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

Termovize: podívejte se, jak se pečou turisté na Staroměstském náměstí

Záběry z termokamery na Staroměstském náměstí

Infračervené Slow TV se vrací. Na Staroměstské náměstí v Praze jsme umístili infrakameru, která v přímém přenosu...

Tento pancíř dá tankistům pocit bezpečí a jistoty. Ale bude to stačit?

SMART PROTech na tanku Leopard 2

Německá firma IBD Deisenroth Engineering (IBD) představila prototyp balistické ochrany SMART PROTech pro obrněná...



Úspěšný start. Sonda míří ke Slunci tak blízko, jako žádná předtím

Úspěšný start rakety Delta IV Heavy 12.8.2018 v 9:31 se sondou Parker Solar...

V neděli ráno se ke Slunci vydala unikátní sonda Parker Solar Probe. Měla by se přiblížit k naší hvězdě podstatně blíže...

Záhada lidských lebek na rakvi velmože rozluštěna. Může za ně tajemný řád

Hrobka Jana Jiřího ze Švamberka. Detail nepravého madla v podobě dvou železných...

Nález nepoškozené hrobky a kovové rakve významného šlechtice Jana Jiřího ze Švamberka byl sám o sám o sobě...

Sulfan jako lék? V lidských buňkách možná pomáhá zvrátit stárnutí

Klíč k procesu stárnutí tkví v DNA.

Tým vědců zkoumající jednu z příčin stárnutí oznámil úspěch, a to přímo na lidských buňkách v laboratorních podmínkách....

Další z rubriky

A je to tady. Canon ukončil prodej posledního kinofilmového fotoaparátu

Poslední kinofilmová zrcadlovka společnosti Canon nese označení EOS-1V.

Po osmdesáti letech zmizí z trhu poslední kinofilmová zrcadlovka značky Canon. Japonská firma se rozhodla ukončit...

Nové brýle od Snapchatu jsou venku, zvládnou pořídit video i fotky

Brýle Snapchat Spectacles

Šmírovací brýle se dočkaly nové verze. Doplněk od komunikační služby Snapchat vyjde příští týden a dočkal se několika...

Pět vychytávek, které se vám budou k foťáku hodit

Stativ se vám může hodit nejen pro focení v noci.

Nezlepší vaše fotografie, ale v mnohém vám ulehčí život a často i zachrání techniku před poškozením. Vybrali jsme...

Najdete na iDNES.cz