Розроблена нова тривимірна нано-камера, здатна працювати майже зі швидкістю світла
Дослідники з лабораторії Media Lab Массачусетського технологічного інституту розробили тривимірну камеру нового типу, здатну працювати з швидкодією, порівнянними зі швидкістю світла. Ця "нано-камера", виготовлення якої обходиться не більше 500 доларів, була представлена на виставці Siggraph Asia в Гонконзі, може використовуватися в автомобілях в якості швидкодіючих датчиків запобігання зіткнень, в технологіях розпізнавання жестів і рухів, і в багатьох інших областях, де потрібна висока швидкість отримання тривимірних знімків.
Основою нової камери є технологія вимірювання часу польоту" (Time of Flight), технології, яка використовується у другому поколінні тривимірних датчиків Microsoft Kinect. У цій технології розташування кожної точки об'єкта в просторі обчислюється шляхом вимірювання часу, потрібного світлового сигналу для досягнення поверхні об'єкта, відображення і повернення назад до датчика. Однак, на відміну від існуючих реалізацій технології "Time of Flight", нова камера Media Lab не чутлива до дощу, туману і може робити тривимірні зображення майже прозорих об'єктів.
Звичайні камери, засновані на технології "Time of Flight", освітлюють сцену коротким світловим сигналом, який відбивається від об'єкта й уловлюється датчиком з єдиним пікселом. Напівпрозорі поверхні, гострі світловідбиваючі межі і рух об'єкта можуть створювати додаткові відбиті сигнали, які змішуються з основним сигналом, заважаючи зробити правильні вимірювання часу.
Для того, щоб обійти дане утруднення, пристрій Media Lab використовує кодування світлового сигналу за технологією, досить широко використовується в телекомунікаційній галузі для вимірювань часу і відстані поширення сигналу. Використання кодування дозволяє не залежати від характеру об'єкту, що знімається і від інших факторів, здатних створити паразитні відображення інформаційного сигналу. А для усунення спотворень, викликаних рухом об'єкта, використовується програмна технологія, застосовувана в якісних фото - і відеокамерах для усунення змазування об'єктів зйомки, викликаних рухом і тремтінням рук оператора.
У 2011 ця ж група дослідників з Media Lab демонструвала камеру, здатну знімати зі швидкістю трильйон кадрів в секунду і здатну зняти процес переміщення в просторі одиничного імпульсу світла. Це робиться за рахунок використання високоточної синхронізації процесу зйомки і за рахунок використання надкоротких імпульсів світла, тривалістю близько декількох фемтосекунд. Такий підхід вимагає використання складного оптичного устаткування, а створення такої фемто-камери обходиться майже в 500 тисяч доларів.
Нова нано-камера "досліджує" знімається сцену з допомогою безперервної послідовності світлових сигналів, тривалість яких становить близько наносекунди. Це дозволяє використовувати недорогі прилади і вузли, адже навіть звичайні світлодіоди можуть випромінювати імпульси світла, тривалістю в кілька наносекунд. Тому, нова нано-камера може забезпечити швидкодію на порядок гірше фемто-камери, а її вартість при цьому не буде перевищувати 500 доларів.