Los teléfonos inteligentes han cambiado fundamentalmente la fotografía, haciendo posible que personas sin conocimientos de cámara capturen imágenes satisfactorias. Esto se debe en gran parte a una tecnología llamada fotografía computacional, que manipula inteligentemente el sensor para hacer visibles las sombras y las luces en la misma foto.
en un el último Colombia Noticias artículoEl profesor Shree Nayar, director del Laboratorio de Imágenes y Visión de Columbia, explica que a finales de los años 1990, él y su equipo «querían explorar si podíamos diseñar cámaras que estuvieran más cerca de capturar todos los detalles del mundo visual real que las cámaras tradicionales, e incluso mejores que nuestros ojos».
¿Exponer sombras o luces?
Uno de los principales desafíos desde la invención de la fotografía ha sido el equilibrio de la exposición: capturar una escena que contiene áreas brillantes y oscuras. Las cámaras tradicionales siempre han obligado a los fotógrafos a elegir entre preservar las luces o los detalles de las sombras. El innovador Nayar desarrollado con el investigador de Sony Tomoo Mitsunaga proporciona una solución elegante.
Su diseño utiliza un sensor de imagen formado por «varios píxeles», lo que significa que los píxeles adyacentes del sensor están expuestos a la luz de forma diferente. Cuando un píxel está subexpuesto o sobreexpuesto, los algoritmos pueden analizar sus píxeles vecinos para determinar el color y el brillo correctos para esa área. El resultado es una imagen única y detallada que retiene información en toda la gama tonal.
La innovación clave es que funciona en una sola exposición. Los primeros métodos HDR requerían tomar múltiples fotografías con diferentes exposiciones y luego combinarlas, un proceso que a menudo introducía desenfoque de movimiento o «efecto fantasma» debido al paso del tiempo entre fotogramas. El método de Nayar elimina estos problemas al capturar toda la información de exposición simultáneamente.
Sony reconoció el potencial de esta tecnología y la comercializó integrándola en sus chips sensores de imagen. Estos sensores ya están presentes en los teléfonos inteligentes, p. iPhone y Google Pixel, así como tabletas y cámaras de seguridad. La ubicuidad de esta tecnología significa que la mayoría de las personas se benefician de ella todos los días sin siquiera darse cuenta.
Las imágenes computacionales capturan imágenes codificadas ópticamente que luego se decodifican algorítmicamente para producir representaciones más ricas y detalladas. Su laboratorio aplica esta idea para desarrollar cámaras omnidireccionales de 360 grados y sensores de profundidad 3D que se están volviendo críticos en áreas como la robótica, la automatización de fábricas, la realidad aumentada y los efectos visuales.
En los últimos años, Nayar y su equipo han ampliado varios conceptos de píxeles, diseñando sensores que pueden capturar datos de color más complejos e incluso identificar propiedades del material, como si una superficie es metal, plástico o tela. Espera que estos avances aparezcan en productos de consumo en un futuro próximo.
«Como académicos, es difícil para nosotros sacar nuestras ideas del laboratorio y ponerlas en manos de los usuarios cotidianos, y eso es de lo que estoy orgulloso», dijo Nayar.
Nayar, pionera en el campo de la educación en imágenes, fundó cámara jefe Inspire a los niños a explorar la fotografía y la ciencia detrás de ella. En 2021, lanzó una serie de conferencias en línea, Primeros principios de la visión por computadora, ha atraído a millones de espectadores.
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