A számítógépes fényképezés olyan digitális képrögzítési és -feldolgozási technikákat jelent, amelyek optikai folyamatok helyett digitális számításokat használnak. A számítógépes fényképezés javíthatja a fényképezőgép képességeit, vagy olyan funkciókat vezethet be, amelyek filmekkel egyáltalán nem voltak lehetségesek, vagy csökkentheti a kameraelemek költségét vagy méretét. Példák számítógépes fényképezésre: digitális panorámafűzés , [6] HDR fotózás és a plenoptikus kamera . A plenoptikus kamerák új optikai elemeket használnak a jelenet 3D-s információinak rögzítésére, amelyek aztán 3D-s képek készítésére, mélységélesség növelésére és szelektív defókuszálásra (vagy "utófókuszra") használhatók. A megnövelt mélységélesség csökkenti a mechanikus fókuszrendszerek szükségességét . Mindezek a funkciók számítógépes vizualizációs technikákat használnak.
A számítógépes fényképezés definíciója úgy fejlődött, hogy a számítógépes grafika , a számítógépes látás és az alkalmazott optika számos tárgykörét lefedje . Ezeket a területeket az alábbiakban soroljuk fel, a Sri K. Nayyar által javasolt taxonómia szerint rendezve. Minden területen megtalálható a technikák listája, és minden technikához egy-két tipikus dolgozat vagy könyv szerepel. Szándékosan kimaradnak a taxonómiából a képfeldolgozási technikák (lásd még digitális képalkotás ), amelyeket hagyományosan rögzített képekre alkalmaznak a jobb képek előállításához. Ilyen technikák például a képméretezés , a dinamikatartomány-tömörítés (azaz tónusleképezés), a színkezelés , a képkiegészítés (ezt festésnek vagy lyuk kitöltésének nevezik), képtömörítés , digitális vízjelek és művészi képeffektusok. Szintén kimaradnak azok a módszerek, amelyek többdimenziós képből tartományadatokat, térfogati adatokat , 3D modelleket, 4D fénymezőket , BRDF 4D, 6D vagy 8D vagy egyéb ábrázolásokat hoznak létre. Az Epsilon Photography a számítógépes fényképezés egy részhalmaza.
A számítógépes fényképezéssel készült fényképek lehetővé tehetik a hobbibarátok számára, hogy a professzionális fényképészeti berendezések minőségével összemérhető fényképeket készítsenek, de jelenleg (2019) nem teljesítenek felül a professzionális minőségű berendezéseknél. [7]
Arról van szó, hogy egy fényképen strukturált módon szabályozzuk a megvilágítást, majd a rögzített képeket feldolgozzuk új képek létrehozásához. Az alkalmazások közé tartozik a kép újravilágítása, a képjavítás, a kép elmosódása, a geometria/anyag helyreállítása és így tovább.
A nagy dinamikatartományú képalkotás ugyanazon jelenet különböző képeit használja a dinamikatartomány kiterjesztésére. [8] További példák közé tartozik a képek feldolgozása és kombinálása ugyanazon tárgy különböző megvilágításával („fénytér”).
Ez az optikailag kódolt képek rögzítése, amelyet számítógépes dekódolás követ az új képek előállításához. A kódolt rekesznyílású képalkotást főként a csillagászatban vagy a radiográfiában használták a képminőség javítására. A képen egyetlen tűlyuk helyett lyukmintát alkalmazunk, és dekonvolúciót hajtunk végre a kép rekonstruálásához . [9] Az expozíciós kódolású képeken a zár be/ki állapota kódolva van a mozgási elmosódás kernelének megváltoztatásához . [10] Így a mozgás miatti elmosódás jól bevált problémává válik . Hasonlóképpen egy objektív alapú kódolt rekesznyílásnál a rekesznyílás szélessávú maszk behelyezésével módosítható. [11] Így az életlen elmosódás jól bevált problémává válik . A kódolt rekesz a Hadamard transzformációs optika használatával javíthatja a fénymező felvételének minőségét is.
A kódolt rekeszmintázatok színszűrők segítségével is megtervezhetők, hogy különböző kódokat alkalmazzanak különböző hullámhosszokon. [12] [13] Ez lehetővé teszi, hogy több fény érje a kamera érzékelőjét, mint a bináris maszkok.
Nem optikailag kódolt képek feldolgozása új képek létrehozása céljából.
Ezek olyan detektorok, amelyek kombinálják a felismerést és a feldolgozást, jellemzően hardverben, például bináris képérzékelőben .
Bár a számítógépes fényképezés ma már felismerhető kifejezés a számítógépes grafikában, számos technikája először a számítógépes látás szakirodalmában jelent meg, akár más néven, akár a vizsgált tárgyak alakjának 3D-ben történő elemzését célzó cikkekben.
A számítógépes fényképezés általában ugyanazon objektum képének rögzítését használja (esetleg eltérő paraméterekkel), majd ezeket különböző algoritmusok alapján egy eredménybe egyesíti. Ez volt az inspiráció a hordható számítógépek fejlesztéséhez az 1970-es években és az 1980-as évek elején. A számítógépes fényképezést Charles Wyckoff munkája ihlette , ezért a számítógépes fényképezési adatok halmazait (pl. ugyanazon alany különböző expozíciós képei, amelyek egyetlen összetett kép létrehozásához készültek) néha Wyckoff-készleteknek nevezik.
A korai munkákat ezen a területen (a képvetítés és az expozíció közös értékelése) Mann és Candoccia végezte.
Charles Wyckoff élete nagy részét annak szentelte, hogy különleges 3 rétegű fotófilmeket készítsen, amelyek ugyanarról a témáról különböző expozíciókat rögzítettek. Egy nukleáris robbanásról készült Wyckoff-film a Life magazin címlapján jelent meg, és bemutatta a dinamikatartományt a sötét külső régióktól a belső magig.