Создана камера с рекордной скоростью затвора

    Команда MIT Media Lab создала камеру со скоростью затвора в одну триллионую (1/1 000 000 000 000 = 10^-12) секунды, что позволило снимать как свет путешествует из одной точки в другую. В лабораторных условиях камера была опробована на стенде с высокочастотным лазером, который пропускал импульсы света через бутылку c газированной водой. В будущем подобные агрегаты планируют использовать в медицине и других отраслях науки

    Share post
    AdBlock has stolen the banner, but banners are not teeth — they will be back

    More
    Ads

    Comments 104

      0
      Я так понял в первую очередь будут изучать свойства материалов — как именно отражается свет.
        +1
        Я думаю, изучать будут не только отражение, но и остальные свойства света — преломление, дифракцию, интерференцию и т.д.
          0
          Ну если верить словам про медицинское применение, то можно будет сделать что-то вроде светового МРТ. Что позволит получить намного более высокое пространственное разрешение, как я понимаю.
            0
            Ну хз, МРТ работает довольно просто — создаётся сильное магнитное поле, и затем анализируется «снимок».
            Не вижу здесь возможных аналогий.
              0
              Создать сильное световое излучение, которое пройдёт сквозь всё тело, а на камере замерить точки выхода света и просчитать, где он задерживался. Если сделать несколько снимков по разным проекциям, я думаю, это возможно.
                +14
                Это какой же мощности должно быть излучение?))
                «Вскрытие показало, что пациент умер от вскрытия».

                Наш организм хоть и состот из воды по большей части, но он слишком непрозрачен в оптическом диапазоне.
                  +6
                  Это какой же мощности должно быть излучение?))

                  Он предлагает использовать световую энергию водородной бомбы.
                  Хотя тут уже не сделаешь несколько снимков по разным проекциям.
                  Да и изучать останется разве что пепел в виде мумии, правда если его не развеет ударной волной.
                    0
                    Да ладно вам. В каких-то случаях это может быть и применимо. Не во всех, конечно, но в некоторых — может быть. Для УЗ и для рентгена ткань или инородный предмет может быть прозрачным, а на снимке при помощи света — нет. Может быть это в самом деле имеет смысл и позволит увидеть то, что нельзя увидеть другими способами. До вскрытия.
                      0
                      Кости например светопрозрачны наравне с тканями. При просвете руки обычным мощным диодным фонарём отчётливо видны сосуды и вся сосудистая система, кости не видно.
                        +6
                        Ошибка, кости прозрачны, а сосуды нет? :) Дело всё в том, что свет в руке распространяется не прямолинейно (рассеивание) и как следствие видим только поверхностную часть. Как в сильном тумане — видим только то, что близко, так и тут.
                          –4
                          Именно так, кости прозрачны а сосуды нет. Кровь действительно очень непрозрачна.
                            0
                            Если честно, не пойму к чему относится сарказм.
                              0
                              На самом деле все дело лишь в длине световой волны и в спектре поглощения конкретной ткани. Можно подобрать излучение такой длины волны при которой кости будут сравнительно прозрачны, а кровь будет поглощать. Что кстати много где используется, взять тот же пульсоксиметр.
                                0
                                Боюсь, для того, чтобы кости были прозрачны (прозрачность хотя бы 80% для 1 см), потребуется не световой диапазон.
                                  0
                                  А зачем вообще обязательно использовать видимый световой диапазон? Взять ИК, например.
                                    0
                                    Ну, свет это ведь по определению видимый (воспринимаемый человеческим глазом) диапазон электромагнитного излучения. Если говорить о ЭМ излучении вообще — то да, кости могут быть прозрачными. Но не для света.
                                    0
                                    Промахнулся с ответом, см. ниже =)
                      +1
                      Я вас насквозь вижу!
                        +1
                        Ну в этом есть смысл, но только если использовать не световое излучение, а рентгеновское.
                          0
                          Вы не вполне правы, мягкие ткани достаточно прозрачны для «среднего» ИК излучения.
                          Почувствовать эффект можно «просветив» руку «темнокрасным» фонарем.

                          Этот эффект активно используется в сухих саунах для «прогрева» внутренних органов (инфракрасное излучение от камней проникает под кожу)
                      +1
                      Он говорил про аналог ультразвука — типа посылаем световой импульс и исследуем отражение/преломление и т.д.
                        +1
                        Вроде там про световой аналог ультразвукового исследования говорили.
                      0
                      Интересно, в еще более дальнем будущем, изобретут подобные фотоаппараты?
                      Ведь сколько можно будет всего нового придумать в художественной фотографии… Эх…
                        +1
                        То есть с видеокамеры нельзя получить снимок? Наоборот, в таком временном диапазоне фотоаппарат бесполезен.
                        +5
                        Если я правильно понял, то получается скорость работы затвора сопоставима со скоростью света(!). И это в механике!
                          –1
                          вы правильно поняли, собственно поэтому камера и смогла запечатлеть движение света в бутылке
                            +25
                            Нет он неправильно понял.
                            Они не создавали камеру с такой бешеной скоростью затвора. Они додумались снять несколько раз повторяющиеся лазерные импульсы, и поместить их в одно видео.
                            То что вы видите в видео это не движение одного лазерного импульса через бутылку, а композиция из фотографий нескольких повторяющихся импульсов, снятых в разные моменты времени.
                            Причем камеры которая снимает это в 2D не существует, это рендер из большого количество 1D «снимков» полученных фемтосекундным детектором.
                              +1
                              стробоскоп, однако.
                                +7
                                Спасибо, просветили. Автору минус за желтый заголовок и статью.
                                  +1
                                  Жаль. Я было повелся.
                                  +2
                                  Да нет же, нет! Композиция кадров относится только к вертикальному сканированию зеркалом. А одномерные «видеоролики» в пределах линии сделаны как раз за одни лазерный импульс.
                                    0
                                    А что я сказал не так? =) Наверное моя «композиция из фотографий» могла ввести в заблуждение. Под этим я имел ввиду съемку 1D строки итоговой 2D картины. Посылаем импульс, снимаем показания с детекторов в одной строке, поворачиваем зеркало, посылаем второй импульс и т.д. Импульсы синхронизированы по времени. Потом с помощью математической обработки скорее всего полученные амплитуды светового сигнала в каждой строке каким-то образом накладывают на изображение бутылки.
                                    Итого: никакого затвора, использовались уже существующие и много где примененные детекторы.
                                      0
                                      Всё, что я хотел донести, это то, что каждый «пиксель» одномерной матрицы уже умеет записывать «видео», то есть на выходе у него не амплитуда сигнала за время выдержки, а график изменения уровня сигнала во времени. Прошу прощения, если не так вас понял, но мне показалось, для некоторых этот момент не очевиден.
                                +14
                                Я Вам больше скажу, при обычном повороте головы кажущаяся угловая скорость луны превышает скорость света в вакууме;)
                                  –15
                                  Угловая скорость света — это что-то новенькое.
                                    –12
                                    Минусующий народ, вы в школе то хоть учились?
                                    Что больше, килограмм или метр?
                                      –10
                                      Тогда может знаете, чем фазовая скорость от групповой отличается?
                                        +2
                                        Почитайте уже что написано в сообщении, а то трижды повторили неверную придирку
                                          +2
                                          Там написано:
                                          «кажущаяся угловая скорость луны превышает скорость света»

                                          Угловая скорость луны при повороте головы — порядка нескольких радиан в секунду.
                                          А скорость света 3*10^8 метров в секунду.

                                          Как их вообще можно сравнивать?
                                            +11
                                            Ну придётся и мне объяснять, теперь-то Вы изложили ясно суть претензии )
                                            Если использовать не только научное и «компьютерное» мышление, то можно понять, что сердцем сообщения Trimingham была шутка, не зная определения угловой, групповой скорости, я смог интуитивно понять что он имел ввиду, и улыбнулся. А после улыбки, Ваше сообщение о «угловой скорости света» было и не к месту, и безосновательно… как-то так.
                                    +17
                                    кажущаяся угловая скорость солнца смеется над этой вашей луной))
                                      +2
                                      Кажущаяся угловая скорость звездного неба тихо обжигает себе ноги…
                                        +10
                                        Кажущаяся угловая скорость трёх упомянутых штук одинакова (и не так уж велика).
                                        И не стоит сравнивать величины разных размерностей.
                                          +10
                                          Как тут не вспомнить угловую скорость ноги Чака Норриса?
                                      +2
                                      Угловая скорость как раз небольшая. Вот реальная — да, при повороте на один и тот же угол, опирающиеся дуги разные.
                                        0
                                        Может быть имеется в виду «линейная» скорость?
                                      +2
                                      собственно за 1 кадр (10^-12 секунды) свет преодолеет всего 0.3 мм.
                                        +3
                                        Затвор там явно не механический :)
                                          0
                                          Меня больше интересует, где они нашли матрицу со временем экспозиции в 10^(-12) секунды.
                                            +1
                                            Не существует таких быстрых матриц. Достаточно освещать последовательно большое количество отдельных фотодиодов, например механически двигая зеркало, а потом собрать последовательно результат в одну «картинку». В эксперименте используют неподвижный объект с которого делают миллионы фотографий всегда другим фотодиодом в матрице — это насколько я понял объяснения.

                                            А для того, что измерить один аттосекундный лазерный пульс (10^-15 c) используют streaking камеры, для характеристики фемтосекундных пульсов (10^-12 c) хватает и фотодиодов. Обычно используют Electro-optical sampling.
                                        +1
                                        Авторы и любители timelaps жадно потирают руки…
                                          +12
                                          Камера для Чака Норриса? Он все равно быстрее.
                                            +13
                                            Слышали про те нейтрино? Они пытались догнать Чака Норриса.
                                              +12
                                              Не, они пытались убежать, но безуспешно.
                                                +2
                                                Опять из соседней палаты наши бозоны ловить набежали!
                                                Кышшш!
                                              +6
                                              Эта камера не поможет им увидеть не только Чака, но даже банального ниндзя!
                                                +31
                                                Даже на такой камере у Чака Нориса будут получаться смазанные фотки.
                                                  +7
                                                  Нет! Для каждого кадра Чак будет позировать, чтобы фотки получились не смазанные.
                                                +1
                                                Просто удивительно, интересно, как работает сам этот затвор? Есть у кого-нибудь мысли по этому поводу?
                                                  +18
                                                  Товарищ же сказал, что там стоят 500 сенсоров, которые снимают по очереди. Плюс, за раз она снимает всего одну линию. Двумерное изображение получается медленным движением зеркала. Отдельные полоски просто сихнронизируются между собой, благодаря тому, что импульсы лазера строго периодические.
                                                  Т.е. на видео на самом деле показа ход не одного пучка света, на нескольких тысяч.
                                                  • UFO just landed and posted this here
                                                      +5
                                                      Что вы делаете на хабре, не зная английского? Для айтишника в наше время не знать английский — просто стыдно.
                                                        +7
                                                        Обьективности ради, надо отметить что оба участника видео говорят с сильными акцентами — один с индийским, другой с немецким.
                                                          +7
                                                          Я почему-то не удивлён что сотрудники MIT говорят на английском с акцентом. Ведь там считай сливки мозгов со всего света. И американцев среди них я думаю меньше чем тех же индусов.
                                                            +1
                                                            А я гадал что же это за акцент у второго парня :)
                                                              +14
                                                              да ладно, это еще не очень сильные акценты. Они говорят достаточно чисто и не очень быстро
                                                              +2
                                                              Понтанулся? Зачем же тогда здесь выкладывают переводы статей, умник? Тогда бы все сидели на забугорных тематических сайтах и читали в оригинале.
                                                              +17
                                                              Это называется расизм. Не позволяйте себе больше такого сарказма в отношении наших индийских коллег! :)
                                                                +3
                                                                Видимо вы не общались с забугорными коллцентрами крупных компаний :)
                                                                  +1
                                                                  Особенно французскими! Особенно с теми, кто говорит по-английски на французский манер (ударение на последний слог) полусонным недовольным голосом, который становится ещё более недовольным после отказа на предолжение решить проблему с помощью почтовой переписки (ещё бы, решить то нужно здесь и сейчас, а они по полчаса на одно письмо реагируют).
                                                                  Простите, наболело. Хоть я в той компании, где всё это было, больше не работаю, но до сих пор не отпускает (:
                                                                    +1
                                                                    Угу, еще доставляет восточноевропейский акцент с проговариванием 'r', «ремемберр диарр френд», бррр :)
                                                                    Скорее всего точно так же думают на другом конце трубки про моё произношение :)
                                                                    • UFO just landed and posted this here
                                                                        0
                                                                        Вис из Данила, ай нид хелп.
                                                                        • UFO just landed and posted this here
                                                          –2
                                                          Просто даже не верится в такое…
                                                            +13
                                                            Затвор — хрен с ним. Где они достали настолько светочувствительные элементы?
                                                              0
                                                              Лазер же!
                                                                0
                                                                Причем тут лазер?
                                                                  0
                                                                  Когерентно и мощно.
                                                                  Для узкого спектра подойдут лавинные детекторы, например. А они весьма чувствительные.
                                                              +8
                                                              я так и не понял, при чем тут затвор вообще.
                                                                +3
                                                                Непонятно только как свет с разноудаленных предметов попадает потом в один кадр этой камеры (но, скорее всего, там какая-то коррекция применяется).
                                                                  +1
                                                                  В том и дело, что не попадает одновременно. Это позволяет делать 3d модели
                                                                  +10
                                                                  Теперь ждем память со скоростью записи 125Гб в секунду, чтобы успевать записывать полученное изображение :)
                                                                    0
                                                                    Ну, та 500 сенсоров, ставим 500 памятей — профит :)
                                                                    +19
                                                                    Собственно, статья автора:
                                                                    web.media.mit.edu/~raskar//trillionfps/

                                                                    Из нее отчетливо видно, что никакой «скорости затвора» там нет, затвор открыт всегда.
                                                                      0
                                                                      Любопытная хрень. Надо нарыть детали, потому что если оно работает так как хотелось бы…
                                                                        +1
                                                                        Как камера может наблюдать за движением света, если всё, что она видит есть движение света? Это как наблюдать за волнами в воде, огибающими удалённые предметы, опираясь лишь на осязание. Извините, но какой-то желтизной попахивает.
                                                                          +1
                                                                          Предполагаю, что это можно объяснить принципом Гюйгенса-Френнеля, согласно которому каждая точка волны является источником вторичных колебаний. А свет является и волной, согласно теории дуализма.
                                                                            +2
                                                                            Все нормально, она наблюдает за движением света по отражению. Что не так?
                                                                            –1
                                                                            Очень впечатляет. Я не думал, что добьются скорости затвора в 1/10^-12 секунды ещё в ближайшие года 3-4. Это большой скачок.
                                                                              +1
                                                                              А почему именно 3-4 года, а не 10-15 лет?
                                                                                +1
                                                                                Потому, что в последнее время подобные рывки меня сильно впечатляют, взять, к примеру, хотя бы квантовую левитацию. Я вообще не знал, что такое возможно до того момента как не увидел видео на ютьюбе.
                                                                                И уже боюсь говорить о том, что будет через 10-15 лет. К тому времени, может, уже камерами в телефонах можно будет снимать slow motion видео. Поэтому 3-4 года =)
                                                                                0
                                                                                1/10^12. Без минуса в степени
                                                                                  0
                                                                                  Да, опечатался. Бывает.
                                                                                  Хотя ошибка серьёзная, на целых 24 степени=\
                                                                                  +1
                                                                                  Да нет там затвора вообще. Есть синхронизация со стробом в виде лазера со сверхкороткими импульсами.
                                                                                  Собственно, временное разрешение зависит только от длины импульса лазера и чувствительности линейки детекторов.
                                                                                  Снимать так можно только строго повторяющиеся процессы, по аналогии со стробоскопическим режимом у осциллографа.
                                                                                  0
                                                                                  Странно, что на свою камеру они поставили зум (Тамрон?), а не более светосильный фикс.
                                                                                    0
                                                                                    Думаю, что как раз с интенсивностью света у них было меньше всего проблем, с таким то большим импульсным лазером в качестве вспышки.
                                                                                      0
                                                                                      Фикс даст всего лишь несколько ступеней экспозиции, а вот глубина резкости уменьшится сильно.
                                                                                        0
                                                                                        Ни разу не встречал сведений о зависимости ГРИП от возможности изменения фокусного расстояния.
                                                                                        Откуда дровишки? ©
                                                                                      +1
                                                                                      В статье написанно, что в качестве сенсоров использовали т.н. Streak Tubes, представляющие из себя фотоумножители с развёрткой по времени. В таком случае понятно, почему матрица получилось только одномерной: каждый пиксель представляет из себя крайне нетривиальное устройство.
                                                                                        +1
                                                                                        Кто-то действительно подумал, что свет «успел доставить в объектив изображение» света, крадущегося по бутылке?
                                                                                          +14


                                                                                          Приблизительно подобный способ я применил при съёмки этих фотографий 3 года назад. Это 4 разные капли. Хотя это и были 4 кадра подряд. Частота затвора моего фотоаппарата порядка 3 кадров в секунду. Частота падения капель была чуть-чуть меньше. Если кто-то удивился, то сразу объясню. Да, эти кадры на фотике шли в обратном порядке. ;-)
                                                                                            0
                                                                                            Изумительно, жалко только, что для «одноразовых» событий неприменимо.

                                                                                            Кстати, а если использовать систему вращающихся зеркал и стробоскоп, то можно попробовать снять сразу несколько моментов на один кадр, установив большую выдержку. Есть ли такие устройства?
                                                                                            +1
                                                                                            Индусская национальная традиция — давать великие названия своим поделкам.

                                                                                            Only users with full accounts can post comments. Log in, please.