Инженеры собрали гигапиксельную фотокамеру

Инженеры создали фотоустройство, изображения в котором формируются в сотне миниатюрных фотокамер и автоматически склеивается в единую панораму. Статья создателей опубликована в журнале Nature, а ее краткое содержание можно прочитать на сайте Nature News.

Инженеры создали фотоустройство, изображения в котором формируются в сотне миниатюрных фотокамер и автоматически склеивается в единую панораму. Статья создателей опубликована в журнале Nature, а ее краткое содержание можно прочитать на сайте Nature News.

Чтобы добиться разрешения в 960 мегапикселей, инженеры решили отказаться от традиционной однокамерной схемы создания фотоаппарата. Разрешение в традиционных камерах ограничено дифракцией изображения на диафрагме, и чем больше диафрагма, тем крупнее оптика. С увеличением разрешения размер и сложность производства линз для камер растет непропорционально быстро. Такие аппараты обычно имеют узкое поле зрения. Поэтому, вместо того, чтобы создать одну большую камеру с очень сложной оптикой, инженеры собрали аппарат из 98 миниатюрных камер с небольшим разрешением в 14 мегапикселей.

Свет попадает в аппарат через первый объектив и проецируется на внутреннюю полусферу, собранную из миниатюрных камер. Каждая камера самостоятельно фокусируется, обрабатывает экспозицию и получает изображение, которое затем становится частью панорамы. Угол обзора панорамы составляет 120 на 50 градусов. Вместе со вспомогательной электроникой и мощной системой охлаждения, аппарат имеет размеры 75 на 75 на 50 сантиметров.

Благодаря независимой работе миниатюрных камер решается не только проблема создания соответствующей оптики, но и обработки большого объема информации. Сейчас поток данных от аппарата составляет несколько терабайт в минуту. Авторы статьи собираются в ближайшее время модернизировать устройство так, чтобы оно могло делать до 10 кадров в секунду - это увеличит поток данных в системе до нескольких терабайт в секунду. Кроме того, текущее разрешение аппарата можно будет увеличить до 50 гигапикселей, не меняя принципиально схемы его работы.

По словам создателей, устройство представляет интерес прежде всего для военных и ученых. Оно может быть использовано для разведки и наблюдения, в том числе при помощи беспилотных летательных аппаратов. Ученым гигапиксельный фотоаппарат может пригодиться, например, при наблюдении в дикой природе стай птиц. Склейку панорамных изображений высокого разрешения ученые применяли и раньше (например, при проведении раскопок), но это занимает много времени и невозможно при съемке движущихся объектов.