EPFL開發(fā)全新成像技術(shù) 讓普通攝像頭捕獲超高速視頻
慢速攝影(Slo-mo)不僅是智能機(jī)上的一項(xiàng)趣味功能,因?yàn)榭茖W(xué)家們也在借助這項(xiàng)技術(shù),去捕捉令人難以置信的實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié),比如更好地理解火箭發(fā)射、閃電模式、以及毒蛇攻擊等。近日,來自瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院(EPFL)的一支研究團(tuán)隊(duì),展示了他們最新開發(fā)的成像技術(shù)。其特點(diǎn)是能夠借助普通的攝像頭,捕獲令人難以置信的超高速影像。 虛擬幀技術(shù)可讓普通攝像頭捕獲令人難以置信的高速視頻(圖自:2019 Jamani Caillet) 據(jù)悉,這項(xiàng)被稱作“虛擬幀”的技術(shù),由 EPFL 軟界面工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)室和哈佛大學(xué)的研究人員們共同打造。其開發(fā)出了一種全新的成像方法,可捕捉令人難以置信的一閃而過的細(xì)節(jié)。 在深入“虛擬幀”之前,我們先來描述下這樣一個(gè)場景。當(dāng)一滴水撞擊水面、織物被撕碎、或是氣球被彈出的時(shí)候,普通相機(jī)難免會(huì)拍下模糊的畫面。 但若能夠在拍攝時(shí),以恰當(dāng)?shù)姆绞饺フ樟林黧w,科學(xué)家們就可以采用全新的方法,去描述這些高速發(fā)生的事件。EPFL 工程學(xué)院教授 John Kolinski 解釋稱: 初始照明必須恰當(dāng)?shù)赝瓿,以便圖片模糊部分包含的正確信息可被使用;诖,物體必須具有可量化的瞬時(shí)狀態(tài) —— 要么完全遮擋住光線,要么完全讓它通過。 研究配圖 - 5:像素分辨率與幀速率之間的權(quán)衡(via:Optics Express) 后續(xù)照片會(huì)被處理成二進(jìn)制圖像,其中的物體被以黑色或白色像素點(diǎn)表示,而沒有任何中間態(tài)。換言之,一塊織物要么已被撕裂,要么就是完整的;物體的表面要么是干的,要么就是濕的。 研究人員可以放棄分配給普通圖像的每千個(gè)像素的數(shù)千組灰度值,并借助傳感器的功能,輕松將之涂成黑白或相反色。 這樣一來,該方法能夠在保持全空間分辨率(或圖像像素?cái)?shù))的同時(shí),實(shí)現(xiàn)更高的幀速率。據(jù)悉,在 400 萬像素的情況下,他們已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了高達(dá) 65MHz 的幀速率(相當(dāng)于 6500 萬 fps)。 Kolinksi 表示,這就像是拍攝幾乎瞬間消失的現(xiàn)象的延時(shí)照片。原則上,現(xiàn)代智能手機(jī)可借此實(shí)現(xiàn)超過 100 萬 fps 的幀速率。 |