Câmara fotográfica sem lente

Nova abordagem aos princípios de construção de câmaras fotográficas levou engenheiros da Universidade de Utah a desenvolver uma câmara que não usa lente, recorrendo apenas a sensores e a um algoritmo de processamento de imagens.

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Câmara fotográfica sem lente
Câmara fotográfica sem lente. Foto: Dan Hixson/University of Utah College of Engineering

Engenheiros da Universidade de Utah desenvolvem uma câmara fotográfica computadorizada sem lente, que usa um painel de vidro vulgar como lente.

No futuro, o para-brisa de um carro pode transformar-se numa câmara gigante que deteta objetos na estrada. Ou cada janela de uma casa pode ser transformada numa câmara de vigilância.

Os engenheiros eletrotécnicos e de computação da Universidade de Utah descobriram uma maneira de criar uma câmara sem lente, em que um painel de vidro normal ou qualquer janela de vidro pode se tornar uma lente.

O estudo de investigação está detalhado num artigo publicado na revista ‘Optics Express’ com o título “Computational Imaging Enables a ‘See-Through’ Lensless Camera“.

Rajesh Menon, professor da Universidade de Utah, explicou que todas as câmaras fotográficas foram desenvolvidas com a ideia de que os humanos olham e decifram as imagens. Mas o investigador colocou a questão do desenvolvimento de uma câmara que pudesse ser interpretada por um computador.

E em relação a este caso o especialista referiu: “Por que não pensamos a partir do zero para projetar câmaras que sejam otimizadas para máquinas e não para humanos. Esse é o meu ponto filosófico.”

Os investigadores indicam que recorrendo a um sensor de uma câmara digital normal, como a câmara de um smartphone ou de uma SLR, para o apontar para um objeto, sem lente, resulta numa imagem parecida com uma ‘mancha’ de pixéis. Mas dentro dessa ‘mancha’ ainda há informações digitais suficientes para detetar o objeto, se um programa de computador estiver devidamente especificado para o identificar. Basta portanto criar um algoritmo para decodificar a imagem.

Os investigadores tiraram uma foto do logotipo “U” da Universidade de Utah, e criaram um vídeo de um bonequinho animado, ambos exibidos numa placa de luz LED. Para o efeito usaram um sensor de câmara de baixo custo apontado para uma janela enquanto o quadro de luz estava posicionado na frente do painel num ângulo de 90 graus na frente do sensor. A imagem resultante do sensor da câmara, com a ajuda de um processador de computador a executar um algoritmo, foi de baixa resolução, mas reconhecível. O método também pode produzir vídeo em movimento completo, bem como imagens coloridas, indicou diz Rajesh Menon.

Para já a foto resultante não é suficiente para ganhar um Prêmio Pulitzer, mas é suficiente para outras aplicações como o caso de sensores para evitar obstáculos em carros autónomos. Mas o investigador indicou que se forem usados sensores de câmara mais potentes podem produzir imagens de alta resolução.

As aplicações para uma câmara sem lente podem ser quase ilimitadas.

Câmaras de vigilância podem ser construídas durante a construção de um edifício, usando as janelas como lentes.

Podem ser usadas em óculos de realidade aumentada para reduzir o volume. Com os óculos AR atuais, as câmaras precisam de ser apontadas para os olhos do utilizador, a fim de rastrear as posições, mas com esta tecnologia podem ser posicionados nas laterais da lente para reduzir o tamanho.

O para-brisa do carro pode ter várias câmaras ao longo das bordas para capturar mais informações.

E a tecnologia também poderia ser usada na retina ou em outros scanners biométricos, que normalmente têm câmaras apontadas para o olho.

A partir do trabalho já conseguido os investigadores vão continuar a desenvolver o sistema, incluindo imagens 3-D, maior resolução de cor e fotografia sob luz normal.

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