SAVI – унікальна матрична камера, яка не потребує довгофокусних лінз

Вчені з університету Райс і Північно-Західного університету розробили і випробували нову камеру унікальній конструкції SAVI, в якій використовуються лазери і методи, запозичені з технологій голографії, мікроскопії та високошвидкісної зйомки.

Ця камера виробляє серію знімків освітлюється лазером віддаленого об’єкта, а одержувані вихідні дані обробляються спеціалізованим програмним забезпеченням, яке поєднує їх і будує на основі всього цього єдине зображення з високою роздільною здатністю.

Розроблена система отримала назву SAVI (Synthetic Apertures for long-range, subdiffraction-limited Visible Imaging). Вона абсолютно не потребує використання довгофокусних лінз, що вносять досить відчутні спотворення в одержувані зображення віддалених об’єктів. Поки ця камера робить знімки за допомогою послідовного висвітлення об’єкта лазерним світлом невидимого для людського ока діапазону, але дослідники вже почали роботу в напрямку створення нового варіанту камери, здатного працювати в видимому діапазоні.

Знімається камерою SAVI об’єкт послідовно висвітлюється імпульсами світла з різною довжиною хвилі і різної інтенсивності. Програмне забезпечення виокремлює з низки одержані зображень загальні елементи, що призводить до ефекту, досить нагадує спецефект “уповільнення часу” з фільму “Матриця”, при якому положення камери трохи змінюється з кожним кадром.

Даний метод кілька споріднений тому, що використовується при створенні голографічних зображень. Коли світло лазера висвітлює довільну поверхню, він відбивається в безлічі різних напрямків. Різниця фаз хвиль відбитого світла створює інтерференційну картину, зафіксувавши яку можна згодом відновити вихідне зображення. Саме відновленням вихідного зображення по інтерференційної зображенні займається “синтетична апертура” камери SAVI спільно з комп’ютерною програмою. “Матриця камери фіксує піки і мінімуми інтерференції, а комп’ютер обчислює відстань і відновлює зображення об’єкта” – пишуть дослідники, – “Тому якість зйомки нашої камерою залежить тільки від потужності, фокусування і інших параметрів випромінювання використовуваного лазера”.

Але розроблена дослідниками методика зйомки має набагато більший потенціал, ніж просто стати недорогою і компактної заміною оптичним телеоб’єктивів, вартість яких іноді перевищує позначку в 100 тисяч доларів. Така методика зйомки, при якій камера отримує відразу всю необхідну інформацію, дозволить в майбутньому позбутися від необхідності використання рухомих або декількох камер для твору зйомки з різних ракурсів.

Справедливості заради слід зазначити, що нова камера SAVI є далеко не єдиною камерою подібного типу, створеної за останні роки. Щось подібне було зроблено і дослідниками з Каліфорнійського технологічного інституту в Берклі. Однак, камера SAVI є першою і єдиною, в конструкції якої джерело світла розміщений в тій же області, де знаходиться і її світлочутлива матриця.