(Foto: iStock: 000003706769)

Er dette fremtidens fototeknologi?

Utviklingen går raskt på kamerafronten, og her er noe av det vi kan komme til å se i kameraer i fremtiden.

Det meste av teknologien som finnes i kameraet du holder i neven er temmelig velkjente greier, men hva skjer i fremtiden? Her har vi samlet litt forskjellig fototeknologi som er lovende for fremtiden.

Flytende linseelementer

Nå tenker du kanskje at såkalte "floating lens elements" ikke er noe nytt, og det har du rett i, men vi snakker her om "liquid lens elements", det vil si at enkelte lineselementer i objektivet består av væske. Høres ut som science fiction? Neida, en prototype er allerede laget og testet, og Samsung har allerede tatt denne teknologien i bruk i enkelte mobiltelefoner. En gruppe tyske forskere står bak objektivet, som består av syv lineselementer, hvorav fire er flytende, og som kan veksle mellom 1x og 2,5x forstørrelse - uten bevegelige deler. Dette er ikke en zoom i tradisjonell forstand, siden bare de to ytterpunktene er brukbare brennvidder, men siden det oftest er største og minste brennvide som benyttes i 90% av bilder tatt med en zoom, blir dette neppe noe stort problem.

Ved å variere spenningen kan man endre formen på de flytende linselelementene.
Ved å variere spenningen kan man endre formen på de flytende linselelementene.

Små og robuste objektiver av denne typen kan bygges inn i enkle digitalkameraer og mobiltelefoner og lignende. I skrivende stund er prototypen av objektivet 29mm fra frontelement til bildesensor, men forskerne håper på å redusere det i den nærmeste fremtid. Prototypen av objektivet vil ha problemer med ting som fortegning og kromatisk aberrasjon, men begge deler kan relativt enkelt korrigeres i software, med forholdsvis gode resultater. Sistnevnte kan også korrigeres til en viss grad ved å ta bildet tre ganger i rask rekkefølge, en for hver primærfarge.

De flytende elementene i objektivet består av to ulike væsker hver, en vannlignende og en oljelingende, og formen på overgangen mellom disse kan i en beholder med de riktige egenskapene endres ved hjelp av å variere elektrisk spenning som sendes gjennom væskene. Flytende linseelementer har et stort potensiale på grunn av lav størrelse og pris.

Origamiobjektivet

En annen lovende optisk teknologi er det såkalte origamiobjektivet. Nei, ikke et foldeobjektiv som vi ser den dag i dag i enkelte kompakte kameraer, men et objektiv som består av en 5mm tykk plate av gjennomsiktig materiale, og som inneholder diverse speil og linser. Lyset blir reflektert på kryss og tvers inni platen, fokuseres ved hjelp av de mange innebygde speilene, og sendes til midten av platen der sensoren sitter.

En tradisjonell objektivkonstruksjon til venstre, et
En tradisjonell objektivkonstruksjon til venstre, et "origamiobjektiv" til høyre.

Designet minner om et tradisjonelt Cassegrain-teleskop men med langt flere speil, noe som lar objektivet fungere som et tradisjonelt objektiv av syv ganger tykkelsen. Jo flere speil, også kalt folder, objektivet inneholder, jo kraftigere tele har det.

Denne teknikken har den fordelen at man slipper å sentrere linselementene på nytt for hvert trinn i produksjonsprosessen. Man monterer det èn gang og freser så det nødvendige mønsteret ut av platen med en diamatfres, uten å måtte stille inn ting som optisk senter en gang til, og dermed har man fjernet en stor mulig feilkilde. Med tiden ser man også for seg at slike optiske enheter som dette vil kunne støpes eller trykkes ut når først en master er laget. Potensielle problemer med teknologien er blant annet svært begrenset dybdeskarphet, men dette håper oppfinnerne å kunne forbedre etterhvert som designet modner. Objektivet har også fast fokus, men for øyeblikket arbeides det med å endre dette ved hjelp av å lage luftlommer av variabel størrelse mellom de reflekterende flatene i objektivet.

Et enkeltpiksels kamera.
Et enkeltpiksels kamera.

0,000001 megapiksler

Megapikselracet har flere ganger blitt erklært over, men å gå helt ned til en enkel piksel kan det vel ikke bli noen bilder av, eller?
Vel, jo, selv om det for tiden er en del begrensninger i teknikken, så er det faktisk fullt mulig å lage et høyoppløselig bilde med en enpiksels sensor.

I stedet for å bruke ett enkelt speil og millioner av sensorer, som i et tradisjonelt kamera, benytter man her millioner av mikroskopiske speil og en enkelt sensor. Ved å slå av og på disse mikrospeilene i tilfeldig mønster hver gang man avleser signalet kan man etter noen tusen avlesninger konstruere et bilde av motivet. Fordelen er at man ikke trenger å fange masse informasjon for så å sløse bort masse prosesseringskraft på å forkaste 80-90% av denne informasjonen. Man kan med denne teknikken greie seg med å lagre langt mindre data, og behandlingen av disse dataene kan vente til senere, når man har tilgang på passende utstyr.

Nedenfor kan du se eksempler på bilder tatt med denne teknikken. Som du ser er ikke kvaliteten direkte imponerende riktig ennå, men teknologien har store muligheter og kan komme til å medføre forbedringer inne lagring, komprimering, hastighet og bildestøy.

Teknikken fungerer i farger også:

Insektøye sett i et elektronmikroskop.
Insektøye sett i et elektronmikroskop.

Insektsyn

En annen lovende teknikk er inspirert av hvordan insekter ser. Russell Brinkworth ved University of Adelaide har utviklet programvare som imiterer insekters måte å se på, noe som vil si at et kamera med denne programvaren kan oppfatte deteljer i både høylys og skygger samtidig, siden det justerer hver enkelt piksels eksponering etter lysnivået akkurat der. Bildet nedenfor er hentet fra hans presentasjon av teknikken og forklarer effekten litt mer lettfattelig.

Foto: University of Adelaide
Foto: University of Adelaide

Fotonlagring

Det spekuleres i om fremtidens datamaskiner kanskje vil være optiske, og ett av problemene i så måte er hvordan data skal lagres på disse maskinene. Flere forsker på dette, men University of Rochester har kommet langt og har klart å lagre et bilde på 924 piksler på ett enkelt foton. Riktignok har de ikke klart å lagre det særlig lenge - bare omtrent 100 nanosekunder - men det jobbes med å kunne lagre stadig flere og mindre pulser i lengre tid.

Teknikken fungerer slik: Forestill deg at du har en plate som det er klippet ut et bilde i, slik at du ser bildet på veggen når du skinner lys igjennom platen. Så skrur du ned lyset, og bildet blir naturligvis mørkere. Men hva om du skrur ned lyset til det bare er ett enkelt foton som sendes gjennom hullet? Jo, på grunn av kvanteeffekter og lysets bølgeegenskaper vil fotonet da gå gjennom HELE hullet samtidig og hele bildet vil fremdeles vises på veggen bak, om enn svakt. Når fotonet så sendes gjennom et ti centimeters rør med oppvarmet cesium-gass før det kommer frem til veggen (eller sensoren), vil det bli sakket såpass ned at det er mulig å "lagre" flere slike lyspulser i røret samtidig.

Nedenfor ser du originalen til høyre og bildet som ble lagret på et enkeltfoton til venstre.

Det er selvsagt ikke sikkert noe av dette er ting som får noen praktisk nytte i fremtiden, men det er eksempler på forskning som både er spennende og nyttig, fordi det ikke bare kan åpne nye muligheter innen fototeknikk, men også fordi de kan komme til å tvinge gjennom en revurdering av hva som menes med fotografi. Fotogrefiet er bare begynt å løsrive seg fra filmens tidsalder, som dominerte de første 160 årene av fotohistorien, og det er nå det er virkelig spennende å være fotoentusiast!

Les også: Ny teknologi kan gi bedre bilder i dårlig lys

Kommentarer (9)

Norges beste mobilabonnement

Mars 2017

Kåret av Tek-redaksjonen

Jeg bruker lite data:

Komplett MiniFlex 1GB


Jeg bruker middels mye data:

Telio FriBruk 5GB+EU


Jeg bruker mye data:

Komplett MaxiFlex 10GB


Jeg er superbruker:

Komplett MegaFlex 30GB


Finn billigste abonnement i vår mobilkalkulator

Forsiden akkurat nå

Til toppen