Este destul de firesc ca de când prima cameră analogică să fi văzut lumina zilei, aceste dispozitive să fie comparate cu ochiul uman. Proprietăți precum claritatea, sensibilitatea la lumină, diafragma, obiectivul, distanța focală și luminozitatea sunt utilizate pentru a descrie ambele. Dar revoluția digitală a schimbat situația, deoarece camerele sunt acum practic computere care pot vedea și gândi.

tehnica

Astăzi, toată lumea poate face o fotografie bună din punct de vedere tehnic, deoarece „spiridușul computerului”, care este ascuns undeva în procesorul de imagine sub numele de „automatizare inteligentă”, se va ocupa de setarea parametrilor cheie și de ascuțirea scenei. Cu toate acestea, principiile de bază ale fotografiei sunt încă neschimbate.

Pentru ca o fotografie să fie bună și interesantă, nu trebuie să fie perfectă din punct de vedere tehnic, nici măcar nu trebuie să fie perfect clară. Cele mai interesante fotografii sunt adesea făcute unice prin estomparea ușoară a subiectului sau „imperfecțiunea” tehnică cauzată de anumite setări ale parametrilor. Fotograful trebuie doar să oprească timpul la momentul potrivit și la locul potrivit. Sigur, o mulțime de lucruri pot (și deseori trebuie) să fie făcute astăzi pe un computer, dar adevărata artă a fotografiei este totuși capturarea unei scene din unghiul drept.

Camera cu obiectivul său înlocuiește ochiul observatorului, iar procesorul de imagine este doar creierul său. Deci, atunci când vorbim despre inteligență și memorie, vorbim despre capacitatea de a procesa și analiza datele de imagine. Prin urmare, putem compara în mod satisfăcător camerele cu viziunea umană și creierul. Cum ar rezulta o astfel de comparație directă?

Câți pixeli puteți vedea?

Deși nu există un calcul exact, se afirmă că ochiul uman are o rezoluție generală mai mare de 100 megapixeli, care nu este numărul cu care creierul nostru funcționează de fapt. La fel ca un computer, creierul selectează ceea ce vede și își concentrează atenția asupra rezoluțiilor mai mici fizic pe care le poate procesa (calcula) în mod realist în capacitatea sa (puterea de calcul).

Deși ochiul este bine ghidat în ceea ce privește rezoluția generală, rezoluția corneei utilizabilă sau cu ce lucrează în prezent creierul, putem estima aproximativ oriunde între 5 și 10 megapixeli, ceea ce este o rezoluție obișnuită pentru telefoanele mobile de astăzi.

Camerele moderne pot depăși ochiul uman cu rezoluția lor, dar ochiul funcționează în rezoluție de 5-10 megamixeli continuu, în timp ce camera captează o singură imagine la un moment dat. Dacă înregistrați un videoclip, cel mai frecvent este maximul în format Full HD, care este de numai aproximativ 2 megapixeli! Cu caracter distinctiv, ochiul câștigă în mod clar.

Frână optică

Dezvoltarea actuală a obiectivelor nu ține pasul cu cipurile senzorilor. Cu o cameră la prețuri accesibile, calitatea se deteriorează adesea la rezoluție înaltă, în special la marginile imaginii. În lumea electronică, așa-numitul Legea lui Moore, însă, producția și dezvoltarea elementelor optice urmează ritmul lor „analogic”.

În timp ce dezvoltarea lentilei durează mult, proiectanții de electronice pot folosi acum puterea de calcul în creștere rapidă mai rapid și pot ajuta la lipsa opticii (vignetare corectă, distorsiune a butoiului etc. folosind algoritmi matematici). Dacă obiectivul nu permite obținerea unei rezoluții mai mari, putem, cel puțin cu ajutorul unui procesor mai puternic, să creștem sensibilitatea la lumină și, astfel, claritatea generală a imaginii.

Legea lui Moore descrie creșterea numărului de tranzistoare pe un cip în timp după cum urmează: „Numărul de tranzistoare care pot fi plasate pe un cip menținând în același timp cel mai bun preț se dublează la fiecare doi ani”. Este o declarație folosită într-unul dintre articolele sale din 1965 de Gordon Moore, unul dintre fondatorii Intel. Această lege a fost în vigoare de la începutul anilor 1970, când dezvoltarea intensivă a microprocesorului a început până în prezent. Termenul Legea lui Moore a fost inițial formulat sub formă de observații și prognoze. Planurile industriei semiconductoarelor prezic că legea lui Moore se va aplica mai multor generații de cipuri. Multe repere au căzut pe calea creșterii densității de integrare - care, pe lângă frecvența de operare, este principala condiție prealabilă pentru creșterea performanței procesorului). Și chiar dacă a părut de mai multe ori că tehnologia a atins fundul fizic, barierele au fost întotdeauna depășite și orizontul de 18 luni a fost menținut, în timp ce numărul tranzistoarelor de pe cip continuă să crească. Cu toate acestea, Legea lui Moore nu se va aplica la nesfârșit, deoarece tehnologia va fi limitată la un moment dat de legile fizicii.

Gama dinamică

Problema discutată în procesarea imaginilor este gama dinamică largă a intensității luminii. Se spune că ochiul uman are un contrast de lumină de până la 120 dB, ceea ce este o luptă destul de echilibrată, chiar dacă digitalul poate face ceva mai mult.

Introducerea noii tehnologii Lightfinder, care este încă utilizată în camerele de securitate, face posibilă transmiterea digitală a unei imagini color chiar și pe întuneric cu vizibilitate aproape zero. Aici se manifestă Legea lui Moore menționată mai sus. Prin urmare, în condiții de iluminare slabă, ne putem aștepta la o schimbare cu adevărat fundamentală. Pe măsură ce senzorii CMOS evoluează, camerele sunt practic la fel de sensibile la lumină ca ochiul uman, iar la rezoluțiile HTDV sau VGA, multe camere sunt și mai sensibile și ne depășesc.

Mecanica ochilor și a camerei

Unghiul de vedere al ochiului este de aproximativ 75-95 ° și rata de schimbare a unghiului de vizualizare (panoramare) este de aproximativ 900 ° pe secundă. Dacă comparăm aceste date cu camerele PTZ actuale, ochiul uman este mai rapid decât majoritatea dintre ele și depășește până acum algoritmii de focalizare automată. Îmbunătățirea focalizării este încă unul dintre principalele puncte de interes pentru producători și companii precum Olympus sau Nikon, doborând un record după altul în acest sens.

Cu toate acestea, deoarece ochiul uman nu are zoom optic, camerele au în continuare un avantaj imens. Chiar și cele mai ieftine modele pot mări cu optica lor de cel puțin 3 ori, pentru care este nevoie de „optică suplimentară” (binoclu).

Deși tehnologia nu trebuie să doarmă și să se odihnească ca oamenii, trebuie, de asemenea, să oprească, să repornească și, bineînțeles, să reîncarce lanternele din când în când. Trebuie avut în vedere faptul că, la fel cum infecțiile și obiectele străine pot afecta ochiul uman, anumite lucruri pot afecta și optica și senzorii dispozitivelor digitale. Murdăria, praful, fumul sau ceața afectează obiectivul camerei la fel ca ochii noștri.

Cu toate acestea, cipul senzorului are un avantaj față de ochi și este abilitatea de a răspunde la radiațiile infraroșii invizibile, care permit unor camere să vadă cu lumină chiar și în întuneric. Desigur, camerele speciale de securitate pot capta, de asemenea, căldură radiantă și, prin urmare, au capacitatea de a vedea chiar și cu vizibilitate de altfel zero, dar o astfel de imagine are limitele sale și este folosită mai ales doar pentru detectarea de bază.

Ce mai faci cu memoria?

Cu toții avem niște amintiri la care ne putem întoarce în orice moment în mintea noastră. Ne putem minuna cât de uimitor poate creierul nostru să analizeze imagini și „videoclipuri” din trecutul nostru și, în același timp, să le poată stoca mulți ani. Până în prezent, chiar și cele mai avansate computere rămân în urma omului în această disciplină.

Cu toate acestea, memoria și performanța lor se îmbunătățesc constant datorită faimoasei legi a lui Moore. Datorită dezvoltării cardurilor de memorie SD, vom putea stoca cu ușurință săptămâni de videoclipuri sau mii și mii de fotografii mari și de înaltă calitate direct în cameră pe un singur suport în următorii ani, fără a fi nevoie de înlocuire. Cu câțiva ani în urmă, am calculat capacitatea la megaocteți, iar astăzi cardurile de memorie sunt disponibile și la capacități de 64 și 128 GB, în timp ce capacități mai mari sunt deja pe drum.

Cu toate acestea, nu numai că crește capacitatea de stocare, dar și viteza și disponibilitatea internetului sunt în creștere. Ne confruntăm cu un boom al serviciilor bazate pe soluții cloud, care sunt, de asemenea, camere penetrante. Prin urmare, este mai mult decât probabil că vom avea în curând o capacitate de memorie „nelimitată” în camere.

Man vs. mașinărie

Să ne punem întrebarea finală: „Este mai bine un om sau o mașină?” După cum probabil știți, răspunsul este ambiguu. Tehnologia ne depășește viziunea în anumite privințe, dar încă nu ne atinge toate abilitățile și probabil va mai dura câțiva ani pentru ca forțele să se egalizeze.

Inteligența artificială din camere a făcut un salt uriaș, în principal datorită performanței tot mai mari a procesoarelor de imagine, dar încă nu se potrivește cu sentimentul unei persoane care poate lucra cu setări manuale. Pentru a obține rezultatele dorite, cooperarea ambelor este necesară astăzi și în viitorul apropiat. Creierul nostru poate analiza scena și prezice comportamentul obiectelor capturate prin intuiția umană. Memoria noastră pe termen lung este de neegalat în lumea animalelor, dar camera nu înșală, confundă sau modifică amintirile - înregistrează întotdeauna exact ceea ce vede și fără înfrumusețare.

Ca urmare a Legii lui Moore, avem din ce în ce mai multă putere de calcul și o rezoluție mai utilizabilă, în timp ce evoluția umană pare să fie până acum că suntem mai mulți dintre noi, suntem mai înalți - și mai largi. Privind cursa în curs, este clar că legea lui Moore rulează mult mai repede decât evoluția domnului Darwin.

Ne interesează părerea ta. Ce crezi, tehnologia depășește ochiul uman?