Ученые из университета Райс и Северо-Западного университета разработали и испытали новую камеру уникальной конструкции, в которой используются лазеры и методы, позаимствованные из технологий голографии, микроскопии и высокоскоростной съемки.
Эта камера производит серию снимков освещаемого лазером удаленного объекта, а получаемые исходные данные обрабатываются специализированным программным обеспечением, которое совмещает их и строит на основе всего этого единственное изображение с высочайшей разрешающей способностью.
Разработанная система получила название SAVI (Synthetic Apertures for long-range, subdiffraction-limited Visible Imaging).
Она совершенно не нуждается в использовании длиннофокусных линз, вносящих достаточно ощутимые искажения в получаемые изображения удаленных объектов.
Пока эта камера делает снимки при помощи последовательного освещения объекта лазерным светом невидимого человеческому глазу диапазона, но исследователи уже начали работу в направлении создания нового варианта камеры, способного работать в видимом диапазоне.
Снимаемый камерой SAVI объект последовательно освещается импульсами света с различной длиной волны и различной интенсивности.
Программное обеспечение вычленяет из череды получившихся изображений общие элементы, что приводит к эффекту, весьма напоминающему спецэффект “замедления времени” из фильма “Матрица”, при котором положение камеры немного изменяется с каждым кадром.
Данный метод несколько родственен тому, что используется при создании голографических изображений. Когда свет лазера освещает произвольную поверхность, он отражается во множестве различных направлений.
Разность фаз волн отраженного света создает интерференционную картину, зафиксировав которую можно впоследствии восстановить исходное изображение. Именно восстановлением исходного изображения по интерференционной картинке занимается “синтетическая апертура” камеры SAVI совместно с компьютерной программой.
“Матрица камеры фиксирует пики и минимумы интерференции, а компьютер вычисляет расстояние и восстанавливает изображение объекта” – пишут исследователи, – “Поэтому качество съемки нашей камерой зависит только от мощности, фокусировки и других параметров излучения используемого лазера”.
Но разработанная исследователями методика съемки обладает гораздо большим потенциалом, нежели просто стать недорогой и компактной заменой оптическим телеобъективам, стоимость которых иногда превышает отметку в 100 тысяч долларов.
Такая методика съемки, при которой камера получает сразу всю необходимую информацию, позволит в будущем избавиться от необходимости использования движущихся или нескольких камер для произведения съемки с различных ракурсов.
Справедливости ради следует отметить, что новая камера SAVI является далеко не единственной камерой подобного типа, созданной за последние годы. Нечто подобное было сделано и исследователями из Калифорнийского технологического института в Беркли.
Однако, камера SAVI является первой и единственной, в конструкции которой источник света размещен в той же области, где находится и ее светочувствительная матрица.