Сверхбыстрая камера теперь может снимать 3D-видео
Сотрудник Калтеха Лихун Ван (Lihong Wang) получил широкую известность благодаря разработанной в его лаборатории технологии сверхбыстрой видеосъемки. При частоте кадров 70 триллионов в секунду она позволяет визуализировать движение импульса света. Теперь в своих исследованиях он подвинулся на следующий качественный уровень, представив в статье для журнала Nature Communications конструкцию камеры, позволяющей снимать видео быстропротекающих процессов сразу в трех измерениях.
В основу нового устройства положена все та же разработанная Ваном технология сжатой сверхбыстрой фотосъемки, Compressed Ultrafast Photography (CUP), которая обеспечила получение 100 миллиардов снимков в секунду. Это усовершенствованное решение изобретатель окрестил стерео-поляриметрической сжатой сверхбыстрой фотосъемкой или SP-CUP.
"Камера теперь стала стереоскопической, - говорит он. - У нас есть один объектив, но он функционирует как две половины, которые обеспечивают два вида с (параллаксным) смещением. Два канала имитируют наши глаза". Так же, как человеческий мозг обрабатывает сигналы, получаемые от глаз, компьютер комбинирует данные из этих двух каналов SP-CUP в один трехмерный фильм.
Уподобляясь людям в этом отношении, технология SP-CUP превосходит их в другом, позволяя воспринимать поляризацию (ориентацию колебаний) световых волн. Это явление находит широчайшее применение: в ЖК-дисплеях, солнечных очках, светофильтрах для фотокамер, позволяющих, например, визуализировать распределение напряжений в прозрачных средах.
Ван надеется, что комбинация высокой скорости съемки и чувствительности к поляризации позволит сделать с помощью SP-CUP многочисленные научные открытия, и в частности, пролить свет на физическую природу сонолюминесценции - возникновение вспышек света при схлопывании мельчайших пузырьков, порождаемых звуковыми волнами при распространении в жидкости.
"Некоторые люди считают это одной из величайших загадок физики, - говорит он. - Когда пузырь схлопывается, его внутренняя часть достигает такой высокой температуры, что излучает свет. Процесс, благодаря которому это происходит, абсолютно непонятен, потому что все происходит слишком быстро, и нам интересно, поможет ли наша камера в этом разобраться".
