新型相機(jī)可追蹤人體組織中的光線

　　好萊塢不得不借用一些技巧來(lái)向觀眾做出激光束穿過(guò)空中的效果。這是因?yàn)榧す馐乃俣忍炝?，膠片捕捉不到?，F(xiàn)在有一種新型相機(jī)記錄圖像的速度能達(dá)到6000億幀/秒，可以真實(shí)捕捉到激光脈沖的反射路徑。

　　該系統(tǒng)由麻省理工學(xué)院媒體實(shí)驗(yàn)室（MIT"s Media Lab）拉梅斯·萊斯卡（Ramesh Raskar）所領(lǐng)導(dǎo)的研究人員開(kāi)發(fā)。在實(shí)驗(yàn)室桌面范圍內(nèi)，目前相機(jī)可以記錄下激光僅持續(xù)50飛秒（二十兆分之一秒）的極短脈沖在撞上前面物體時(shí)的現(xiàn)象。相機(jī)捕捉到了激光脈沖在物體之間來(lái)回反彈并反射離開(kāi)。

　　萊斯卡說(shuō)這種新型相機(jī)可用于全新的醫(yī)學(xué)成像，追蹤人體組織中的光線。還能進(jìn)行全新的圖片處理。在實(shí)驗(yàn)中，相機(jī)捕捉到的圖像幀大概有500-600像素。

　　市場(chǎng)上最快的科學(xué)相機(jī)捕捉圖片的速率是每秒幾百萬(wàn)幀。它們與數(shù)碼相機(jī)的工作方式相似，光敏傳感器通過(guò)鏡頭把光轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，保存至磁盤(pán)。

　　媒體實(shí)驗(yàn)室的研究人員采用了另外一種方法，研究組的成員安德烈·弗坦（Andreas Velten）說(shuō)。電子系統(tǒng)固有的反應(yīng)時(shí)間限制在500微微秒，他說(shuō)，因?yàn)樵谶@樣的設(shè)計(jì)中，電子信號(hào)沿著電線穿過(guò)芯片花費(fèi)了太長(zhǎng)時(shí)間?！埃ㄎ覀兊目扉T(mén)速度）低于2微微秒，因?yàn)槲覀冇贸咚賿呙枵障鄼C(jī)檢測(cè)光線，它可以避免電子系統(tǒng)的問(wèn)題”。

　　超高速掃描照相機(jī)是比普通攝影更具代表性的測(cè)量激光脈沖時(shí)間的方法，它不需要任何電子元器件來(lái)記錄光線。進(jìn)入超高速掃描照相機(jī)的光線落到一個(gè)專用電極（光電陰極）上，把光子流轉(zhuǎn)換成相匹配的電子流。電子流碰撞相機(jī)背部的屏幕，屏幕上涂有一層化學(xué)物質(zhì)，有電子流落在上面時(shí)就會(huì)點(diǎn)亮。這與傳統(tǒng)陰極射線管電視機(jī)的工作原理相同。

　　由于超高速掃描照相機(jī)在一個(gè)時(shí)間只能掃描到環(huán)境中的一條窄線，麻省理工的系統(tǒng)使用鏡面來(lái)構(gòu)造了全視角。傳統(tǒng)數(shù)碼相機(jī)從超高速掃描照相機(jī)的后部捕捉圖像，這些圖像由軟件編譯成最終的輸出。數(shù)碼相機(jī)捕捉的每張圖片只記錄了超高速掃描照相機(jī)可見(jiàn)光束的很小一部分。

　　這種設(shè)計(jì)的一個(gè)結(jié)果是，研究小組捕捉的視頻顯示了激光束四處反射的事件序列，但是他們沒(méi)有捕捉到單個(gè)激光脈沖的軌跡。當(dāng)然，由于光脈沖和高速照相機(jī)之間的緊密同步關(guān)系，他們從許多連續(xù)的動(dòng)作和相同的光脈沖中捕捉到了快照序列?！拔覀冃枰貜?fù)的事件來(lái)創(chuàng)建一個(gè)照片或視頻，”弗坦說(shuō)。