Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

100 miliardów klatek na sekundę. Najszybsza kamera 3D na świecie

Recommended Posts

Naukowcy z Kalifornijskiego Instytutu Technologicznego (Caltech) zaprezentowali kamerę 3D zdolną do rejestrowania obrazu z prędkością... 100 miliardów klatek na sekundę. To kolejne imponujące osiągnięcie zespołu Lihong Wanga, który przed kilkoma miesiącami ogłosił powstanie jeszcze szybszej kamery, ale rejestrującej obraz 2D.

Najpierw w maju bieżącego roku grupa pracująca pod kierunkiem Wanga zaprezentowała kamerę nagrywającą obraz 2D z prędkością... 70 bilionów klatek na sekundę. To wystarczająco szybko, by zarejestrować przesuwający się promień światła. Teraz uczeni, korzystając z tej samej technologii skompresowanej superszybkiej fotografii (compressed ultrafast photography – CUP) zbudowali kamerę, która nagrywa obraz 3D z prędkością 100 miliardów klatek na sekundę. Wykorzystuje one technikę nazwaną jednokrotną stereopolarymetryczną skompresowaną superszybką fotografią (single-shot stereo-polarimetric compressed ultrafast photography – SP-CUP).

W technologii CUP wszystkie ramki obrazu rejestrowane są w jednym momencie. Technologia SP-CUP działa niemal identycznie, z tym, że dodano do niej możliwość rejestrowania obrazu stereo. Mamy jeden zestaw soczewek, ale działają one jak dwie połówki, z których każda rejestruje obraz pod nieco innym kątem. To działa podobnie, jak nasze oczy, wyjaśnia Wang.
Jednak w przeciwieństwie do ludzkich oczu kamera rejestruje polaryzację światła. Zjawisko polaryzacji jest powszechnie wykorzystywane od ekranów LCD po okulary przeciwsłoneczne i specjalistyczne kamery służące do wykrywania defektów w materiałach czy rejestrowania kształtu molekuł.

Wang mówi, że technika SP-CUP, dzięki połączeniu bardzo szybkiego rejestrowania obrazów 3D i wykorzystaniu polaryzacji będzie przydatna w wielu zastosowaniach naukowych. Uczony szczególną nadzieję wiąże z jej wykorzystaniem do badania sonoluminescencji, zjawiska, w wyniku którego fale dźwiękowe tworzą niewielkie bąble w wodzie i innych płynach. Gdy bąble gwałtownie znikają, dochodzi do emisji światła. Niektórzy uważają sonoluminescencję za jedną z największych tajemnic fizyki. Gdy bąbel się zapada, w jego wnętrzu pojawia się tak wysoka temperatura, że dochodzi do emisji światła. Cały proces jest niezwykle tajemniczy, gdyż zachodzi bardzo szybko. Ciekawi jesteśmy, czy nasza kamera pozwoli na jego zbadanie.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites
4 godziny temu, KopalniaWiedzy.pl napisał:

kamerę nagrywającą obraz 2D z prędkością... 70 bilionów klatek na sekundę. To wystarczająco szybko, by zarejestrować przesuwający się promień światła.

Już przy 100 mld fps światło przebywa 3 mm pomiędzy ujęciami, przy 7e13 fps przebywa zaledwie 4 mikrometry. Jak się taki materiał potem ogląda klatka po klatce, to się trzeba w spację naklupać, aż się zetrze :D

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
12 godzin temu, Jajcenty napisał:

Jak się taki materiał potem ogląda klatka po klatce, to się trzeba w spację naklupać, aż się zetrze :D

Jest na to sposób (jeszcze z dawnych lat, gdy nikomu się nie chciało poprawić pewnego skryptu do obróbki bardzo massive danych): zapałka! ;)

17 godzin temu, KopalniaWiedzy.pl napisał:

Uczony szczególną nadzieję wiąże z jej wykorzystaniem do badania sonoluminescencji

To jest wielce intrygujące, czekam i trzymam kciuki.

Edited by Astro

Share this post


Link to post
Share on other sites
13 godzin temu, Jajcenty napisał:

Jak się taki materiał potem ogląda klatka po klatce, to się trzeba w spację naklupać, aż się zetrze :D

A właśnie miałem pisać, że po co to nagrywać z taką prędkością jak potem trzeba to oglądać w przyśpieszeniu x1000? ;)

Godzinę temu, Astro napisał:

Uczony szczególną nadzieję wiąże z jej wykorzystaniem do badania sonoluminescencji

A ja pomyślałem o nowej wersji eksperymentu z paradoksem obserwatora...

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 godzinę temu, Astro napisał:

Jest na to sposób (jeszcze z dawnych lat, gdy nikomu się nie chciało poprawić pewnego skryptu do obróbki bardzo massive danych): zapałka!

Zwykle pomaga, ale weźmy wolniejszą opcję 100 mld FPS i powiedzmy że sprzęt umie wyświetlać 100 FPS wówczas na zapałce potrzebujesz 1e11/1e2 = 1e9 sekund żeby zobaczyć 1 sekundę materiału. To zaledwie 33 lata :D . Zaczyna mnie ciekawić na czym oni to będą oglądać....

34 minuty temu, radar napisał:

A ja pomyślałem o nowej wersji eksperymentu z paradoksem obserwatora...

Ale jak? To przecież i tak pośrednia obserwacja - rejestrowane są fotony 'wtórne' 

Share this post


Link to post
Share on other sites
32 minutes ago, radar said:

A właśnie miałem pisać, że po co to nagrywać z taką prędkością jak potem trzeba to oglądać w przyśpieszeniu x1000? ;)

Tak samo jak z rozdzielczością ekranów. Masz 4k, ale trzeba dać mnożnik 2x, żeby było coś widać na pulpicie ;)

Przypomniało mi się o symulacji zapadania się jądra w supernowej, której pierwsze 50ms było liczone przez superkomputer przez kilka miesięcy ;) Pamiętam, że osiągnęli "standing accretion shock instability" i na tym skończyła się symulacja. Koszmarne ilości masy przemieszczały się z niewiarygodną prędkością w ciągu milisekund.

Share this post


Link to post
Share on other sites
13 minut temu, Jajcenty napisał:

wówczas na zapałce potrzebujesz 1e11/1e2 = 1e9 sekund żeby zobaczyć 1 sekundę materiału. To zaledwie 33 lata

Z całej sekundy zapewne interesować będą nas mikrosekundy, które można już poklatkowo. Do wyłapania zdarzenia też nie trzeba Nowaka z szybkim kciukiem, bo mamy komputery. :P

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ciekawe jest też to...

19 godzin temu, KopalniaWiedzy.pl napisał:

W technologii CUP wszystkie ramki obrazu rejestrowane są w jednym momencie.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Abo to fajny koncept jest, i fajna optyka. Polecam źródełko: https://authors.library.caltech.edu/106108/1/s41467-020-19065-5.pdf
Przy okazji

W dniu 16.11.2020 o 17:34, KopalniaWiedzy.pl napisał:

Naukowcy z Kalifornijskiego Instytutu Technologicznego (Caltech) zaprezentowali

próbuję z tym kalifornijskim akcentem odczytać nazwiska wszystkich autorów pracy

Cytat

Jinyang Liang, Peng Wang, Liren Zhu & Lihong V. Wang

:)

P.S. No i gwarantuję Jajcenty, że jednym szotem materiału na 33 lata nie będzie. ;)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Panasonic jest producentem pierwszej kamery 3D skierowanej na rynek użytkownika indywidualnego. Firma zapewnia, że urządzenie HDC-SDT750 wykonuje trójwymiarowe filmy dzięki specjalnym soczewkom 3D, a po ich odłączeniu rejestruje tradycyjny obraz o rozdzielczości 1080p z prędkością 60 klatek na sekundę.
      Kamera korzysta z systemu 3MOC, soczewek Leica Dicomar oraz 12-krotnego zoomu optycznego.
      Do wykonania nagrania 3D konieczne jest użycie specjalnych soczewek, rejestrujących obraz o rozdzielczości 960x1080 osobno dla każdego oka.
      Urządzenie wyposażono też w technologię Time Lapse Recording, która umożliwia nagrywania i szybkie odtwarzanie długotrwałych wydarzeń. Użytkownik może poinstruować kamerę, by wykonywała ujęcia w odstępach co 1, 10, 30, 60 lub 120 sekund. W ten sposób możliwe jest rejestrowanie np. rozwijania się kwiatów. Time Lapse Recording jest również dostępny podczas używania soczewek 3D.
      Kamerę wyposażono też w pięć mikrofonów, rejestrujących pięciokanałowy dźwięk, a dzięki Focus Microphone możliwe jest rejestrowanie tylko dźwięku rozlegającego się przed kamerą,niezależnie od tego, jaki obraz rejestrujemy.
      Za jakość obrazu odpowiada system 3MOS, który wykorzystuje 7,59 miliona pikseli (3x2,53 megapikseli). Czujnik rozbija obraz na trzy podstawowe kolory, które są przetwarzane niezależnie co ma zapewniać świetnej jakości obraz. W jego uzyskaniu pomagają też wysokiej jakości soczewki o jasności f1.5 (po podłączeniu soczewek 3D wartość f spada do 3.2) oraz procesor Crystal Engine PRO.
      HDC-SDT750 trafi do sklepów w październiku bieżącego roku. Sugerowana cena detaliczna kamery wyniesie 1400 dolarów.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Microsoft kupi izraelską firmę 3DV Systems, która specjalizuje się w produkcji kamer 3D. Rozwijana przez Izraelczyków technologia pozwala kamerom rozpoznawać odległości pomiędzy obiektami i przetwarzać obraz w czasie rzeczywistym w dużej rozdzielczości. Przeznaczając 34 miliony dolarów na zakup przedsiębiorstwa, Microsoft zyska technologię, która pozwoli na sterowanie konsolą Xbox czy komputerem stołowym Surface za pomocą gestów.
      Kamery zbierają informację o obiektach wysyłając w ich stronę impulsy światła w podczerwieni i analizując odbicia. Obiekty, w zależności od swojego położenia, są organizowane w warstwy. Odcienie szarości wyznaczają odległości, a na całość nakładane są kolory.
      Kamery pracują z szybkością 60 klatek na sekundę, a dokładność pomiaru odległości wynosi od 1 do 2 centymetrów. System jest zatem wystarczająco doskonały, by zadebiutować w najnowszych grach. Teraz pozostaje czekać na stworzenie odpowiedniego oprogramowania, dzięki któremu gry będą mogły współpracować z kamerą.
      Poniżej zamieszczamy kilka filmów prezentujących możliwości technologii 3DV Systems:
       
       
       
       
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...