Asi už jste někdy v životě seděli nad vlastní fotografii a přemýšleli, kde se vzal ten odlesk a co bylo proboha jeho skutečnou předlohou. Na americkém MIT se skupina výzkumníků pod vedením Rameshe Rashkara (domovská stránka je zde) rozhodla podobné "duchy" v obrazech přímo zkoumat a s jejich pomocí nahlédnout i "za roh".
Jejich kamera dokáže zachytit skryté prostory tím, že zachytí velmi slabé "odlesky", které se k ní odrážejí i od obyčejných zdí nebo jiných předmětů, jež špatně odrážejí světlo. Svou technologii označili jako CORNAR a její přesný popis můžete najít v práci, která vyšla v časopise Nature Communications, ale alespoň zatím je zdarma dostupná i na stránkách MIT zde.
Světlo před kamerouTým z laboratoře Rameshe Rashkara na MIT před časem předvedl i kameru, která dokázala zdánlivě zachytit zpomalený záběr šíření světla. Náš článek s videem je dostupný zde. Jednalo se sice ve skutečnosti o obraz složený z mnoha snímání mnohokrát opakovaného jevu, není přesto o nic méně působivý. I tento záběr umožnila skutečnost, že je možné pořizovat snímky s tak rychlou uzávěrkou (tj. triliontin sekundy). |
Pod zkratkou se skrývá kombinace speciální kamery s laserem. Kamera je určena pouze ke snímání světla z laseru. Ten sice míří směrem od objektivu, kamera ale může zachytit světlo odražené zpět od objektu před ní. A ten odraz nemusí být jen jeden. Zachytí i světlo laseru, které se odrazem dostane od nějaké příhodné plochy dostane do prostoru pro kameru jinak neviditelného. Například by měla být schopna zachytit z ulice obraz místnosti, ze které je přímo vidět jedině strop.
Je to umožněné tím, že malá část laserového svazku se pak znovu odrazí od předmětů v tomto jinak neviditelném prostoru a zamíří znovu zpět do odrazné plochy (v našem případě stropu). Další, zase malá část fotonů z laseru se pak odrazí od této plochy směrem k výchozímu laseru a hlavně vedle něj umístěné kamery, která je dokáže zachytit.
Samozřejmě že čím delší dráhu fotony proletí, tím později se ke kameře vrátí. Rozdíly jsou sice velmi malé, ale současná snímací technika už je dokáže zaznamenat. V podstatě tak získá údaje o vzdálenosti předmětu skryté za rohem, z nichž počítačový program dokáže sestavit mapu jejich povrchu - což není nic jiného než monochromatický obraz.
Nejde to úplně jednoduše. Fotony se neodráží ideálně jako na hodinách geometrie, a tak mohou ve stejnou chvíli do kamery doletět dva fotony, které se odrazily od různě vzdálených bodů. Jeden z nich se prostě odrážel tak "neštastně", že si letovou dráhu prodloužil, i když nakonec doletěl na stejné místo. K sestavení jediného obrazu je zapotřebí několika desítek ozáření laserem.
Uspěchaná kamera
Nejde o technologii aplikovatelnou na libovolnou kameru. Zařízení je komplikované a přesnější a výkonnější než běžná elektronika. Kamera systému CORNAR snímá světlo každé dvě pikosekundy (tedy 10-12 čili biliontiny sekundy). Za tuto dobu fotony uletí jenom něco přes půl milimetru, což je mimochodem tím pádem také hranice hloubkové ostrosti pro odražený obraz. Na druhou stranu ovšem nemusí být cena takové kamery tak vysoká, aby znemožnila praktické využití.
Potíž je zatím s rychlostí zpracování dat: rekonstrukce jednoho obrazu trvá počítači několik minut. Autoři se ovšem domnívají, že v tomto ohledu lze realisticky očekávat zkrácení procesu na několik vteřin.
Postup by podle tvůrců mohl najít využití například při snímání skrytých částí budov při požárech a podobně. Tohle jistě bohulibé, na zaplacení vývoje to však patrně stačit nebude. První využití lze čekat spíše v méně komplikovaných podmínkách, například továrních provozů. Možná například při kontrole kvality výrobků. Ale to je pouze spekulace. Pokud vás napadne lepší použití, dejte nám vědět do diskuse.
