Kameror som kan se genom väggar

Och du gillar kameran på din smartphone? Det kan identifiera personen på bilden och video skjuta i uppspelning i slow-motion på den högsta upplösningen. Men dessa tekniska genombrott är bara början på en stor revolution som pågår inför våra ögon. Senaste forskning inom området kameror är på väg bort från att öka antalet megapixlar i förmån för data fusion av kameror med processorkraft. Och här har vi i åtanke är inte en behandling stil i Photoshop, när överlagras på bilden effekter och filter, utan snarare en ny strategi, när inkommande data inte ser ut som på bilden. Bilden blir de efter en serie av beräkningsmetoder förfaranden, som innebär ofta komplicerade matematik och modellering hur ljuset färdas genom motivet eller kameran.

En Ytterligare nivå av datoriserad behandling magiskt befriar oss från de kedjor av konventionella metoder inom diagnostisk radiologi. En dag kommer vi inte längre behöver en kamera i traditionell bemärkelse. I stället kommer vi att använda ljus detektorer, som för några år sedan hade ingen ens övervägt att skapa bilder. Och de kommer att klara av fantastiska saker att se genom dimman, för att titta inuti den mänskliga kroppen, och även se genom väggar.

single-pixel kamera

Bland de nyfikna exempel på en single-pixel kamera, som bygger på en mycket enkel princip. Standard kameror använder många pixlar (små känsliga delar) för att fånga scenen belyses med en ljuskälla (i de flesta fall). Men det kan göra det motsatta: att fånga information från en mängd källor av ljus med hjälp av en enda pixel.

Behöver du en kontrollerad ljuskälla, och med en enkel dataprojektor, som lyser upp scenen i en plats eller frågor en rad olika mönster. För varje spot light mönster eller du kan mäta mängden av ljus som reflekteras och för att sammanfatta det, att skapa den slutliga bilden.

Självklart, nackdelen med en sådan fotografering är att du måste passera många upplysta platser eller mönster för att skapa en enda bild (en vanlig kamera kommer att göra detta med ett klick från slutaren). Men denna form av visualisering kommer att tillåta dig att skapa den bild som kameran inte kan skapa, till exempel våglängder av ljus utanför det synliga spektrat som inte kommer att kunna fånga den vanliga detektorer av kameror.

Dessa kameror kan användas för att skapa bilder genom tät dimma eller snö som faller. Eller de kan imitera ögat av vissa djur och för att automatiskt öka bildens upplösning (mycket detaljer som den fångar), beroende på vad som är på scen.

Du Kan även fånga bilder av partiklar av ljus som aldrig interagerat med det objekt som du vill fotografera. Därmed skulle det vara möjligt att använda idén om "quantum entanglement" — två partiklar kan fastna så att vad som händer med en direkt kommer att påverka den andra partikeln, även om de är på ett bra avstånd från varandra. Det skulle vara möjligt att studera egenskaper hos objekt som förändras med belysning. Så, skulle det vara möjligt att förstå hur näthinnan i mörkret (uppenbarligen, inte så lätt).

multi-touch-visualisering

" single-pixel imaging är bara en av de enkla innovationer som visas i de senaste kamerorna och förlita sig på det traditionella konceptet för att skapa bilder. Men för närvarande kan vi iaktta ett ökat intresse för system som använder en hel del information, medan traditionella metoder för att samla in endast en liten del av det.

Detta är ett område där vi skulle kunna använda multi-sensoriska metoder som inkluderar en mängd olika detektorer siktar på en scen. Hubble-teleskopet var ett bra exempel på hur det fungerar, skapa ögonblicksbilder från en kombination av många bilder tagna vid olika våglängder. Men idag kan du köpa den kommersiella versionen av denna teknik, till exempel, ingår i Lytro-kamera, som samlar in information om ljusets intensitet och riktning i en enda sensor, och då producerar bilder som kan omfördelas efter fotografering.

Nästa generation av Kamera kommer sannolikt att liknande för att kameran Lättare L16, som är utrustade med senaste teknik som bygger på mer än tio olika sensorer. Deras uppgifter är kombinerade med hjälp av en dator för att skapa en 50-behov, pereformuliruem och åter skalas bilden av professionell kvalitet. Själva kameran ser ut som en tolkning av telefonens kamera i stil med Picasso.

Och det är fortfarande de första stegen för att skapa kameror för att en ny generation som kommer att förändra vår attityd till foton. Forskare som arbetar på problemet med att fotografera i dimma, genom väggar, och planerar även att se på kroppen och den mänskliga hjärnan. Alla dessa metoder förlita sig på en kombination av bilder med modeller för att förklara hur ljuset färdas i olika ämnen.

En Annan intressant strategi är baserad på hur artificiell intelligens "lär sig" att känna igen objekt i data. Dessa metoder är inspirerad av den lärande process som sker i den mänskliga hjärnan, och sannolikt kommer att spela en viktig roll i framtiden imaging system.

- Teknik med en enda foton och quantum imaging också successivt mognar — de kommer att kunna ta bilder i villkoren för otroligt låga ljusförhållanden och video med otroligt snabb hastighet, en biljon bilder perför det andra. Detta är tillräckligt för att ta bort även det ljus som passerar genom stadiet.

Några av dessa tillämpningar kommer att kräva mer tid för att utvecklas fullt ut, men nu vet vi att fysik tillåter oss att lösa dessa och andra problem genom att använda en smart kombination av ny teknik och design och uppfinningsrikedom.