Naukowcy dokonali przełomu. To pierwsza na świecie kamera 5D

Zespół chińskich inżynierów pochwalił się wynalazkiem umożliwiającym wykonanie

skompresowanej fotografii przestrzenno-czasowo-spektralnej, co określili też krócej – obrazowaniem 5D.

Na początek ustalmy, co zespół Pengpenga Dinga rozumie przez 5D. Oczywiście nie chodzi o pięć wymiarów przestrzennych, niedostępnych naszym umysłom i oczom (nawiasem mówiąc, najprostszy przykład pięciowymiarowej hiperbryły stanowi penterakt). W rzeczywistości Chińczycy przedstawili system zdolny do zarejestrowania trojakiej informacji o skanowanym obiekcie: przestrzennej, czasowej oraz widmowej.

Co to wszystko oznacza? Informacja przestrzenna jest zapisem danej bryły z uwzględnieniem wszystkich trzech osi (wysokość, szerokość, głębokość). Informacja czasowa (t) dotyczy ewolucji stanu obiektu – np. wibracji, zmian temperatury – w czasie obserwacji obiektu. Wreszcie informacja widmowa (λ) ma związek ze światłem emitowanym przez ciało, mogącym świadczyć m.in. o jego składzie chemicznym.

Trudność polegała na takim dostrojeniu szeregu czujników i kamer, aby zebrać wszystkie te dane jednocześnie z jak największą precyzją i rozdzielczością. Cały system SV-CUP jest bardzo złożonym zbiorem luster, filtrów, aparatów i czujników, jednak serce mechanizmu stanowi laser (400 nm), którego wiązka przechodzi przez dyfuzor i oświetla trójwymiarowy obiekt.

Impuls pobudza materię, co wywołuje efekt fluorescencji, czyli zmusza ciało do emisji promieniowania. W ten sposób do obiektywów aparatu (w tej roli Nikon, AF Nikkor 35 mm) oraz kamer smugowych, trafiają dwa rodzaje światła. To fluorescencyjne zawiera dane o właściwościach materii, natomiast samo rozproszone światło lasera pozwala na uzyskanie trójwymiarowego modelu.

Aby udowodnić jakość obrazowania SV-CUP, zespół użył systemu do sfotografowania manekina. W wygenerowanym obrazie widać wyraźnie ewolucję intensywności fluorescencji. Pojawienie się w pierwszej kolejności wizualizacji prawej ręki i korpusu, wynika z wymiarów i głębokości obiektu. Cały obiekt został uchwycony w ciągu 480 pikosekund (bilionowych części sekundy), zaś pełny skan trwał 48 nanosekund (milionowych części sekundy), co wskazuje na kapitalną rozdzielczość czasową urządzenia.

Mimo wszystko, autorzy przyznają w publikacji, że wiele elementów wciąż czeka na poprawę (zwłaszcza rozdzielczość przestrzenna). Nie proponują też konkretnego zastosowania swojego wynalazku. Nie ma jednak wątpliwości, że szybkie generowanie obrazów noszących olbrzymi bagaż danych o badanym obiekcie, może przydać się zarówno fizykom, chemikom, jak i biologom.