Počítačová fotografie se týká digitálního snímání obrazu a technik zpracování, které místo optických procesů používají digitální výpočty. Počítačová fotografie může zlepšit možnosti fotoaparátu nebo zavést funkce, které u filmu nebyly vůbec možné, nebo snížit cenu či velikost prvků fotoaparátu. Příklady výpočetní fotografie: digitální sešívání panoramat , [6] HDR fotografie a plenoptický fotoaparát . Plenoptic kamery používají nové optické prvky k zachycení 3D informací o scéně, které pak lze použít k získání 3D snímků, zvýšení hloubky ostrosti a selektivního rozostření (neboli „post-focus“). Zvýšená hloubka ostrosti snižuje potřebu mechanických zaostřovacích systémů . Všechny tyto funkce využívají techniky počítačové vizualizace.
Definice počítačové fotografie se vyvinula tak, aby pokryla řadu oborů v počítačové grafice , počítačovém vidění a aplikované optice . Tyto oblasti jsou uvedeny níže a jsou uspořádány podle taxonomie navržené Sri K. Nayyarem. V každé oblasti je uveden seznam technik a pro každou techniku jsou uvedeny jeden nebo dva typické papíry nebo knihy. Z taxonomie jsou záměrně vynechány techniky zpracování obrazu (viz také digitální zobrazování ) aplikované na tradičně snímané obrazy za účelem vytvoření lepších obrazů. Příklady takových technik jsou změna měřítka obrazu , komprese dynamického rozsahu (tj. mapování tónů), správa barev , dokončování obrazu (nazývané malba nebo vyplňování otvorů), komprese obrazu , digitální vodoznaky a umělecké obrazové efekty. Rovněž jsou vynechány metody, které vytvářejí data rozsahu, objemová data , 3D modely, 4D světelná pole , BRDF 4D, 6D nebo 8D nebo jiné reprezentace z vícerozměrného obrazu. Epsilon Photography je podmnožinou počítačové fotografie.
Fotografie pořízené pomocí výpočetní fotografie mohou amatérským nadšencům umožnit vytvářet fotografie srovnatelné s kvalitou profesionálního fotografického vybavení, ale v současné době (2019) nepřekonají profesionální vybavení. [7]
Jde o strukturované ovládání osvětlení na fotografii a následné zpracování pořízených snímků k vytvoření nových snímků. Aplikace zahrnují opětovné osvětlení obrazu, vylepšení obrazu, rozmazání obrazu, obnovu geometrie/materiálu a tak dále.
Zobrazování s vysokým dynamickým rozsahem využívá různé obrazy stejné scény k rozšíření dynamického rozsahu. [8] Mezi další příklady patří zpracování a kombinování snímků s různým osvětlením stejného objektu („světelný prostor“).
Jedná se o zachycení opticky kódovaných obrazů s následným výpočtovým dekódováním pro získání nových obrazů. Zobrazování pomocí kódované apertury se používá hlavně v astronomii nebo radiografii ke zlepšení kvality obrazu. Namísto jediné dírky v obrázku se použije vzor dírek a provede se dekonvoluce , aby se obrázek rekonstruoval . [9] V expozičně kódovaném snímku je zakódován stav zapnutí/vypnutí závěrky, aby se změnilo jádro rozmazání pohybu . [10] Pohybová neostrost se tak stává zažitým problémem . Podobně u kódované clony na bázi objektivu lze clonu změnit vložením širokopásmové masky. [11] Neostré rozostření se tak stává zažitým problémem . Kódovaná apertura může také zlepšit kvalitu akvizice světelného pole pomocí optiky Hadamardovy transformace.
Kódované vzory apertur lze také navrhnout pomocí barevných filtrů pro aplikaci různých kódů na různých vlnových délkách. [12] [13] Díky tomu dopadá na senzor fotoaparátu více světla než binární masky.
Jde o zpracování opticky nekódovaných obrázků za účelem vytvoření nových obrázků.
Jedná se o detektory, které kombinují rozpoznávání a zpracování, obvykle v hardwaru, jako je binární obrazový senzor .
Ačkoli je dnes počítačová fotografie v počítačové grafice známá fráze, mnoho jejích technik se poprvé objevilo v literatuře o počítačovém vidění, ať už pod jinými názvy, nebo v článcích zaměřených na analýzu tvaru studovaných objektů ve 3D.
Počítačová fotografie obvykle využívá zachycení obrazu stejného objektu (případně s různými parametry) a následně je kombinuje na základě různých algoritmů do jednoho výsledku. To bylo inspirací pro vývoj nositelných počítačů v 70. a na počátku 80. let. Počítačová fotografie byla inspirována prací Charlese Wyckoffa , a proto se soubory výpočetních fotografických dat (např. různě exponované snímky stejného předmětu pořízené za účelem vytvoření jediného složeného snímku) někdy označují jako Wyckoffovy sady.
První práce v této oblasti (společné hodnocení projekce obrazu a expozice) provedli Mann a Candoccia.
Charles Wyckoff zasvětil většinu svého života vytváření speciálních typů 3-vrstvých fotografických filmů, které zachycovaly různé expozice stejného předmětu. Wyckoffův filmový záběr jaderného výbuchu se objevil na obálce časopisu Life a ukázal dynamický rozsah od tmavých vnějších oblastí až po vnitřní jádro.