211service.com
Et kamera lavet af mange producerer gigapixelbilleder
Forestil dig at prøve at få øje på en individuel pixel i et billede, der vises på tværs af 1.000 high-definition tv-skærme. Det er den slags opløsning, et nyt kompakt gigapixelkamera er i stand til at producere.
Udviklet af David Brady og kolleger ved Duke University i Durham, North Carolina, er det nye kamera ikke det første, der genererer billeder med mere end en milliard pixels (eller gigapixel opløsning). Men det er den første med potentiale til at blive nedskaleret til bærbare dimensioner. Gigapixel-kameraer kunne ikke kun transformere digital fotografering, siger Brady, men de kunne revolutionere billedovervågning og videoudsendelse.
Indtil nu er gigapixel-billeder blevet genereret enten ved at lave meget store filmnegativer og derefter scanne dem i ekstremt høje opløsninger eller ved at tage masser af separate digitale billeder og derefter sy dem sammen til en mosaik på en computer. Selvom begge tilgange kan producere forbløffende detaljerede billeder, er brugen af film langsom, og opsætning af hundredvis af separate digitale kameraer til at tage et billede samtidigt er normalt mindre end praktisk.
Det er ikke muligt blot at opskalere et normalt digitalkamera ved at øge antallet af lyssensorer til en milliard, fordi dette ville kræve en linse så stor, at ufuldkommenheder på dets overflade ville forårsage forvrængning.
Zoom ind: Et gigapixel billede af Pungo Lake.
Bradys løsning, et kamera kaldet AWARE, har 98 mikrokameraer svarende til dem, der findes i smartphones, hver med 10 megapixel opløsning. Ved at placere disse højkvalitets mikrokameraer bag en delt linse, bliver det muligt at behandle forskellige dele af billedet separat og korrigere for kendte forvrængninger. Vi indså, at vi kunne gøre dette til et problem med parallel bearbejdning, siger Brady.
Rettelserne er muliggjort af otte grafiske behandlingsenheder, der arbejder parallelt. At bryde problemet op på denne måde tillader mere komplekse teknikker at blive brugt til at korrigere for optiske aberrationer, siger Illah Nourbakhsh en ledende forsker i et lignende projekt, kaldet Gigapan , ved Carnegie Mellon University.
Til sidst, efterhånden som computerens processorkraft forbedres, skulle den nødvendige hardware til et sådant kamera krympe. Bærbar gigapixel opløsning kan være nyttig på flere måder. For eksempel hjælper yderligere pixels allerede med billedstabilisering. Også, hvis du øger opløsningen, øger du chancerne for, at automatiserede genkendelses- og kunstig intelligens-systemer er i stand til nøjagtigt at genkende ting i verden, siger Nourbakhsh.
Projektet er beskrevet i denne uges udgave af tidsskriftet Natur . I et gigapixel billede af Pungo Lake i Pocosin Lakes National Wildlife Refuge , Bradys gruppe viser, at individuelle svaner i den ekstreme afstand kan løses. Billedet er taget med et prototypekamera, der er i stand til at optage og behandle et helt billede på kun 18 sekunder.
Efterhånden som grafiske processorer forbedres, vil kameraets hastighed også forbedres, siger Bradley. Og selvom prototypen i øjeblikket er 75 centimeter høj - på størrelse med et tv-studiekamera - er enhedens størrelse i høj grad dikteret af det udstyr, der er nødvendigt for at køle printpladerne.
På kort sigt tror vi, at dette koncept med et mikrokamera-billeddannelsessystem er fremtiden for kameraer, siger Brady. Ved udgangen af næste år håber hans gruppe at være i stand til at producere og sælge 100 enheder om året, der hver koster omkring $100.000. Det kan sammenlignes med prisen på et udsendt tv-kamera, siger han.
Gigapixel-kameraer kunne i sidste ende tillade begivenheder at blive dækket på nye måder. I stedet for at vise en kameravinkel, som producenten lader dig se, vil seeren være i stand til at se hvad som helst i scenen, som de ønsker, siger Brady.