С момента изобретения фотографии фундаментальной принцип работы фотоаппарата оставался неизменным — свет, проходя через отверстие в передней частикамеры , формировал изображение на её задней стенке. Маленькое отверстиекамерыобскуры с мизерной светосилой сменилось стеклянными объективами, плёнки и химические фотопластины уступили место электронным сенсорам, но фотоаппарат всё время оставался “трёхмерным” устройством, глубина которого как минимум не уступала ширине и длине.
Смотрите кроме этого: Американские учёные создали рабочую роботизированную руку
Исследователи из Вашингтонского университета создали роботизированную руку, которая на сегодня есть самым продвинутым девайсом, имитирующим человеческое тело. Секрет содержится в том, что при разработке создатели пробовали при помощи 3D-принтера скопировать костную и мышечную структуру настоящей руки, заменив живую ткань механическими и синтетическими аналогами.
Учёные из Университета Райса в Хьюстоне (штат Техас) создали прототип фотоаппарата принципиально нового типа — он только ненамного толще самого оптического сенсора. В отличие от условно “плоских” фотоаппаратов, выстроенных по принципу фасеточного глаза насекомых, в камере FlatCam по большому счету не используются ни простые, ни миниатюрные линзы. Продемонстрированные на видео ниже тестовые снимки имеют разрешение 512 на 512 пикселей.
Фотографии сделаны в помещения без дополнительных источников света с выдержкой в 1/50 — 1/100 секунды, цифровая обработка каждого кадра на серийном ноутбуке занимает от 75 миллисекунд, что даёт возможность трудиться в настоящем времени с видео с частотой кадров порядка 10-15 FPS.Для прототипа учёные забрали создаваемую серийно ПЗС-матрицу Сони ICX285 CCD (pdf). Изображение формируется посредством кодирующей апертуры — намерено подобранного узора прозрачных и непрозрачных областей на поверхности кварцевой пластины, прикреплённой конкретно к сенсору.
Это напоминает камеру обскуру, но не с одним, а с множеством отверстий. Их площадь может составлять порядка 50% от площади сенсора, что на пара порядков больше площади единственного отверстия пинхол-камеры. Исходя из этого светосила FlatCam сравнима со светосилой классических камер.
При массовом производстве создание сенсора и кодирующей апертуры возможно совместить в единой технологической операции — с конвейера завода-производителя матриц смогут выходить уже готовые камеры.Так выглядит узор кодирующей апертурыСам принцип кодирующей апертуры не нов — его уже давно используют в рентгеновской и гамма-астрономии. Дело в том, что для этих диапазонов электромагнитных волн нереально либо весьма тяжело создать линзы и зеркала.
В оптическом диапазоне до недавнего времени такие камеры безнадежно проигрывали простым, поскольку во-первых, у них значительно хуже соотношение сигнал-шум, а во-вторых, они требуют больших вычислительных мощностей для обработки изображения. Развитие малошумных чувствительных сенсоров с одной стороны и рост производительности процессоров с другой наконец-то позволили создать фотокамеру с кодирующей апертурой, которая имеет приемлемые характеристики.
Через десяток-второй лет скорость и качество обработки изображения с таких камер может возрасти многократно, как это было с простыми цифровыми камерами. Вот, для сравнения, один из первых экспериментальных цветных цифровых снимков, сделанный Брайсом Байером в первой половине 70-ых годов XX века:Источник фотографииПрактически перспектива и нулевая толщина весьма недорогого массового производства смогут радикально поменять отечественные представления о возможностях камер.
К примеру, совокупность наблюдения из многих сотен малозаметных камер, от которых нереально будет спрятаться в мертвых территориях, и отключить каковые возможно будет разве что замечательным электромагнитным импульсом. Либо сверхлёгкие и компактные совокупности компьютерного зрения для миниатюрных дронов и медицинских зондов. Либо эластичная плёнка с сетью оптических сенсоров, которой возможно будет придать любую форму.
Интересные записи:
ЖИВАЯ ДОРОГА [Новости науки и технологий]
Еще немного статей:
-
Американские ученые создали чип для защиты телефона от поддельных зарядных устройств
Исследователи из Массачусетского технологического университета создали чип, благодаря которому обладателям телефонов не нужно будет беспокоиться о том,…
-
Фракталы помогут создать сверхлёгкие конструкции
В макромасштабных конструкциях фракталы смогут иметь ту же прочность, что и стократно более тяжёлые простые структуры. Но до тех пор пока технологические…