En höghastighetskamera kan göra alla möjliga imponerande bedrifter, som t.ex ultra slowmotion actionfotografering inom sport eller film. En sak du inte ser för ofta? En ultrasnabb kamera som är så snabb att den kan faktiskt spela in ljus studsar mellan speglar. Det är precis vad Edoardo Charbon vid det schweiziska federala tekniska institutet i Lausanne demonstrerade dock nyligen - med en kamera som kan ta häpnadsväckande 24 000 bilder per sekund.
Forskarna använde MegaX kamera, en enfoton lavindiodbaserad bildsensor, för att filma deras högteknologiska Rube Goldberg-stil studsade spegeluppsättning. Hårdvaran för demonstrationen designades av Charbons student, Kazuhiro Morimoto, med bidrag från forskarna Andrei Ardelean och Arin Ulku.
Rekommenderade videor
"Kameran arbetar i gated-läge, [vilket betyder] en mycket snabb elektronisk slutare på 3,8 nanosekunder används för att fånga ljuset när det fortplantar sig", sa Charbon till Digital Trends. "Efterföljande laserpulser används som öppnar slutaren med ökande fördröjning, för att följa fortplantningen längs dess väg. Tack vare det stora antalet pixlar och den snabba slutaren kan man se ljusets utbredning in flera bilder utan att kameran flyttas och utan att överlagra bilderna på bilder tagna med andra kameror. Allt görs på MegaX.”
Relaterad
- Wyzes första säkerhetskamera utomhus kan också spela in video offline
- Nissan återkallar 1,2 miljoner bilar för att säkerställa att ägare inte kan stänga av backkameran
Det handlar inte bara om att ställa in en supersnabb kamera, slå rekord och sedan tända ett ljus. Eftersom ljus normalt inte är synligt när det flyger, var forskarna tvungna att fokusera på fotonerna från en laserpuls när de sprider partiklar i luften. Med hjälp av kunskap om pulsens bana och hur lång tid det tog för pulserna att nå kameran, använde teamet maskininlärningsalgoritmer för att plotta 3D-ljusvägen.
Charbon sa att verkets främsta framsteg är att demonstrera "förmågan att rekonstruera positionen för ljuspulserna i 3D - plus tid, [equalling] 4D — med hjälp av maskininlärningstekniker och demonstration av olika skenbara ljushastigheter beroende på positionen för observatör."
Han noterade att detta kan ha några användbara verkliga tillämpningar också. Förutsägbart kommer en av de stora att vara vetenskapliga tillämpningar inom områden som högenergifysik där det är viktigt att göra snabb bilddetektering. Men det kan också användas för saker som förstärkt och virtuell verklighet för att korrekt rekonstruera miljöer, ungefär som studsade lidar hjälper självkörande bilar att uppfatta världen. "Också, industriella applikationer och robotik, som kräver snabb och exakt 4D-seende kan dra fördel av denna kamera," sade Charbon.
Ett papper som beskriver arbete finns att läsa online.
Redaktörens rekommendationer
- Kan Googles Pixel 6 Pro-kamera slå Samsung Galaxy S21 Ultra? jag fick reda på
- BMW återkallar 257 000 bilar för att säkerställa att ägare inte kan stänga av backkameran
Uppgradera din livsstilDigitala trender hjälper läsare att hålla koll på den snabba teknikvärlden med alla de senaste nyheterna, roliga produktrecensioner, insiktsfulla redaktioner och unika smygtittar.
