Una cámara de alta velocidad puede lograr todo tipo de hazañas impresionantes, como fotografía de acción en cámara ultra lenta en deportes o películas. ¿Algo que no ves muy a menudo? Una cámara ultrarrápida que es tan veloz que puede en realidad graba la luz rebotando entre espejos. Eso es exactamente lo que Edoardo Charbón Sin embargo, lo demostraron recientemente en el Instituto Federal Suizo de Tecnología en Lausana, utilizando una cámara que es capaz de tomar la asombrosa cifra de 24.000 fotogramas por segundo.
Los investigadores utilizaron el cámara megax, un sensor de imagen basado en diodo de avalancha de fotón único, para filmar su configuración de espejo rebotado de alta tecnología estilo Rube Goldberg. El hardware para la demostración fue diseñado por el estudiante de Charbon, Kazuhiro Morimoto, con contribuciones de los investigadores Andrei Ardelean y Arin Ulku.
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"La cámara funciona en modo cerrado, [lo que significa] que se utiliza un obturador electrónico muy rápido de 3,8 nanosegundos para capturar la luz a medida que se propaga", dijo Charbon a Digital Trends. “Se utilizan impulsos láser posteriores, abriendo el obturador con un retraso cada vez mayor, para seguir la propagación a lo largo de su trayectoria. Gracias al gran número de píxeles y al obturador rápido, se puede ver la propagación de la luz en múltiples tomas sin mover la cámara y sin superponer las imágenes a imágenes tomadas con otros cámaras. Todo se hace en MegaX”.
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Sin embargo, no se trata solo de configurar una cámara súper rápida, presionar grabar y luego encender una luz. Debido a que la luz normalmente no es visible cuando está en vuelo, los investigadores tuvieron que concentrarse en los fotones de un pulso láser mientras dispersan partículas en el aire. Utilizando conocimientos sobre la trayectoria del pulso y cuánto tardaron en llegar a la cámara, el equipo utilizó algoritmos de aprendizaje automático para trazar la trayectoria de la luz en 3D.
Charbon afirmó que el principal avance del trabajo está en demostrar la “capacidad de reconstruir la posición de los pulsos de luz en 3D, más tiempo, [igual a] 4D: utilizando técnicas de aprendizaje automático y la demostración de diferentes velocidades aparentes de la luz dependiendo de la posición de la observador."
Señaló que esto también podría tener algunas aplicaciones útiles en el mundo real. Como era de esperar, una de las más importantes serán las aplicaciones científicas en campos como la física de altas energías, donde es importante realizar una detección rápida de imágenes. Pero también podría usarse para cosas como la realidad virtual y aumentada para reconstruir entornos con precisión, de la misma manera que el lidar rebotado ayuda a los autos autónomos a percibir el mundo. "Además, las aplicaciones industriales y la robótica, que requieren una visión 4D rápida y precisa, podrían aprovechar esta cámara", dijo Charbon.
Un artículo que describe la El trabajo está disponible para leer en línea..
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