加州理工學院的科學家設計了一個每秒鐘可以拍攝1,000億幀立體影像的攝錄機,在大量對微觀世界內瞬間事件進行研究的領域有著廣泛的應用。

在這之前,這個研究組實現了每秒鐘拍攝70萬億幀照片的相機技術,按照他們的說法,這樣的速度都能看到光的傳播過程。但是它們就像手機拍攝的照片一樣,都是平面圖像。這項新技術在此基礎上,加上了對三維影像的處理。

研究負責人加州理工學院醫學與電氣工程教授王力宏(Lihong Wang,譯音)說,新技術借鑒了人類雙眼如何得到周圍世界立體影像的原理。他說,人的兩隻眼睛在看物體的時候成像的角度略有不同,大腦將兩隻眼睛採集的圖像結合起來成為三維的畫面。

王說:「我們用一個鏡頭,但是分成兩個部份工作,兩個通道模擬人的兩隻眼睛。」

就像大腦整合來自兩隻眼睛的信號一樣,這個相機內部的電腦負責處理兩個成像通道採集到的畫面,整合成三維的動態影像。

這個攝錄機還具有另一個人眼所不具備的特性——偏光過濾的能力。

從液晶顯示器到太陽鏡,再到生物學研究用於觀察材料內隱性壓力,和微觀下分子的三維佈局等,都要用到具有偏光能力的光學元件。

新相機有助解開 聲致發光神秘現象

王說,這個超快錄影機結合了快速三維影像和偏光這兩個特性,有助於研究人員解決大量科研問題。王特別提到,比如物理學上神秘的聲致發光(sonoluminescence)現象。聲致發光現象指的是,聲波在水或其他液體內產生小氣泡,這些氣泡快速爆破的時候將迸發出極短暫的亮光。

「一些人認為這是物理學上最神秘的現象之一,當氣泡爆破,內部達到如此高的溫度而產生亮光。這個過程的神秘之處在於,它在非常快的瞬間發生,我想我們的新相機可能有助於解開這個謎題。」

這份研究10月16日發表在《自然通訊》(Nature Communications)期刊上。◇

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