Международная группа ученых разработала экспериментальную систему камеры, которая может одновременно захватывать пять измерений информации с одного снимка. Концепция основана на объединении двух типов датчиков для сбора большего количества информации.
В исследовании говорится, что для сверхбыстрого оптического изображения критически важно уметь фиксировать структуру объекта, его временную эволюцию* и его спектральный состав.
*Временная эволюция — это изменение состояния, вызванное переходом времени.
Тем не менее разработчики новой системы стали в тупик, поскольку до их разработки ни одна камера не могла одновременно захватывать пространственную, временную и спектральную пятимерную информацию динамических сцен.
Чтобы преодолеть ограничения существующих методов в области изображения размеров, мы разрабатываем метод спектрально-объемной сжатой сверхбыстрой фотографии (SV-CUP),
— говорят ученые в аннотации к своей исследовательской работе.
Тяжело объяснить основную идею работы простым языком. По сути, исследователи соединили сверхбыструю дальностную электронно-оптическую камеру с камерой CUP (Compressed UltraFast Photography — сжатая сверхбыстрая фотография), которая фиксирует длину волны (цвет, излучаемый объектом), а не трехмерное измерение.
Объединив эти вещи, команда смогла запечатлеть три измерения в пространстве (x, y, z) плюс измерение времени (t) плюс длину волны/цвет света (лямбда) в одном снимке.
******
Словарик:
CUP — compressed ultrafast photography — сжатое сверхбыстрое изображение (на иллюстрации).
SV-CUP — spectral-volumetric CUP — спектрально-объемное CUP.
ToF-CUP — time-of-flight CUP — формирующее дальностное CUP.
HCUP — hyperspectral CUP — гиперспектральное (многоканальное) CUP.
******
Информация 3D (x, y, z) в ToF-CUP изображении соединяется с информацией 4D (x, y, t, λ) в HCUP и формирует информацию 5D (x, y, z, t, λ) посредством обработки изображения.
Камера SV-CUP, по-видимому, является развитием той камеры, которую представили в мае 2020 года (способную снимать 70 триллионов кадров в секунду). В этом случае исследователи объединяют две камеры CUP, работающие в унисон, для захвата информации о пространстве, времени и длине волны и объединяют два выходных сигнала в окончательный 5D-результат.
Наш SV-CUP обеспечивает беспрецедентные возможности обнаружения динамических сцен, что имеет важные перспективы применения в фундаментальных исследованиях и прикладной науке,
— пишет команда.
Системы с возможностью записи динамических сцен за пикосекунду (одна триллионная секунды) или даже фемтосекунду (квадриллионная секунды) дают физикам, химикам и биологам способ получать сверхбыстрые многомерные оптические изображения, которые можно использовать для обнаружения сверхбыстрых явлений.
Хотя эта конкретная система не настолько быстрая — похоже, она работает со скоростью около двух пикосекунд, — количество измерений, которые она может зафиксировать одновременно с такой скоростью, может оказаться очень полезным для некоторых ученых.
Автор: Таня Засыпкина
Подписывайтесь на наш канал, чтобы всегда быть в курсе всего интересного, что происходит в мире фототехники, смартфонов и гаджетов.
Читать также:
«Самая красивая страна глазами детей»: оцените талант юных фотографов!
Изучаем классическое искусство: 10 картин, которые вдохновят фотографов
Ricoh анонсировала всепогодный объектив 16–50 мм F/2.8 для зеркалок Pentax