Investigadores desenvolvem "lente computacional" para nunca mais se preocupar com o ponto de focagem

Quando vamos fotografar algo, devemos sempre ter em conta qual o ponto de focagem desejado, se um objecto ou pessoa em particular, deixando o fundo desfocado, ou se queremos todo o plano focado, como se fosse uma fotografia à paisagem. Esta escolha é que dita qual a profundidade de campo que queremos utilizar, e é uma limitação inegociável no mundo da fotografia desde a sua invenção.

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Agora, graças a uma equipa de investigadores dos laboratórios da Universidade de Carnegie Mellon (CMU), essa limitação poderá ter os dias contados. Esses investigadores desenvolveram um novo tipo de óptica, que eles designam de “lente computacional”, que ao contrário das lentes tradicionais utilizadas numa objetiva fotográfica, consegue manter todos os planos devidamente focados, independentemente da distância do sensor de imagem aos objetos.

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Quer esteja a meros centímetros do sensor, ou a quilómetros de distância, tudo ficará devidamente focado através da captura de uma só fotografia. O conceito que levou à criação deste estudo foi explicado por Yingsi Qin, um dos investigadores, que levantou a questão “E se uma lente não tivesse que focar apenas um plano? E se pudesse curvar o seu foco para conseguir adaptar à forma do mundo à sua frente?”

Para tal foi essencial a combinação de duas soluções que permitem que diferentes partes da imagem sejam focadas com diferentes profundidades. Essas soluções são uma lente Lohmann modificada, que utiliza duas lentes curvas e cúbicas que se deslocam uma contra a outra para sintonizar o foco, em conjunto com um modulador de luz espacial (SLM), que tem como principal tarefa controlar como a luz é aplicada em cada pixel.

Este sistema utiliza ainda a combinação de dois dos métodos de focagem mais avançados do mercado, o método de focagem automática por contraste (CDAF), em conjunto com a focagem por deteção de fases (PDAF). Usando um sensor de imagem com a tecnologia de duplo pixel (dual pixel), na prática está-se a permitir que cada pixel tenha a sua própria pequena e ajustável lente, capaz de focar de forma independente face a todas as outras.

A tecnologia poderá ser aplicada em mais dispositivos do que uma simples câmara de smartphone, uma vez que a  simples possibilidade de eliminação da limitação de profundidade de campo tem implicações massivas, uma vez que com esta “lente computacional”, o fotógrafo deixa de se preocupar com o ponto de foco ideal. No mundo da medicina e de investigações cientificas, tornar-se-á possível capturar cada camada de uma amostra biológica totalmente focada com uma só captura.

Com a tecnologia de  Inteligência Artificial e nos veículos autónomos, esta clareza sem precedentes permitirá melhorar a capacidade dos “olhos robóticos” de verem e interpretarem o mundo com uma maior fiabilidade.

Apesar do estudo já ter ganho uma Menção Honrosa na prestigiada International Conference on Computer Vision de 2025, o sistema ainda se encontra na sua fase de protótipo, pelo que a sua miniaturização para aplicação no mercado de consumo ainda poderá demorar algum tempo, mas será uma questão de tempo até os principais fabricantes explorarem o seu potencial.

Lytro tenta de novo uma revolução na fotografia com a câmara Illum

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Para os leitores mais atentos, esta tecnologia poderá lembrar a solução apresentada em 2011 pela Lytro, que chegou mesmo a comercializar uma câmara em Portugal, a Illum. Porém, e embora o efeito fosse similar, o de libertar o fotógrafo da decisão do ponto de focagem no momento do disparo, o funcionamento é distinto.

No caso da Illum, o sistema dependia de uma matriz de microlentes aplicadas sobre o sensor de imagem para capturar o campo de luz, exigindo um software pesado para, depois, selecionar o foco desejado. A abordagem da CMU é mais direta e fundamental, pois em vez de simular a perceção de profundidade após a captura, o seu sistema combina ótica programável para esculpir o foco no próprio hardware, entregando uma imagem já perfeitamente nítida em todas as distâncias.

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