Наш, как утверждают биологи, очень несовершенный глаз сотни тысяч лет не наблюдал ничего, кроме окружающей реальности. Но технический прогресс последних десятилетий постарался на славу в части создания реальностей альтернативных. Аппаратура создания изображений на бумаге, на экранах и в очках VR куда сложнее и технологичнее, чем наш старый добрый, дарованный природой глаз.
Новинки фототехники 2015: Canon Expo

Париж этой осенью принимал выставку Canon Expo — она проходит в четырех городах на разных континентах раз в пять лет. Те, кто знают Canon в основном по фотоаппаратам, могут предположить, что это событие может быть интересно разве что фотографам — любителям или профессионалам. И ошибутся. Спектр направлений, в которых работает известная японская компания, куда шире любительской и профессиональной фототехники.

Четче некуда

Для начала можно поговорить о кино. В формате 8K. Стоит напомнить, что в наши дни стандартом телевидения высокой четкости является HD с разрешением 1920? х?1080 пикс. Этот стандарт дает картинку с примерно вдвое большим разрешением, чем обычное эфирное ТВ. Чем выше разрешение изображения, тем на больший размер экрана мы можем его «растянуть» без видимой потери четкости и детальности. Если же размеры экранов одинаковые, то экран, на который выводится картинка с б? льшим разрешением, мы можем рассматривать с более близкого расстояния, и при этом не будем видеть структуру изображения, строчки и точки. Все это верно и для систем с еще более высоким разрешением. В 2012 году был установлен стандарт 4K (Ultra HD), в четыре раза превышающий по разрешению Full HD. Тогда заговорили о новой революции в телевещании, о небывало четком и детальном изображении. Появились диски Blue Ray с 4K-контентом. Однако уже начиная с 2013 года разные компании стали представлять прототипы оборудования для съемок в формате 8K, дающем уже 16-кратно большее разрешение по сравнению с HD. И вот свою камеру 8K показал в октябре в Париже Canon.

Если учесть, что и формат 4K пока не стал распространенным телевизионным стандартом, то пришествие 8K кажется неким аттракционом, показывающим технологии будущего с не вполне понятной сферой применения. Кинокамера Cinema EOS — это еще не камера, а своего рода демонстратор. Аппарат не умеет ничего записывать на собственную память — он транслирует данные с матрицы в формате RAW со скоростью 60 кадр/с на устройство демозаики и далее на четыре записывающих устройства Odissey — по одному из четырех цветовых каналов на аппарат. Один кадр содержит изображение с разрешением 35 Мпикс (8192?x?4320?пикс), что больше, чем у многих зеркалок с полноформатной матрицей. За час съемки камера генерирует 11? ТБ данных.

К телевизору с лупой

Демонстрация изображения, полученного с камеры, производилась с помощью четырех синхронизированных 4K-проекторов, а также с помощью небольших 8K-мониторов, к каждому из которых прилагалось увеличительное стекло. Гости выставки могли подойти к экрану вплотную, через линзу рассмотреть все богатство деталей видео и отметить отсутствие видимого растра. Эта невероятно живая, кристально четкая картинка вызывает восхищение и… вопрос. Для чего? Понятно, что и на большом телевизоре изображение будет поражать четкостью и детальностью. Скажем, на экране с диагональю 92 дюйма (2,3 м) уже с метрового расстояния пиксельная структура изображения не будет заметна. Мало у кого есть такие гигантские телевизоры, но даже те, у кого они есть, не станут смотреть их с метрового расстояния. А чем дальше отходишь от экрана, тем меньше глаз улавливает различия между б? льшим и меньшим разрешением. Известно, что на телевизоре средних размеров при расстоянии от зрителя в нормальные 2−3 м разница между HD и 4K практически не улавливается. Кроме того, чем выше разрешение картинки, тем больше данных требуется передавать для ее трансляции, и проблема пропускной способности каналов не решена даже для 4K. Тем не менее японские производители видеоаппаратуры упорно экспериментируют с 8K, а телекомпания NHK ведет разработку систем трансляции в этом формате. Поговаривают, что система должна заработать к 2020 году, когда в Токио пройдет летняя Олимпиада. Возможно, однако, что аппаратура 8K найдет более эффективное применение в кино. Картинки с избыточным разрешением позволят делать, например, выкадровки без серьезной потери качества, а также дадут больше материала для постобработки отснятого, внедрения в кинокадр различных спецэффектов.

Что написано на самолете?

Своего рода «погоней за разрешением» отмечены и некоторые другие экспонаты выставки. Например, была представлена CMOS-матрица, имеющая разрешение 250 Мпикс. Это мировой рекорд для «кропнутых» матриц: новинка выпущена в формате APS-H, что в 1,3 раза меньше full-frame-матрицы, равной по размеру 35-мм кадру на фотопленке. С помощью камеры-прототипа удалось сделать кадр самолета, летящего на расстоянии 18 км. При увеличении на снимке можно было прочитать надпись на фюзеляже. Стоит, правда, заметить, что новинка разработана прежде всего не для фотографии, а для точных измерительных инструментов, а также камер, работающих в системах безопасности: лицо злоумышленника надо разглядеть в деталях! В этом же тренде — зеркалка из семейства EOS со 120-мегапиксельной матрицей. Такое разрешение с точки зрения обычного фотографа может показаться опять-таки избыточным, однако, скорее всего, появление подобного инструмента связано с развитием технологий высококачественной широкоформатной печати. После приобретения в 2010 году голландской фирмы Oc?, специализирующейся на принтерах, плоттерах и копировальных устройствах, Canon стал одним из лидеров в этой отрасли. Еще один аттракцион для гостей выставки: в затемненном помещении сделано окно, за которым залитое солнечным светом летное поле и самолет рядом с терминалом. Картинка кажется абсолютно реальной, однако это всего лишь огромный распечатанный на плоттере постер, подсвеченный лампами.

Одним из запоминающихся моментов выставки стала демонстрация так называемой 2,5D-печати. Суть ее в следующем. С двух камер с высоким разрешением фотографируется, например, полотно, написанное маслом. Далее ПО на основе снимков создает цифровую модель рельефа поверхности, и на специальном принтере изображение выводится на печать. На отпечатке в точности воспроизводится рельеф поверхности картины, все текстуры, все мазки, сделанные художником, можно ощутить, проведя пальцем по изображению.

Увидеть колбочки

Медицинский раздел выставки, возможно, был не таким зрелищным для публики, зато технологии, над которыми работают инженеры Canon, открывают перед здравоохранением в будущем весьма интересные перспективы. Одна из таких перспектив лежит в сфере офтальмологии. Сетчатка глаза — очень уязвимый и чувствительный орган, и ранняя диагностика возникающих дефектов крайне важна для успешного лечения. Для получения детального изображения сетчатки ее можно отсканировать с помощью лазера, но роговица и хрусталик преломляют луч, искажая картинку. Решение пришло из астрономии. В Canon создали лазерный сканирующий офтальмоскоп, в котором применили адаптивную оптику (обычно ее используют для коррекции изображений небесных тел, свет которых искажает атмосфера Земли). Этот аппарат дает возможность получать изображение сетчатки с таким разрешением, что можно разглядеть как крошечные кровеносные сосуды, так и отдельные клетки (колбочки и палочки) и таким образом увидеть мельчайшие патологии. А после постановки диагноза эта же аппаратура поможет контролировать ход лечения. Так современные технологии не только радуют наш несовершенный глаз, но и помогают защитить его от разных серьезных проблем.

Статья «Жизнь в высоком разрешении» опубликована в журнале «Популярная механика» (№12, Декабрь 2015).