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2016年8月 3日 (水)

カメラ?カメラ!カメラ?!―計算をはじめた未来のカメラたち

■ 書籍情報

カメラ?カメラ!カメラ?!―計算をはじめた未来のカメラたち   【カメラ?カメラ!カメラ?!―計算をはじめた未来のカメラたち】(#2558)

  児玉 和也 (著), 財部 恵子 (著), 国立情報学研究所 (監修)
  価格: ¥821 (税込)
  丸善出版(2016/4/1)

 本書は、「コンピュータを駆使した画像処理技術によって、あたかも撮影現場に戻って撮影し直すように、撮影後に視点や焦点を自由に変えることができるカメラ」である「撮影現場に戻るカメラ」について解説したものです。
 第1章「ピンホールの魔術からレンズの科学へ」では、「ピンホール現象を解析し、カメラ・オブスキュラを初めて考案したのは、10~11世紀のアラビアの学者イブン・アル・ハイサム(アルハーゼン)」であり、「目を傷めずに太陽を観測できることから、おもに天文学者たちが日食の観測装置として使うように」なったと述べています。
 そして、フェルメールの作品に、レンズ付きカメラ・オブスキュラを使ったと思われる特徴があるとして、
(1)レンズを通して見たときに生じる微妙な歪みが描かれていること。
(2)キャンバス全体を包み込むようなやわらかな光の表現においても、反射、拡散する無数の光の粒を描き、人や物の輪郭がぼやけて溶けていくようなレンズ特有の現象が描かれていること。
の2点を挙げ、「おそらくフェルメールは、私たちが見ているはずの世界をレンズという科学を通して再発見し、忠実に芸術として再現しようとしたのでは」ないかと述べています。
 第2章「カメラの誕生と進歩」では、基本的な画像処理技術として、
(1)画素ごとの処理、暗すぎる画像を明るくしたり、明るすぎる画像を暗くしたりといった技術が含まれる。
(2)隣り合う画素同士の処理、ぼけをきれいにしたり、解像度を上げたりする技術。
(3)画像データを小さく圧縮する技術。
の3点を挙げています。
 第3章「計算をはじめた未来のカメラたち」では、「撮影現場に戻ってもう一度撮影し直すような作業を、『画像処理』としてできないだろうか。もし実現できれば、これまでにない『未来のカメラ』の技術につながるのではないか」と開発の動機を説明しています。
 そして、「光を効率よく利用して、イメージセンサの実質的な感度アップために役立つ」技術として、「口径が数~数百マイクロメートルの超小型レンズが格子状に並んだもので、これをイメージセンサ上にピッタリ配列すると、本体のレンズとは別に1画素ごとに小さなレンズをかぶせた格好となり、感光部にほぼすべての光が集まるようになる」、「マイクロレンズアレイ」について解説しています。
 また、レンズが担ってきた、「イメージセンサ(あるいはレンズ)を前や後ろに動かすことで、好みの場所に焦点を合わせる」機能を、「コンピュータによる計算で実現してしまおう」とする「ライトフィールドカメラ」について、「カメラに入り込む光がどのように屈折するかはレンズごとに決まって」いることから、「あとはイメージセンサを前後にどのくらい動かすかさえ与えてやれば、マイクロレンズアレイでまるごと記録しておいた光がどのような像を結ぶはずなのか、すべて計算でシミュレーションすること」ができると述べ、「焦点合わせをさまざまない変えた画像を、いくらでも仮想的につくることができる」と述べています。
 著者は、「実用化に向けてはまだこれからの技術ですが、今後、さまざま案可能性が開けていく」と述べています。
 第4章「ピンホールカメラから遠く離れて」では、「ライトフィールドカメラにしても、3次元ぼけ処理の手法にしても、いったん複数のピンホール画像を集合としてまとめて考えている」ことから、「ピンホールカメラとはもはや比較にならないほど進歩し、遠くはなれてしまった感のあるカメラが、技術が発展したいま、再びピンホールを積極的に活用している。遠く離れれば離れるほど、カメラの原点に戻ってきている」と述べています。
 本書は、カメラの先祖と未来をピンホールで繋いだ一冊です。


■ 個人的な視点から

 印象的だったのは、最新のカメラを突き詰めていった結果、結局はピンホールカメラに戻っていることです。
 ドラえもんのひみつ道具で、届いている光を選択することで直接見えないところの映像も撮影できるカメラというのがあったような気がしますが、撮り直しができるカメラはちょっと似ている気がしました。


■ どんな人にオススメ?

・このままでいたいと僕は思ってた人。


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