En ny generation af kameraer vil være i stand til at se gennem vægge

Har du kameraet på din helt nye smartphone? Det kan identificere personen på fotografiet og optage video i slow-motion-tilstand i den højeste opløsning. Men disse teknologiske gennembrud - bare starten på en stor revolution, der udfolder sig for vore øjne. Nyere forskning inden for kameraer væk fra at øge antallet af megapixel til fordel for en fusion af disse kameraer med beregningskraft. Og her har vi i tankerne er ikke behandler i Photoshop stil, når overlejret på billedet effekter og filtre, men snarere en ny tilgang, når indkommende data ikke ligner billedet. Billede bliver de efter en række edb-manipulationer, der ofte er forbundet med komplekse matematik og simuleringer af, hvordan lys rejser gennem scenen eller kamera.

Yderligere niveauer af beregningsmæssig behandling magisk frigør os fra kæder konventionelle billeddannelsesteknikker. En dag vil vi ikke længere har brug for kameraet i gængs forstand. I stedet vil vi bruge lysdetektorer at indtil for få år siden, selv ingen anses for skabelsen af ​​billederne. Og de er i stand til fantastiske ting: at se gennem tågen, for at se inde i den menneskelige krop, og endda se gennem vægge.

, en-pixel kamera

Blandt de nysgerrige eksempel - en én-pixel kamera, som er baseret på et helt enkelt princip. Typiske kameraer bruger en flerhed af pixels (bittesmå følsomme elementer) til at opfange den scene, belyses med en lyskilde (i de fleste tilfælde). Men det kan gøre det modsatte: at indfange information fra flere lyskilder med en enkelt pixel. For at gøre dette, du har brug for en kontrollerbar lyskilde, selv en simpel data projektor, der lyser scenen ét sted eller udstede en række forskellige mønstre. For hver spotbelysning eller mønster, kan du måle mængden af ​​reflekteret lys, og opsummere det, at skabe et endelige billede.

Det er klart, at manglen på en skydning er, at du er nødt til at passere en masse af de belyste pletter eller mønstre til at skabe et billede (normal kameralukker at gøre det ét klik). Men denne form for visualisering vil skabe et billede, som kameraet ikke vil være i stand til at skabe, for eksempel de bølgelængder af lys uden for det synlige spektrum, som ikke vil være i stand til at fange de sædvanlige kamera detektorer.

Disse kameraer kan bruges til at skabe billeder gennem tæt tåge eller faldende sne. Eller de kan efterligne øjnene af nogle dyr og automatisk øge opløsningen billede (antal dele, som det fanger), alt efter hvad der er på scenen.

Du kan endda fange billedet af de lette partikler, der aldrig interagere med objektet, vi ønsker at fotografere. Det var således muligt at anvende ideen om "kvantesammenfiltring" - to partikler kan være viklet på en sådan måde, at det, der sker med en afspejles straks i den anden partikel, selvom de er i stor afstand fra hinanden. Det vil være muligt at studere egenskaberne af objekter, der ændrer, når den lyser. Så kunne man forstå, hvordan nethinden vises i mørke (naturligvis ikke den måde at lys).

Den multi-imaging

One-pixel billedbehandling - blot en af ​​de simple innovationer, der vises i de nyeste kameraer og er baseret på den traditionelle opfattelse af at skabe et billede. I øjeblikket er dog, ser vi en stigende interesse for systemer, der bruger en masse information, mens de traditionelle metoder indsamles kun en lille del af det.

Det er her, at vi kunne bruge multi-touch tilgange, der omfatter en række forskellige detektorer, der tager sigte på et tidspunkt. Hubble var et godt eksempel på, hvad det virker ved at skabe billeder af en kombination af flere billeder taget ved forskellige bølgelængder. Men i dag kan du købe en kommerciel version af denne teknologi, for eksempel til udtryk i Lytro kamera, som indsamler oplysninger om lysintensiteten og retningen af ​​en sensor og derefter producerer billeder, der kan ændre fokus efter skyderiet.

næstegenerationskamera er sandsynligvis svare til Light L16 kammer, som er udstyret med de nyeste teknikker baseret på mere end et dusin forskellige sensorer. Deres data kombineres med en computer til at skabe en 50-megabyte, perefokusiruemoe og re-skalerbare, professionel kvalitet image. Kameraet selve ligner en fortolkning af kameratelefon i stil med Picasso.

Og det er stadig de første skridt til at oprette en ny generation af kameraer, der vil ændre vores forhold til billeder. Forskere arbejder på problemet med at skyde i tågen, gennem vægge, og selv har planer om at kigge ind i den menneskelige krop og hjerne. Alle disse metoder er afhængige af kombinationen af ​​de billeder med de modeller, der forklarer, hvordan lyset rejser i forskellige stoffer. En anden interessant tilgang er baseret på, hvordan den kunstige intelligens "lærer" at genkende objekter i databasen. Disse metoder er inspireret af processen med læring, der finder sted i den menneskelige hjerne, og, mest sandsynligt, vil spille en stor rolle i fremtiden for visualiseringssystemer.

Teknologi med én foton og kvante billedbehandling gradvist modnes - de vil være i stand til at tage billeder under forhold med ekstrem lav lys og video med utrolig hurtig hastighed, billioner af billeder per sekund. Dette er nok til at fjerne selv de lys, der passerer gennem scenen.

Nogle af disse programmer kræver lidt mere tid til fuldt ud at udvikle, men nu ved vi, at fysikken tillader os at løse disse og andre problemer ved at bruge en intelligent kombination af ny teknologi og computing opfindsomhed.