blir effekten ändå tydlig. Om personen du har plåtat har råkat få en lyktstolpe som ser ut att växa ut ur huvudet finns det alltså en räddning inom rimliga gränser. tredimensionell kloning Adobes multilins gör det också möjligt att klona tredimensionellt. Med hjälp av trigonometriska samband kan datorn nämligen räkna ut avståndet till alla objekt i bilden. Bilden blir alltså i någon mening tredimensionell eftersom datorn kan känna av djupet. Detta öppnar dörren för en rad nya funktioner. Vill du exempelvis klona bort ett störande element kan du alltså tala om för Photoshop att du bara vill påverka de bildpartier som befinner sig minst 15 meter från kameran. På så sätt behöver du inte ta hänsyn till förgrunden när du gör dina korrigeringar. Kloning är bara ett exempel på när den här tekniken kommer till nytta. Andra selektiva korrigeringar blir förstås också mycket enklare. Tänk dig att du vill ljusa upp bakgrunden utan att påverka resten av bilden. Med den nya tekniken slipper du avgränsa din korrigering med en markering eller lagermask. Välj bara avstånd och utför justeringen som vanligt. Datorn kan själv räkna ut avståndet mellan kameran och objekten i bilden. l.a. cicero ingen fokuspensel i CS4 Allt det här är ännu så länge på utvecklingsstadiet och det dröjer förmodligen innan vi ser kommersiella tillämpningar. Någon fokuspensel i Photoshop cs4 ska vi alltså inte hoppas på. Dessutom bygger det ju på att man har skruvat fast den nya multilinsen på sin kamera. Det finns dock forskare som har gått en annan väg och satt linser direkt på sensorn i stället. Inte mindre än stycken för att vara exakt. På så sätt kan tekniken integreras direkt i kameran och inga extra tillbehör blir nödvändiga. Stanfords testutrustning med kameralinser placerade direkt på sensorn. photoshop Framtidens fototeknik sid 63

5 automatisk friläggning Det finns också andra tekniska lösningar som gör det möjligt för kameran att känna av djupet. Forskare vid Computer Vision Laboratory har utvecklat en metod som projicerar ett stort antal ljuspunkter på scenen som ska fotas. Beroende på avståndet mellan objekt och kamera blir ljuspunkterna olika skarpa. Datorn avlägsnar sedan ljuspunkterna på egen hand och lagrar informationen om djupet. Tekniken har testats och fungerar bra för både stillbild och video, vilket leder till att det numera är möjligt att ändra fokus och skärpedjup godtyckligt även i rörlig bild. Dessutom kommer det bli trivialt att frilägga objekt. Vi kan till exempel tänka oss att datorn direkt kan leverera bilden i lagerform, där varje lager innehåller objekt på ett visst avstånd från kameran. Särskilda lager kan också ta hand om objekt som breder ut sig i djupet. För filmmakare kan det innebära att det på sikt blir överflödigt att använda bluescreen. Man kan alltså filma i vilket garage som helst och sedan ersätta bakgrunden baserat på avstånd snarare än färg. computer vision laboratory Genom att projicera ljuspunkter på motivet får datorn tillräckligt med information för att räkna ut djupet. Fokus och skärpedjup kan sedan ändras godtyckligt. microsoft research kombinera fördelarna hos blixt respektive icke-blixtbilder En sak som nog de flesta av oss har upplevt är besvikelsen över hur fula vissa bilder blir när man använder blixt. Tyvärr finns det som bekant inte alltid något val om man vill få skarpa foton. Tills nu. Forskare på Microsoft Research Labs har utvecklat ett sätt att kombinera det bästa från två världar skärpan från blixtbilder med det vackra ljuset från bilder tagna utan blixt. Själva mekanismen är att du via en inställning på kameran kan lagra en extra version varje gång du fotar med blixt. I snabb följd tas två exponeringar av samma motiv, en med blixt och en utan. I datorn kan du sedan steglöst kombinera de två till ett slutresultat du gillar. Du väljer alltså själv hur «mycket» blixt du vill ha. Tack vare en smart algoritm väljer datorn ut det bästa sättet att kombinera de två versionerna så att problem med brus och felaktig vitbalans minimeras. sid 64 Kamera & Bild

6 ljussätt ditt motiv i efterhand Det är inte bara blixten vi ska kunna slå av och på i efterhand. Att ljussätta bilder i efterhand helt och hållet tycks också snart kunna bli verklighet. Och även här är tekniken långt framme vad gäller rörlig film. Eftersom det är möjligt att registrera djup och skapa en tredimensionell bild av det avbildade objektet, kan datorn med hjälp av komplicerad matematik räkna ut hur en annan ljussättning skulle påverka scenen. Med hjälp av ett stort bibliotek som innehåller olika ljusförhållanden är det tänkt att du ska kunna välja helt själv vilket sorts ljus du vill ha. Tänk dig att du exempelvis har fotat i en vanlig studio. I datorn kan du sedan välja solljus eller skymmingsljus eller spotlight eller vad du vill. Eller ännu mer specifikt som «kvällssol med ljusstyrka X som faller in genom en spaljé och träffar objektet vid vinkeln Y» och liknande. hyperrealistiskt resultat Än så länge är den här tekniken främst utvecklad för att ljussätta ansikten, men steget till hela scener är inte särskilt långt. Resultatet är dessutom hyper realistiskt. Om du har ett porträttfoto taget under mjukt ljus och väljer hårt ljus ovanifrån i efterhand, kommer näsans skugga att falla perfekt på överläppen eftersom datorn känner till djupet. Den nya tekniken ska alltså inte jämföras med befintliga funktioner, till exempel Photoshops inbyggda filter för ljus som bara gör en enkel nedmörkning och/eller uppljusning. I framtiden kan det bli möjligt att ändra ljuset helt och hållet i efterhand. Bildserien visar hur det kan tänkas se ut. De två vänstra bilderna föreställer en filmsekvens filmad i normalt ljus. De två högra bilderna är från samma sekvens där en annan ljussättning har valts i efterhand. Resultatet blir perfekt och fungerar förstås ännu bättre för stillbilder. ict avlägsna störande objekt automatiskt En något mer kuriös funktion som vi troligen kommer att få se inom ett antal år är automatisk kloning. Det går ut på att vi talar om vilket parti i bilden vi vill avlägsna och låter datorn ersätta det med något lämpligt. För att detta ska vara möjligt utnyttjar datorn ett jättelikt bildbibliotek som exempelvis Flickr. Komplicerade viktfunktioner letar reda på bilder som har mycket gemensamt med ursprungsbilden. Bildbiblioteket behöver alltså inte innehålla bilder som på något vis har beskrivits och märkts med hjälp av metadata eller liknande. Datorn förstår själv vad som är «tillräckligt likt». Bara den sökfunktionen i sig underlättar förstås oerhört mycket för den som arbetar med montage. Men om man vill kan man alltså be datorn smälta ihop bilderna automatiskt. Man kan också tänka sig att man får ett antal förslag där man sedan manuellt väljer ut det bästa alternativet. Steg 1: Fotografen bestämmer sig för att han vill avlägsna taket i förgrunden. Steg 2: Snabbt målas en grov kontur kring objektet för att tala om för datorn vad som ska avlägsnas. photoshop Framtidens fototeknik sid 65

7 många svårigheter återstår Ännu så länge fungerar bara den här tekniken någorlunda på landskapsmotiv och liknande. Det återstår en hel del problem som måste övervinnas. Beräkningstiden för att hitta lämpliga kandidater riskerar att bli lång om biblioteket är stort. Dessutom är det inte alltid datorn förstår vad som är en realistisk bild och risken är att saker och ting kombineras trots att de är i olika skala. Sist, och kanske allvarligast, är problemet med upphovsrätt. För att tekniken ska vara laglig krävs förstås att biblioteket bara innehåller bilder som är helt fria för användning. En svår uppgift då biblioteket måste vara gigantiskt för att tekniken ska fungera bra. Steg 3: Datorn letar själv reda på andra bilder som i någon mening liknar ursprungsbilden i sin struktur. fler kommande nyheter i korthet gigapixelbilder Redan i dag finns speciella kameror och objektiv som kan fota ett stort antal bilder som sedan kombineras ihop inuti kameran. Gigapixelbilder kan alltså snart bli något för nästan vem som helst. Plåta från utkiksplatsen och gör en fototapet. Den höga upplösningen gör att varje liten detalj syns även om du trycker bilden i 5 x 4 meter. enklare HDR HDR-utvecklingen går vidare i rasande fart. Det dynamiska omfånget kommer att vara större på framtidens kameror och skärmar. Nödvändigheten att ta många exponeringar kan snart vara ett minne blott. Snygga HDR-bilder direkt ur kameran utan krångliga tonmappningar kan bli verklighet. Steg 4: Fotografen väljer en kompletteringsbild han gillar och låter datorn smälta ihop bilderna automatiskt. valfritt ISO Eftersom iso egentligen bara en enkel signalförstärkning i digitala kameror blir det troligen snart möjligt att välja värdet i efterhand. En tänkbar lösning är att framtidens snabba kameror registrerar bilden i alla tänkbara iso vid varje exponering. finns det någon plats för fotografer i framtiden? Eftersom frågan alltid uppstår när man diskuterar framtida teknik är det på sin plats att säga några ord om fotografens roll i framtiden. Är den hotad nu när vi tycks gå mot en utveckling där allt större del av bildskapandet sker framför datorn? Kommer fotografyrket dö ut när gemene man kan pilla med skärpedjup, blixtljus, fokus och allt annat på egen hand? Självklart inte. Att fotografhantverket kommer att förändras råder det ingen tvekan om. Men som alltid är fallet med teknisk utveckling kommer samhället att anpassa sig. Fortfarande finns en svag uppdelning mellan fotografer och bildbehandlare. En kvalificerad gissning är att vi i framtiden inte kommer att göra den distinktionen längre. Som den här artikeln tydligt har visat kommer allt mer att ske i efterhand. Fotografi och bildbehandling flyter samman och blir en enhet. Om man ändå är orolig ska man komma ihåg att tiden alltid är en faktor. Att fokusera rätt från början är förstås mer effektivt än att pilla med det i efterhand. Därför kommer behovet av experter och duktiga hantverkare alltid att finnas kvar. Det gäller särskilt den delen av fotografkåren som arbetar med icke konstnärlig verksamhet som pressfoto och liknande. För de andra kommer framtiden ge nya kreativa möjligheter som med stor sannolikhet kommer att lyfta fotokonsten till en helt ny nivå. Och experter på att utnyttja de nya finesserna maximalt kommer förstås fotograferna att vara. sid 66 Kamera & Bild