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Stanford-Ingenieure entwickeln Lichtfeldkamera mit weitem Sichtfeld

von Tomislav Bezmalinovic24. Juli 2017

Ingenieure der Stanford University haben eine Lichtfeldkamera mit einem extra weiten Sichtfeld entwickelt. Von der Technologie könnten Roboter, selbstfahrende Autos, sowie Virtual und Augmented Reality profitieren.

Lichtfeldkameras speichern nicht nur ein zweidimensionales Abbild der Umgebung, sondern fangen zusätzlich die Richtung und die Distanz des Lichts ein, das auf die Linse trifft. Das Ergebnis ist ein räumliches Bild, bei der die Blickperspektive nicht mehr ganz so fix ist wie bei herkömmlichen Fotografien.

Die Stanford-Ingenieure Donald Dansereau und Gordon Wetzstein vergleichen 2D-Fotografien und volumetrische Aufnahmen mit dem Blick durch ein Guckloch und ein Fenster.

“Bei einer herkömmlichen Fotografie kannst du deinen Kopf nicht bewegen, um mehr Informationen über die Tiefe, die Lichtdurchlässigkeit und -Streuung zu erhalten. Wenn du durch ein Fenster blickst, kannst du deine Blickperspektive verschieben und auf diese Weise Eigenschaften wie die Form, die Transparenz und den Glanz von Gegenständen wahrnehmen”, sagt Dansereau gegenüber Stanford News.

Ein Sichtfeld von 140 Grad

Das Besondere an Stanfords Prototyp ist das extra weite Sichtfeld, das durch eine einzelne, sphärisch geformte Linse ermöglicht wird. Laut den Ingenieuren deckt sie einen Bereich von nahezu 140 Grad ab. Damit das sphärische Bild von einem 2D-Sensor korrekt verarbeitet wird, entwickelten die Ingenieure spezielle Algorithmen.

Mit der neuen Kamera ausgerüstet, könnten Roboter ihre unmittelbare Umgebung visuell besser einordnen. “Wir wollen die richtige Kamera für Roboter entwickeln, die fahren oder Pakete aus der Luft liefern. Wir sind gut darin, Kameras für Menschen zu bauen, aber müssen Roboter so sehen wie Menschen? Wahrscheinlich nicht”, sagt Dansereau.

Die Technologie könnte in miniaturisierter Form auch Mixed-Reality-Brillen zugute kommen. Da die Linse räumliche Bildinformationen einfängt, könnten so reale und digitale Elemente besser aufeinander abgestimmt werden.

Die Kamera wurde auf der CVPR-Konferenz vorgestellt, die vom 21. bis 26. Juli in Hawaii stattfindet. Der aktuell recht wuchtige Prototyp dient als Machbarkeitsnachweis. Die nächste Version soll weitaus kompakter gebaut sein, sodass er in einen Roboter integriert werden kann.

Lichtfeldfotografie wurde zum ersten Mal 1996 von den Stanford-Professoren Marc Levoy und Pat Hanrahan beschrieben. Das US-Startup Lytro hat sich auf Lichtfeldkameras spezialisiert, die begehbare Videoaufnahmen erlauben.

| Featured Image: Stanford | Source: Stanford News

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