Klávesové zkratky na tomto webu - základní­
Přeskočit hlavičku portálu


Nejrychlejší kamera na světě zaznamená až 6 milionů snímků za vteřinu

aktualizováno 
Vědci z Kalifornské univerzity v Los Angeles vytvořili zcela nový druh ultrarychlé filmové kamery, která o několik řádů překonává dosud nejrychlejší přístroje podobného typu.

STEAM camera visualization | foto: UCLA

Abychom mohli pozorovat a zaznamenávat události, které se odehrávají velmi rychle, jako například rázové vlny, neutrální aktivitu mozku či komunikaci mezi živými buňkami, je třeba zachytit miliony, nebo dokonce miliardy obrazů za vteřinu. Až donedávna však žádná kamera takové možnosti nejen nenabízela, ale dokonce se jim ani nepřibližovala.

Záznam obrazu při vysokých rychlostech

Na trhu jsou k mání kamery schopné pořídit řádově tisíc snímků za sekundu, pro natáčení efektních filmů to sice plně dostačuje, ovšem pro záznam fyzikálních a biologických dějů, které probíhají na mikroskopické či ještě nižší úrovni, je bohužel použít nelze.

Naproti tomu nový typ ultrarychlé kamery umí zachytit každou vteřinu až 6 milionů obrázků. Její expoziční doba (rychlost závěrky) činí pouhých 450 pikosekund, tedy 450 x 1012 sekundy.

Kamera bez CCD

Digitální kamery fungují na bázi světelných snímačů, kterými mohou být buď CCD (Charge-Coupled Device), nebo CMOS (Complementary Metal–Oxide–Semiconductor). Nová filmová kamera ale nic takového nepotřebuje. Snímky pořizuje pomocí velmi krátkých laserových pulzů – světelných záblesků, které netrvají déle než miliardtinu sekundy.

Každý laserový záblesk je převeden do sériového datového toku, který spíš než výstupní signál z kamery připomíná data z vláken optických sítí. Za použití Fourierovy transformace jsou pulzy, z nichž každý obsahuje jeden celý obraz, zesíleny a současně zpomaleny tak, aby je následně mohl zpracovat elektronický digitizér.

Nejrychlejší kamera světa

Vysokorychlostní filmování provází nemálo obtíží, hlavní problém představuje fakt, že čím vyšší je rychlost záznamu, tím menší je citlivost kamery. Je nasnadě proč: když zvyšujeme rychlost záznamu, zároveň zkracujeme dobu, po kterou kamera může sbírat fotony tvořící výsledný obraz.

Kromě slabšího signálu (díky menšímu počtu zaznamenaných fotonů) se navíc celý systém stává náchylnější na tepelný šum. Díky použité technologii STEAM (serial time-encoded amplified microscopy) se ale losangeleským výzkumníkům všechny tyto nesnáze podařilo překonat.

"Naše technologie STEAM umožňuje kontinuální snímání obrazu v reálném čase, se snímací frekvencí vyšší než 6 MHz," tvrdí Keisuke Goda, který spolu s Kevinem Tsiaou a Bahramem Jalalim nejrychlejší kameru na světě vyvinul. Nový typ kamery bude podle nich možné využívat zejména při studiu rychle probíhajících fyzikálních, chemických a biologických jevů.

Ultrarychlá kamera v akci

Jedna z možností využití ultrarychlé kamery se nabízí při tzv. průtokové cytometrii, technice, která se zabývá analýzou buněk. Metoda se například používá při krevních testech. Tradiční cytometrie sice umožňuje získat o jednotlivých buňkách mnoho zajímavých a důležitých údajů (počet, velikost, ph atd.), ale obraz jedné každé buňky s ní dostat nelze, neboť dosud používané kamery nejsou ani dost rychlé ani dost citlivé.

Buněčné snímky jsou velmi důležité pro rozlišení zdravých a nemocných buněk. Biologové dnes buňky fotografují pod mikroskopem, což je příliš zdlouhavé, a navíc ne moc přesné. K lepším výsledkům by mohla přispět právě nově vyvinutá kamera. Její použití v biologickém a biomedicínském výzkumu by jistě stálo za to.

Zdroj:
www.ucla.edu
www.wired.com

Vizualizace funkce kamery na YouTube

Autor:



Nejčtenější

Sledujte údery blesků nad Českou republikou v přímém přenosu

Červené tečky se žlutým středem jsou místa, kde udeřil blesk. Zelené čáry vedou...

Na Česko se valí prudké bouřky. Díky dobrovolníkům z celého světa můžete údery blesků sledovat na mapě online. Díky...

Největší vzducholoď Zeppelin je v Praze. Podívejte se na přistání

Netradiční pohled se naskytl Pražanům i lidem, kteří bydlí mezi hlavním městem...

Netradiční pohled se dnes naskytl Pražanům i lidem v Česku, jimiž nad hlavami proletěla největší komerční vzducholoď...



Někdo zřejmě tajně vyrábí látky ničící ozónovou vrstvu. Ale kdo a kde?

Ozonová díra, jako je nad Antarktidou na snímku, nad Arktidou není. Zatím.

Množství látek poškozujících ozónovou vrstvu v posledních letech klesá překvapivě pomalu, ohlásili vědci. Někde zřejmě...

Budete si moci dát na web fotky z koncertu i příští týden? GDPR přichází

Vyšší ochrana dat klientů neboli GDPR

Už v pátek 25. května začne platit Obecné nařízení o ochraně osobních údajů, tzv. GDPR. Ačkoliv se kolem něj rozvinula...

Sekunda, která rozděluje svět. Půlka lidí slyší něco jiného než vy

Slyšíte na nahrávce „Laurel“ nebo „Yanny“?

Laurel nebo Yanny? Touto zvukovou kontroverzí žily americké sociální sítě celý týden. Půlka lidí totiž na nahrávce...

Další z rubriky

Neuvěřitelná perspektiva: podívejte se na nejlepší fotografie z dronů

Stránka Skypixel.com, která shromažďuje fotografie z dronů, vyhlásila vítězné...

Stránka Skypixel.com, která shromažďuje fotografie z dronů, vyhlásila vítězné snímky za rok 2017. Podívejte se na...

Jsou nejlevnější a dobře poslouží. Vyberte si ten nejlepší foťák

I tou nejlevnější zrcadlovkou se dají pořídit skvělé fotografie.

Vybrali jsme šest nejlevnějších a podle nás nejlepších fotoaparátů z kategorie zrcadlovek a bezzrcadlovek. Dozvíte, u...

Nedává to smysl, ale budí tu senzaci. Instantním foťákům neodzvonilo

Navzdory všem sociálním sítím a okamžitému sdílení fotografií s kýmkoli na...

Navzdory všem sociálním sítím a okamžitému sdílení fotografií s kýmkoli na planetě budí na lasvegaském výstavišti až...

Grafton Recruitment Praha
VÝROBNÍ LISAŘ - OTROKOVICE 22 000 - 24 000Kč

Grafton Recruitment Praha
Zlínský kraj
nabízený plat: 22 000 - 24 000 Kč

Najdete na iDNES.cz