Zachytiť svetlo na kameru rozhodne nie je nič jednoduché a ešte väčšia výzva je zachytiť svetlo v trojrozmernom priestore. To sa však nedávno podarilo vedcom z Kalifornského technologického inštitútu CALTECH, ktorí zostrojili špeciálnu kameru. Dokáže snímať rýchlosťou až 100 miliárd snímkov za sekundu, informoval portál Futurism.

Technológie na zachytenie svetla na video tu už máme. Niektoré kamery umožňujú zhotovovať záznam pri rýchlosti 70 biliónov snímkov za sekundu, no problémom pri nich je, že dokážu zachytiť iba „plochý“ obraz v dvojrozmernom zobrazení.

Podobne fungujú všetky štandardné kamery, napríklad aj tie v smartfónoch. Kamera, ktorú vytvoril profesor Lihong Wang z Kalifornského technologického inštitútu, je však unikátna v tom, že pri vysokej snímkovacej frekvencii dokáže zachytiť pohyb svetla v trojrozmernom priestore.

Unikátna kamera funguje ako ľudský zrak

Ako informuje univerzita Caltech na svojom webe, základom tejto kamery sú rovnaké technológie, ktoré sa využívajú aj pri bežných 2D komprimovaných ultra-rýchlych kamerách (CUP). Snímkovacia frekvencia kamery dosahuje 100-miliárd snímkov za sekundu a úplne postačuje, aby dokázala zachytiť lúč svetla v pohybe.

Caltech, lúč svetla z laseru zachytený kamerou SP-CUP v trojrozmernom priestore

Kamera v princípe funguje podobne ako ľudské oči. Vďaka tomu, že máme dve oči, môžeme vnímať vo svete okolo seba hĺbku – vieme rozlíšiť, ktoré objekty sú bližšie a ktoré naopak ďalej.

Obe oči totiž zachytávajú obraz z iného uhla a mozog následne tieto dva ploché obrazy spracováva do jedného trojrozmerného obrazu. Podobne funguje aj kamera SP-CUP, ktorá má síce len jeden objektív, no ten funguje ako dve samostatné polovice, ktoré poskytujú dva pohľady s posunom, čo napodobňuje princíp dvoch očí u ľudí.

Môže pomôcť objasniť neznámy fenomén

Počítač následne spracováva signál z týchto dvoch kanálov do jedného trojrozmerného obrazu, podobne ako to robí náš mozog so signálmi z očí. Kamera SP-CUP má navyše ďalšiu unikátnu vlastnosť, ktorou je schopnosť vidieť polarizáciu svetelných vĺn.

Kombinácia vysokorýchlostného trojrozmerného zobrazovania a použitie polarizačných informácií môže vedcom priniesť odpovede na niekoľko vedeckých problémov, ktoré boli doteraz nejasné. Jedným z príkladov, ktorý uvádza profesor Wang, je zodpovedanie otázok sonoluminiscencie. Sonoluminiscencia je jav, pri ktorom zvukové vlny vytvárajú v kvapaline malé bublinky.

Po tom, čo sa bublinky po ich vzniku zrútia, v ich vnútri sa vytvorí množstvo tepla, ktoré generuje svetlo. Tento proces je však veľmi tajomný, pretože doposiaľ nebola dostupná technológia, ktorá by ho dokázala vizuálne zaznamenať. Wang verí, že s pomocou novej kamery by sa tento jav mohlo podariť zachytiť na video.