Ma ogromną głębię ostrości. Naukowcy skonstruowali aparat w oparciu o skamieliny

Przed wami kolejny przykład na to, że najlepszym wzorem do naśladowania w technologii jest natura. Naukowcy opracowali aparat, który jest wyposażony w mnóstwo obiektywów. Dzięki temu obraz będzie ostry w dużym przybliżeniu, jak i kilometry dalej.

Ma ogromną głębię ostrości. Naukowcy skonstruowali aparat w oparciu o skamieliny 1
Marcin Watemborski

W opublikowanym na łamach dziennika naukowego Nature artykule, naukowcy opisują swój nowy aparat. Bazuje on na technologii nanofotonowego pola świetlnego, która powstała w oparciu o konstrukcję oczu stawonoga wymarłego miliony lat temu. Mowa o trylobicie Dalmanitina socialis z okresu kambru.

Zacznijmy na początku od tego, czym właściwie są trylobity. Są to morskie stawonogi o owalnym, spłaszczonym grzbiecie. Na dole skorupy są wyposażone w kilka-kilkanaście par odnóży, a na górze osłania je kalcytowy pancerz. Wzdłuż ich ciała widać bruzdy, dzielące jego powierzchnię na trzy płaty, od czego wzięła się nazwa.

W okresie kambru (od ok. 541 do 485 milionów lat temu) w wodach Ziemi żył specyficzny gatunek trylobita – Dalmanitina socialis. Jego charakterystyczną cechą było niezwykle ostre widzenie, które stawonóg uzyskiwał przez specyficzną budowę oczu. Był on w stanie widzieć ostro jednocześnie rzeczy będące blisko oraz te znacznie oddalone. Ta konstrukcja była inspiracją do stworzenia przez naukowców aparatu rejestrującego obraz w podobny sposób, jak widziało prehistoryczne zwierzę.

Ma ogromną głębię ostrości. Naukowcy skonstruowali aparat w oparciu o skamieliny 2
Struktura aparatu opartego o technologię nanofotonowego pola świetlnego.

Aparat jest oparty o sieć neuronową oraz technologię nanofotonowego pola świetlnego. Krótko mówiąc, w środku konstrukcji znalazły się mikroskopijne obiektywy, które rozpraszają światło po przejściu przez główną soczewkę. Dopiero później obraz z sieci optycznej jest rzutowany na matrycę i tak rejestrowany. Oprócz samego obrazu, aparat rejestruje informacje o głębi obrazu, przezroczystości poszczególnych elementów czy współczynniku odbicia i załamania światła w tychże. Tak powstaje 4-wymiarowy obraz pokazujący kierunki rozchodzenia się światła, co stoi w opozycji do konwencjonalnych aparatów, które rejestrują jedynie informacje o natężeniu fali padającej na powierzchnie i trafiającej przez okład optyczny na matrycę światłoczułą.

Rozwiązanie opracowane przez badaczy jest niejako zbliżone do tego, co widzieliśmy wcześniej w aparacie Lytro, który rejestrował kilka obrazów jednocześnie i pozwalał za pomocą uprogramowania ustawić ostrość w postprodukcji. Była też możliwość wybrania zasięgu głębi ostrości – od bardzo rozmytych przedmiotów przed i za punktem ostrości, do uzyskania obrazu będącego wyraźnym od początku do końca. Ograniczenie w przypadku aparatów opartych o pole świetlne polega na rozdzielczości – technologia ogranicza jakość zdjęć, lecz w przyszłości może się to zmienić.

Ma ogromną głębię ostrości. Naukowcy skonstruowali aparat w oparciu o skamieliny 3
Obraz otrzymany z aparatu jest niezwykle ostry w całym zakresie głębi ostrości.

Co do aparatu naukowego, ten jest wyposażony w nanosoczewki złożone w jeden metaobiektyw. Pojedyncze element mają grubość 0,02 średnicy ludzkiego włosa. Podobna struktura odpowiadała za budowę oka prehistorycznego trylobita. Końcowy obraz dzięki temu jest niezwykle ostry i bogaty w szczegóły. Na tym etapie ostre są elementy oddalone od obiektywu w zakresie 3 cm – 1700 metrów. Rezultat jest po prostu zaskakujący!

Więcej informacji znajdziecie w artykule naukowym opublikowanym w dzienniku Nature.

Marcin Watemborski, redaktor prowadzący Fotoblogii

Źródło artykułu: WP Fotoblogia

Wybrane dla Ciebie

Gang fok przegania rekina. U wybrzeży Afryki foki dały popis współpracy
Gang fok przegania rekina. U wybrzeży Afryki foki dały popis współpracy
Nie uwierzysz na co patrzysz. Polacy w ścisłej czołówce takich zdjęć
Nie uwierzysz na co patrzysz. Polacy w ścisłej czołówce takich zdjęć
Niesamowity kadr przedstawiający pradawny gatunek skorupiaka wygrał prestiżowy konkurs
Niesamowity kadr przedstawiający pradawny gatunek skorupiaka wygrał prestiżowy konkurs
Ekstremalnie rzadki aparat został sprzedany za 3,5 mln euro. Wyprodukowano go 100 lat temu
Ekstremalnie rzadki aparat został sprzedany za 3,5 mln euro. Wyprodukowano go 100 lat temu
Kary za zdjęcia dzieci. Konsekwencje dla rodziców we Francji
Kary za zdjęcia dzieci. Konsekwencje dla rodziców we Francji
Rekin gonił cień drona. Zachowywał się, jak kot goniący zajączka
Rekin gonił cień drona. Zachowywał się, jak kot goniący zajączka
Brutalny atak jelenia na zdjęciu. Fotograf przestrzega turystów
Brutalny atak jelenia na zdjęciu. Fotograf przestrzega turystów
Widziałeś film z Hanksem? Aktor ostrzega przed oszustwem
Widziałeś film z Hanksem? Aktor ostrzega przed oszustwem
Perseidy, Droga Mleczna i świecące glony naraz. Oto zdjęcie jedno na milion
Perseidy, Droga Mleczna i świecące glony naraz. Oto zdjęcie jedno na milion
Meta wykorzystała publiczne zdjęcia z Facebooka i Instagrama do trenowania AI
Meta wykorzystała publiczne zdjęcia z Facebooka i Instagrama do trenowania AI
Prawdziwy skarb fotograficzny. Te zabytkowe aparaty nie zrobiły ani jednego zdjęcia
Prawdziwy skarb fotograficzny. Te zabytkowe aparaty nie zrobiły ani jednego zdjęcia
Tragedia podczas wycieczki. Kobieta spadła z urwiska robiąc selfie
Tragedia podczas wycieczki. Kobieta spadła z urwiska robiąc selfie