FRAME: Αν σας λέγαμε ότι οι φωτογραφικές μηχανές υψηλής ταχύτητας που συλλέγουν 100.000 εικόνες ανά δευτερόλεπτο είναι ξεπερασμένης τεχνολογίας;
Μια ερευνητική ομάδα στο Πανεπιστήμιο Lund της Σουηδίας έχει αναπτύξει μια φωτογραφική μηχανή που μπορεί τραβάει φωτογραφίες με ταχύτητα πέντε τρισεκατομμύρια εικόνες ανά δευτερόλεπτο, ή ένα καρέ ανά 0,2 τρισεκατομμύρια του δευτερολέπτου.
Η νέα φωτογραφική μηχανή θα είναι σε θέση να καταγράψει απίστευτα γρήγορες διαδικασίες που συμβαίνουν σε διάφορα ερευνητικά εργαστήρια στη χημεία, τη φυσική, τη βιολογία και τη βιοϊατρική, που μέχρι στιγμής δεν έχουν τραβηχτεί σε φιλμ.
Για να παρουσιάσουν τη νέα τεχνολογία FRAME, οι ερευνητές κινηματογράφησαν με επιτυχία πώς ταξιδεύει το φως (μια ομάδα από φωτόνια) σε απόσταση που αντιστοιχεί στο πάχος ενός χαρτιού.
Μέχρι αυτή τη στιγμή, οι κάμερες υψηλής ταχύτητας κατέγραφαν εικόνες μία προς μία σε μια ακολουθία. Η νέα τεχνολογία χρησιμοποιεί έναν καινοτόμο αλγόριθμο που καταγράφει πολλές κωδικοποιημένες εικόνες σε μία εικόνα. Στη συνέχεια τις ταξινομεί σε μια ακολουθία βίντεο.
Η φωτογραφική μηχανή προορίζεται να χρησιμοποιηθεί αρχικά από ερευνητές που θέλουν να αποκτήσουν καλύτερη εικόνα σε πολλές εξαιρετικά γρήγορες διαδικασίες που συμβαίνουν στη φύση. Σύμφωνα με τους ερευνητές: “μακροπρόθεσμα, η τεχνολογία θα μπορεί να χρησιμοποιηθεί από τη βιομηχανία και άλλους”.
Για τους ίδιους τους ερευνητές, το μεγαλύτερο όφελος αυτής της τεχνολογίας δεν είναι ότι κατάφεραν να σπάσουν ένα νέο ρεκόρ ταχύτητας, αλλά ότι είναι σε θέση να κινηματογραφήσουν τον τρόπο αλλαγής συγκεκριμένων ουσιών στην ίδια διαδικασία.
“Σήμερα, ο μόνος τρόπος για να απεικονίσετε τέτοια ταχείες εκδηλώσεις είναι να φωτογραφίσετε ακίνητες εικόνες μιας διαδικασίας. Στη συνέχεια, θα πρέπει να προσπαθήσετε να επαναλάβετε τα ίδια πειράματα για να έχετε αρκετές ακίνητες εικόνες οι οποίες αργότερα μπορούν να επεξεργαστούν σε μια ταινία. Το πρόβλημα με αυτή την προσέγγιση είναι ότι είναι πολύ απίθανο η διαδικασία να είναι ίδια εάν επαναλάβετε το πείραμα”, αναφέρουν οι ερευνητές Elias Kristensson και Andreas Ehn.
Οι ερευνητές αποκαλούν τη νέα τεχνολογία FRAME – Frequency Recognition Algorithm for Multiple Exposures.
Μια κανονική κάμερα με φλας χρησιμοποιεί κανονικό φως, αλλά σε αυτή την περίπτωση οι ερευνητές χρησιμοποιούν “κωδικοποιημένες” φωτεινές αναλαμπές, σαν μια μορφή κρυπτογράφησης. Κάθε φορά που ένα κωδικοποιημένο φλας (φως) χτυπά το αντικείμενο – για παράδειγμα, μια χημική αντίδραση σε μια φλόγα καύσης – το αντικείμενο εκπέμπει ένα σήμα εικόνας (απόκριση) με την ίδια ακριβώς κωδικοποίηση. Έτσι η κάθε κίνηση έχει διαφορετικούς κωδικούς και τα σήματα εικόνας καταγράφονται σε μία μόνο φωτογραφία. Αυτά τα σήματα κωδικοποιημένης εικόνας διαχωρίζονται στη συνέχεια χρησιμοποιώντας ένα κλειδί κρυπτογράφησης από κάποιον υπολογιστή.
Μια γερμανική εταιρεία έχει αναπτύξει ήδη ένα πρωτότυπο της συγκεκριμένης τεχνολογίας, πράγμα που σημαίνει ότι μέσα σε δύο χρόνια περίπου θα μπορούν να την χρησιμοποιήσουν περισσότεροι επιστήμονες.
FRAME – Frequency Recognition Algorithm for Multiple Exposures PDF
Contact:
Elias Kristensson, combustion physics researcher, +46 46 222 47 56, +46 73 369 78 02, [email protected]
Andreas Ehn, combustion physics researcher, +46 46 222 39 28, [email protected]
