Forscher der kalifornischen Stanford-Universität wollen mit einer Multiblendenkamera die Fotografie revolutionieren. Eine Anordnung von Mikrokameras statt einem normalen Sensor verspricht nicht nur detaillierte räumliche Information für Anwendungen wie die Gesichtserkennung oder den 3D-Druck, sondern könnte auch für die Entwicklung von Gigapixel-Kameras interessant sein. Gleich einem Facettenauge soll es ein erster Drei-Megapixel-Prototyp auf 12.616 der kleinen Objektive bringen.
12.616 Objektive
Je 256 Pixel werden beim Detektor des Kamera-Prototypen mit einer der 12.616 kleinen Linsen zusammengefasst. «Das ist, wie eine Menge Kameras auf einem Chip zu haben», meint der am Projekt beteiligte Keith Fife. Genau das verschafft der Multiblenden-Kamera ihre besonderen Möglichkeiten: Die Objektivlinse fokussiert nicht wie üblich direkt auf dem Sensor, sondern etwa 40 Mikrometer davor. Dadurch wird jeder Punkt eines Bildes von zumindest vier der Mikrokameras erfasst. Das Ergebnis ist detaillierte Information über Entfernungen einzelner Punkte der Abbildung. Sie ist zwar im Foto selbst unsichtbar, liegt aber elektronisch gespeichert vor und kann vielfältig verwertet werden.
Vielfältige Möglichkeiten
Eine denkbare Anwendung der Kamera liegt im Sicherheitsbereich. Mit der Technologie wäre eine präzise Gesichtserkennung möglich, so die Forscher. Auch die dreidimensionale Modellierung von Gebäuden oder 3D-Druck könnten von der Tiefeninformation der Aufnahmen profitieren. Nicht zuletzt sind auch kreative Anwendungen wie die nachträgliche Scharfeinstellung in der Bildbearbeitung denkbar. Selbst in der Robotik sehen die Wissenschaftler ein mögliches Einsatzgebiet. Es sei denkbar, durch die Technologie Robotern bessere räumliche Wahrnehmung als dem Menschen selbst zu bescheren, was neue Anwendungsmöglichkeiten eröffnen würde.
Wegbereiter für Gigapixel-Kameras
Wichtig ist es den Forschern auch, dass die Kamera kompakt wie eine normale Digitalkamera werden könnte. Im Bereich der alltäglichen Fotografie sehen die Wissenschaftler ihre Entwickllung als möglichen Wegbereiter für Gigapixel-Kameras. Zum einen würde sie kleinere Pixel und damit mehr Bildpunkte auf kleinem Raum erlauben. Ausserdem würden etwaig defekte Pixel durch die Verteilung von Information auf mehrere Bildpunkte kompensiert.
An der Gewinnung von Tiefeninformation etwa für die 3D-Modellierung wird auch auf andere Arten geforscht. Ansätze umfassen etwa Laser oder die Verbindung mehrerer Aufnahmen. An der Stanford-Universität selbst wurde im Januar dieses Jahres mit Make3D ein Software-Algorithmus präsentiert, der aus einem einzelnen Foto ein dreidimensionales Modell errechnet. Er wurde mit zweidimensionalen Fotos aus dem Bereich der Universität und zugehörigen räumlichen Informationen gefüttert, um zu «erlernen», wie er Entfernungen beurteilt.