Американские учёные создали прототип плоской камеры без объектива

17:40  18 февраля  2016
17:40  18 февраля  2016 Источник:   HabraHabr
С момента изобретения фотографии основной принцип работы фотоаппарата оставался неизменным — свет, проходя через отверстие в передней части камеры , формировал изображение на её задней стенке. Крошечное отверстие камеры обскуры с мизерной светосилой сменилось стеклянными объективами, химические фотопластины и плёнки уступили место электронным сенсорам, но фотоаппарат всё время оставался “трёхмерным” устройством, глубина которого как минимум не уступала длине и ширине.

Смотрите также: Американские учёные создали рабочую роботизированную руку

Американские учёные создали рабочую роботизированную руку Исследователи из Вашингтонского университета создали роботизированную руку, которая на сегодняшний день является самым продвинутым девайсом, имитирующим человеческое тело. Секрет заключается в том, что при разработке создатели пытались при помощи 3D-принтера скопировать костную и мышечную структуру настоящей руки, заменив живую ткань механическими и синтетическими аналогами.

Учёные из Университета Райса в Хьюстоне (штат Техас) создали прототип фотоаппарата принципиально нового типа — он лишь ненамного толще самого оптического сенсора. В отличие от условно “плоских” фотоаппаратов, построенных по принципу фасеточного глаза насекомых, в камере FlatCam вообще не применяются ни обычные, ни миниатюрные линзы. Показанные на видео ниже тестовые снимки имеют разрешение 512 на 512 пикселей. Фотографии сделаны внутри помещения без дополнительных источников света с выдержкой в 1/50 — 1/100 секунды, цифровая обработка каждого кадра на серийном ноутбуке занимает от 75 миллисекунд, что даёт возможность работать в реальном времени с видео с частотой кадров порядка 10-15 FPS.



Для прототипа учёные взяли производимую серийно ПЗС-матрицу Sony ICX285 CCD (pdf). Изображение формируется с помощью кодирующей апертуры — специально подобранного узора прозрачных и непрозрачных областей на поверхности кварцевой пластины, прикреплённой непосредственно к сенсору. Это напоминает камеру обскуру, но не с одним, а с множеством отверстий. Их общая площадь может составлять порядка 50% от площади сенсора, что на несколько порядков больше площади единственного отверстия пинхол-камеры. Поэтому светосила FlatCam сравнима со светосилой традиционных камер. При массовом производстве создание сенсора и кодирующей апертуры можно совместить в единой технологической операции — с конвейера завода-производителя матриц могут выходить уже готовые камеры.


Так выглядит узор кодирующей апертуры

Сам принцип кодирующей апертуры не нов — его уже давно применяют в рентгеновской и гамма-астрономии. Дело в том, что для этих диапазонов электромагнитных волн невозможно или очень трудно создать зеркала и линзы. В оптическом диапазоне до недавнего времени такие камеры безнадежно проигрывали обычным, так как во-первых, у них гораздо хуже соотношение сигнал-шум, а во-вторых, они требуют значительных вычислительных мощностей для обработки изображения.

Развитие малошумных чувствительных сенсоров с одной стороны и рост производительности процессоров с другой наконец-то дали возможность создать фотокамеру с кодирующей апертурой, которая имеет приемлемые характеристики. Через десяток-другой лет качество и скорость обработки изображения с таких камер может возрасти многократно, как это было с обычными цифровыми камерами. Вот, для сравнения, один из первых экспериментальных цветных цифровых снимков, сделанный Брайсом Байером в 1974 году:

image
Источник фотографии

Практически нулевая толщина и перспектива очень дешевого массового производства могут радикально изменить наши представления о возможностях видеокамер. Например, система наблюдения из многих сотен малозаметных камер, от которых невозможно будет спрятаться в мертвых зонах, и отключить которые можно будет разве что мощным электромагнитным импульсом. Или сверхлёгкие и компактные системы компьютерного зрения для миниатюрных дронов и медицинских зондов. Или гибкая плёнка с сетью оптических сенсоров, которой можно будет придать любую форму.

—   Поделится Новостью в Соц. Сетях

смотрите также:

Американские учёные создали рабочую роботизированную руку

Исследователи из Вашингтонского университета создали роботизированную руку, которая на сегодняшний день является самым продвинутым девайсом, имитирующим человеческое тело. Секрет заключается в том, что при разработке создатели пытались при помощи 3D-принтера скопировать костную и мышечную структуру настоящей руки, заменив живую ткань механическими и синтетическими аналогами.

Исследователи Microsoft создали смарт-замок с функцией распознавания лиц

Сотрудники Microsoft, занятые развитием возможностей Windows 10 в пространстве Интернета вещей (IoT), создали прототип дверного замка, который использует технологию распознавания лиц. Установка сканирует черты лица стоящего перед ней человека и, если он входит в созданный пользователем реестр людей, имеющих доступ в помещение, замок вежливо поприветствует гостя и откроет двери. Если же лицо не внесено в базу данных устройства, дверь останется закрытой.

Учёные создали первый в мире процессор с тысячью ядрами

Мало кого сегодня можно удивить многоядерными процессорами. Даже в смартфонах уже устанавливают десятиядерные решения, но учёные из Калифорнийского университета в Дейвисе всё же сумели всех поразить. Они создали центральный процессор с одной тысячей вычислительных ядер, получивший название KiloCore. Процессор содержит 621 миллион транзисторов и способен обрабатывать 115 миллиардов операций в секунду. При этом, ядра работают на частоте 1,78 ГГц и могут обмениваться данными непосредственно друг с другом, а не через память, которая бы тормозила скорость передачи информации.

Немецкие учёные создали сенсорное покрытие с автоматически появляющимися физическими кнопками

С точки зрения тактильных ощущений сенсорный экран сильно отличается от физических клавиш не только в плане удобства, но и с точки зрения скорости наборы текста. Именно поэтому многие пользователи покупают к своим планшетам физическую клавиатуру. Компания BlackBerry попробует соединить эти два способа набора текста в смартфоне Venice. Кроме BlackBerry подобное вдохновение настигло разработчиков "жидкого" чехла для iPad, имитирующего тактильные ощущения при нажатии на экран.

Учёные создали новый тип компактных линз для камер

За последние годы технологии производства мобильных камер сделали невероятный шаг вперёд. Топовые смартфоны уже сейчас могут потягаться с цифровыми камерами. Учёные из Университета штата Юта, США, разработали новый метод создания оптики, позволяющий делать ультратонкие и плоские линзы, которые при этом могут собирать пучки света в одной точке, как это делают обычная изогнутая оптика. Это изобретение ставит под сомнение утверждение, что плоские дифракционные линзы невозможно корректно адаптировать ко всем цветам одновременно.

Google работает над прототипом коммуникатора из Star Trek

Сотрудники компании Google создали прототип нового необычного устройства. Новинка представляет собой компактный коммуникатор, который можно закрепить на одежде. В конструкции гаджета используется микрофон и встроенный Bluetooth-передатчик, позволяющий подключить устройство к смартфону. Стоит отметить, что гаджет похож на коммуникатор из популярного фантастического сериала Star Trek, однако устройство от Интернет-гиганта имеет несколько иное назначение. С его помощью пользователи могут активировать голосовой помощник Google Now, не доставая смартфон из кармана.

Учёные создали E-Ink дисплей, который ярче и прочнее классических аналогов

Казалось, что технология электронной бумаги, также известной как E-Ink, является устаревшей и имеет ряд недостатков. Однако учёные из китайской компании OED Technologies, которая ранее упоминалась в качестве производителя второго дисплея для YotaPhone 3, решили доказать обратное и создали первый в мире E-Ink дисплей на основе графена. Этот прочный и в то же время лёгкий материал позволяет создавать более тонкие и гибкие дисплеи, которые отличаются повышенной яркостью.

В Китае создали солнечные панели, работающие в дождливую погоду

Популярность солнечных панелей набирает обороты, и развитые страны вкладывают немалые усилия для развития альтернативных источников энергии. Так, китайские учёные из Института материаловедения и инженерного дела в Циндао последние два года работали над повышением эффективности солнечных панелей и не днях представили прототип всепогодной панели, котора бля способна генерировать энергию даже в дождь. Секрет новой разработки в использовании на поверхности панели графенового слоя.

Учёные создали гибкий наноматериал для носимых устройств

В настоящий момент большинство носимых устройств создаётся в форме часов, то есть, состоит из дисплея и ремешка, оборачивающегося вокруг запястья. Этот ремешок, как правило, и является единственной гнущейся частью устройства. Вполне возможно, что гибкие носимые устройства пользовались бы успехом, однако их создание осложнено. Главная проблема связана с тем, что помимо гибкого дисплея гнущееся устройство должно иметь гибкую "начинку", включая батарею, сенсоры и прочие элементы. Однако исследователи из Иллинойсского университета и университета Корё, похоже, нашли способ создать такое устройство.

Комментарии:

comments powered by HyperComments