Учёные из Университета Карнеги-Меллона (CMU) совершили прорыв в технологии фокусировки, создав систему, которая преодолевает ключевое ограничение традиционной оптики. В то время как обычные объективы могут сфокусироваться только на одной плоскости, новая система «пространственно изменяющейся автофокусировки» позволяет камере одновременно держать в резкости несколько объектов на разных расстояниях, фактически предоставляя каждому пикселю свою собственную регулируемую линзу.
Система основана на гибридной технологии, которую исследователи называют «вычислительной линзой». Она объединяет линзу Ломана — конструкцию из двух смещающихся кубических линз для настройки фокуса — с фазовым пространственным модулятором света. Последнее устройство позволяет управлять преломлением света на уровне каждого пикселя, что и делает возможным независимую фокусировку на разных глубинах в одной сцене. Для работы система использует комбинацию двух методов автофокусировки: контрастной (CDAF), которая разделяет изображение на области для независимой настройки резкости, и фазовой (PDAF), которая определяет направление корректировки фокуса.
По словам доцента CMU Мэтью О’Тула, их разработка позволяет камере самой решать, какие части изображения должны быть резкими. Профессор Асвин Санкаранараянан отмечает, что эта технология может коренным образом изменить то, как камеры видят мир, выйдя далеко за рамки обычной фотографии. Потенциальные применения включают микроскопы с увеличенной эффективностью, системы виртуальной реальности с реалистичным восприятием глубины, а также системы машинного зрения для беспилотных автомобилей, которые смогут воспринимать окружающую среду с беспрецедентной чёткостью. Эта инновация открывает путь к созданию изображений, где всё в кадре идеально резко, без необходимости комбинирования нескольких снимков с разным фокусом, как это делается сейчас.
