Кнопка увеличения

Специальные агенты никогда не узнают, кто оказался злодеем. «Мы реконструировали это изображение из 4-пиксельного фото». «Как оказалось, это теоретически невозможно».

(link)

Нарезка процесса использования кнопки в разных тайтлах.

Кнопка увеличения с помощью компьютерной магии способна в считаные секунды превратить любое мутное фото- или видеоизображение низкого разрешения в неопровержимую улику. Первое, что происходит в кино после получения пленок с видеокамеры, — это их просмотр и увеличение до тех пор, пока в конце концов преступник не будет опознан с помощью программы для распознавания лиц.

Проблема в том, что на самом деле, сколько бы вы не увеличивали цифровое изображение, новой информации не получите — она вся уже содержится в изображении. Что скрывают огромные черные пиксели, навсегда останется загадкой. Но не в телесериале — ведь там есть магическая кнопка увеличения: храбрый полицейский попросит умного техника приблизить изображение, техник применит немного компьютерной магии, которая состоит в том, чтобы попытаться угадать, что же могло быть на изображении (некоторые могут даже нарисовать трехмерную модель лица преступника, которое не попало в кадр). Естественно, такие догадки не могут быть реальной уликой в суде.

Логическое развитие эффекта кнопки увеличения это получение изображения сцены, снятого с другого угла. Компьютерным специалистам-кудесникам на вход подается обычная фотография, после чего они ее оцифровывают и применяют особую компьютерную магию: заснятый объект начинает поворачиваться вправо-влево вверх-вниз на 360 градусов. Еще одна вариация данного явления — получение изображения объектов не попавших непосредственно в кадр, а отраженных на зеркальных или глянцевых поверхностях попавших в кадр объектов. Доведенная до абсурда ситуация может выглядеть следующим образом: исследователь долго и мучительно анализирует фотографию откровенно плохого качества (например взятую с камер наблюдения), на смазанном, зернистом изображении отыскивает маленькую неприметную шляпку торчащего винтика, немедленно обводит его рамкой и увеличивает. Шляпка при этом разворачивается на весь экран, степень ее детализации словно говорит об использовании электронного микроскопа. Далее неутомимый исследователь замечает на поверхности шляпки смутное отражение приезжающей мимо машины или проходящего мимо пешехода. И их изображение немедленно восстанавливается. В особых случаях процесс «нашел отражение-увеличил-восстановил отображенный объект» повторяется несколько раз. Есть подозрение, что таким способом возможно восстановить изображение значительного участка видимой вселенной в момент съемки исходной фотографии. Пример использования данного приема можно найти в фильме «Бегущий по лезвию» (впрочем, судя по тому, что герой не только увеличивает изображение, но и слегка поворачивает, само фото сделано с использованием какой-то футуристической технологии).

Частое использование кнопки увеличения выставило сериал CSI: NY на посмешище.

Реалистичной будет сцена, где изначально большое изображение втискивается в скромных размеров экран, в этом случае можно буквально увеличить фрагмент, чтобы рассмотреть его в деталях. Но для этого специалист не нужен, такое умеет делать любая программа-просмотрщик графики.

В реальной жизни

• Не следует путать увеличение изображения из нескольких пикселей с восстановлением деталей на смазанных из-за расфокуса или шевеленки изображений — здесь специальное ПО умеет выдавать пусть и не самую красивую, но достаточно детализированную картинку в одно нажатие.
  • Теоретически, представляется возможным несколько улучшить изображение, взяв информацию из нескольких последовательных снимков. Например — кадров видео. Но вот насколько — предмет отдельного спора.
    • Астрономы этой возможностью давно пользуются. Но им проще - они наблюдают практически статичную картинку, а если что-то и меняется - оно описывается простой математической моделью. При попытке же повторить то же самое на Земле нужно либо предварительно как-то удалить из видео все двигающиеся объекты (что неприменимо когда как раз эти двигающиеся объекты и нужно разглядеть), либо использовать высокоскоростную съёмку.
• Также нет смысла использовать для этого модные нынче нейросети — они могут лишь угадывать объект на изображении и достраивать его до того, что угадали. Если нейросеть увидела на картинке пёсика — она дорисует объект до пёсика, даже если пёсика там отродясь не было.
• Ещё одним близким к тропу методом является голография (не путать с различными способами получения «3d»-картинок) — способ съёмки, при котором на светочувствительной пластине регистрируется не только амплитуда, но и фаза световой волны. У голографии есть куча интересных свойств. Например, если отрезать кусок от голограммы, на нём останется чуть менее детализированное изображение всего объекта, а не его части, как на обычной фотографии — как если смотреть на объект через большое окно и небольшое отверстие. В принципе, если позади места съёмки голограммы можно разместить оптическую систему, которая могла бы разглядеть отражение на винтике, или то, что находится за небольшим отверстием в объекте — то же самое можно сделать и с уже отснятой голограммой, чем с удовольствием пользуются, к примеру, для изучения биологических объектов, для «проникновения» сквозь кажущиеся в обычной жизни непрозрачными предметы. Кроме того, голограммы можно немного «поворачивать», рассматривая изображение с разных сторон. Понятно, что угол возможного поворота соответствует размеру приемника изображения.

Аверсии, субверсии и инверсии

• Российский сериал «Налёт» — персонажа послали изучать записи с дорожной камеры, на которую могло попасть лицо преступника. Технически оно попало, но разобрать черты оказалось невозможно.
• Научно-фантастический рассказ-пьеса Натана Эйдельмана «Пра-пра…». Согласно сюжету, космическая станция улавливает идущий откуда-то поток слабых излучений — транслирующих нам изображение нашей же Земли, но четырёхтысячелетней давности. Разобравшись в природе потока, отправляемого нам неизвестно кем, учёные научились настраиваться на изображение той или иной части земной поверхности — причём точность фокусировки позволила даже читать по губам слова древних египтян. Невероятно? Позже исследователи обнаруживают, что четыре тысячи лет назад на Землю тоже лился поток слабых излучений — с информацией о нашем прошлом уже восьмитысячелетней давности — причём ухитряются этот второй поток вычленить из уже пойманного. То есть, по сути, развернуть видимое ими изображение древней Земли на 180 градусов и изучить древнее звёздное небо. Всё равно что путём тщательного изучения фотографии вычислить внешность и позу делавшего снимок фотографа? Справедливости ради, эта фантасмагория во многом умышленна, ибо рассказ фокусируется не на естественных науках, а на погружении читателя в историческую атмосферу.
• «Колобмо» серия «Коломбо и убийство рок-звезды». Главным алиби убийцы является фото с дорожной камеры, где он превышает скорость. А уликой против — отсутствие тени у него под носом. Субверсия, ибо в те годы использовались камеры были пленочными, а при наличии качественных объективов и пленки высокого разрешения трюк вполне возможен.
• Многие фильмы про военных или спецслужбы. С одной стороны спутник/дрон/самолет-разведчик оснащаются ультрасовременными камерами высокого разрешения. С другой - крутость техники зачастую весьма приукрашивают.

Ссылки

• использование мощной видеокамеры сверхвысокого разрешения с целью посмотреть набираемый пароль на… отражении от зрачка глаз