[情報] 麻省理工研究出永不過曝死白的「餘數相機」

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麻省理工研究出永不過曝死白的「餘數相機」

麻省理工媒體實驗室的研究人員，設計出一種名為「餘數相機」(Modulo Camera)
的技術，可以吸收大量光線，但不會造成過曝，使像素變成「死白」，有關研究更
獲 International Conference on Computational Photography 的最佳論文獎，到
底原理是怎樣的呢？ (「餘數相機」是官方中文授權文章的譯名，Modulo 起源自
Modular arithmetic)

傳統相機的感光元件，由於有一定的電荷容量等限制，在吸收一定量的光線後，就會
變成「飽和」，但餘數相機的設計，就會讓每顆像素於曝光飽和的瞬間，重置歸零重
新累積，例如只有 10 容量的像素，吸收 31 份量的光線，就會重置三次。

最後，相機就會因應數字，計算並恢復出人們可以觀看的照片與細節，而不會像傳統
過曝照片變成死白，也成為一種「新的 HDR 技術」。

相較於目前的 HDR 技術，不用拍攝多幅不同曝光值的照片來合成，以避免因拍攝時
的抖動造成影像破壞，而此技術可應用於工業、醫療、一般攝影方面亦可。例如用於
無人駕駛汽車，則可保持機器獲得清晰準確的資訊。但要落實到消費級相機，大概還
要等一段時間，據指這不是簡單升級軟件就可做到，而要重新設計感光元件，但無論
如何，這也是相當值得期待的新技術。

當然，有時攝影師會以過度曝光作為創作手法，到底新技術會如何處理「自願過曝」
，那是另一個課題了。

MIT文件：http://web.media.mit.edu/~hangzhao/modulo.html


閒聊：
以後搖黑卡會變成傳統技藝嗎？



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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 118.160.198.160
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→ llI: 原本過亮的地方變過暗 不是很奇怪？
→ k268185: 這樣每個pixel都需要額外電路記錄目前超過上限幾次不是
→ k268185: 嗎
推 ReDmango: 不會過暗阿
推 breadf: 應該是可以計算歸零次數來算出正確曝光
推 lantieheuser: 直覺反應是：為什麼不保留原始數據？
→ k268185: 怎麼會過暗？
→ k268185: 因為原始數據超過可紀錄的上限阿…
→ lantieheuser: 推文過暗應該是誤認為歸零重計
推 breadf: 如果已知每單位飽和量，計算歸零次數加上最終值就變成原始
推 ReDmango: 他的歸零指的是感光元件歸零 但是計數器+1
推 Lightbearer: 這樣raw檔應該會變超大吧
→ breadf: 數據了吧，類似科學記號記數法
→ k268185: 歸零前會先記錄一次飽和 事後用總飽和次數乘容量上限再加
→ k268185: 上未飽和紀錄即是該像素的曝光量
推 ReDmango: 應該是過曝愈多會愈大  不過現在存取方案都很便宜是還好
推 lantieheuser: 不管怎麼紀錄，原始數據應該可以保留，但這邊說直接
→ lantieheuser: "計算恢復成人眼可見"...所以很好奇為什麼不保留原
→ lantieheuser: 始資訊。
→ k268185: 假設飽和上限是10 傳統做法超過10的資料都會被強制當成10
→ k268185: 看待 所以會失去細節…
推 breadf: 如果飽和容量是1000，當然沒問題，不過顯然這種演算法會比
→ breadf: 發展出飽和容量1000的感光材料還有可行性
→ llI: 喔喔 有保留重置次數  誤會了
推 cloudatlas: 剛剛在臉書看到這篇，感覺蠻讚的
推 easyfish: 沒有說不保留原始資訊吧
→ easyfish: 計算並恢復出人們可以觀看的照片與細節 應該是直出吧
推 k268185: 我以為是從計數器跟餘數計算出rgb各是多少這樣
推 lantieheuser: 那就不會有最後一段自願過曝要怎麼處理的疑問吧？
→ k268185: 自願過曝不就把計數器數值大於1的都當成1來看然後餘數部
→ k268185: 分歸0就好？
推 breadf: 其實最後想過曝應該還是可以過曝，反正顯示器動態很小XDD
→ lantieheuser: 紀錄的資料一定會受限於檔案的色彩深度，但是紀錄
→ lantieheuser: 檔又不是不能改變的東西。
推 wasitora: 應該可以用16bit記錄 本來最亮到最暗0-255 變0-65536
→ wellkom: Sony表示: 只好把我們三年前慛起來的技術拿出來賣了....
推 vchenkoshe: 索尼罪大滔天,MIT都看不下去了
推 jorden: 那過曝的基準要如何界定?
→ jorden: 有個人覺得死白 有的人可接受
推 sorochis: 這不就是進位嗎…進位還是有次數上限啊
→ sorochis: 雖說應該是足夠紀錄亮暗差異，但是也不會就像標題說的
→ sorochis: 那樣「永不」過曝
推 lantieheuser: 只要能夠追上人眼的動態範圍就夠了。
→ lantieheuser: 現在說的死白，人眼還能辨識的對比超過紀錄能力
→ lantieheuser: 所以除了研究用途，一般消費使用，只要達到人眼極限
→ lantieheuser: 就可以，多的只是拿來做曝光寬容。
推 Cervelo1995: 記憶卡容量還有速度又要被挑戰了
推 Photobiotic: SD UHS-II都還沒普及，安啦~
推 biaw: 這樣子感光元件的動態範圍就無限了
推 LoveBea: 索尼罪大滔天,MIT都看不下去了XD
推 yowei5678: Kent大:這技術早在1Ds2裡就有了