世界上拍照速度最快的相机

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  我们都知道,要拍摄快速运动的物体,快门越快的相机越具有竞争优势。那么,你知道现今最快的相机有多快吗?就在前不久,美国加州大学的研究人员开发成功了世界上速度最快的一款超高速相机,该相机平均每163 ns就可以拍摄一张照片,1 s内居然可以拍摄610万张照片。
  这种超高速相机不是胶片相机,而是数码相机。不然,要在1 s内拉开610万张胶片,也是任何机器办不到的事情。就算1张照片只占用100 KB的硬盘空间,610万张就需要610 GB的硬盘,这需要几个普通家用电脑才能存下1 s内拍摄下的照片,更不要说用普通的数码相机内存条来保存了。因此,这个相机定是身价不菲,目前研究人员还没有公布它的造价。这也不是普通摄影爱好者能玩得起的装备。
  
  当然,也没有谁真用超高速相机去拍摄我们常见的运动物体。不用这个相机来拍摄快速运动的足球,也不用它来拍摄高速飞行器,那么它究竟有什么用呢?原来,这个相机是科学家专用相机,主要用于微观领域的研究。比如说,人体内细胞与细胞之间的物质交流是数万分之一秒内就能完成的事情,要弄清楚它们之间究竟怎样交流的,非得要这样一个超高速相机不可。
  目前,摄影爱好者用的相机,最大速度大约是每秒拍摄30张照片,而科学家们使用的专用摄影装备约可以达到每秒100万张。然而,研究人员并不满足于1 00万这个数据,他们希望的是越快越好,最好快得连分子之间的化学反应过程都能用照片来展示,不过那1 s就需要拍摄数万亿张照片了。
  世界上最快的超高速相机外观已经不像普通数码相机,而更像实验室中的科学仪器。新的相机名为“连续时间编码放大显微照相机”(英文简称STEAM相机)。STEAM相机的成像原理不是利用普通的光学成像,而是发射一束红外激光照射需要拍摄的对象,然后利用反射回来的激光拍照。另外,这个相机只有一个识别器,不像其他复杂的科研数码相机那样有上百万个。这样,就可以大大缩短它的反应时间,提高它的拍摄速度。
  目前为止,STEAM相机所具备的分辨率仅有3 000像素,不过目前研究小组正在研发百万像素级别,每秒能拍摄1亿张图片的产品。研究人员还希望把新的摄影技术扩展到三维成像领域。从而得到细胞内部结构的清晰图像。科学家说,下一步是改善其三维解像功能,从而得到细胞内部结构的清晰图像。
  目前,超高速相机已经具有广泛用途。例如,要想开发低噪声的洗衣机,就可以通过慢动作图像分析防噪声零件震动的情况,以制造更加安静的产品;在汽车的冲撞实验中,也可以验证气囊的膨胀方式是否对人体产生不良影响。此外,还可以用来调查瓶装工厂的机械故障原因、了解混凝土的破坏、昆虫翅膀的振动、爆炸发生时的冲击波等详细过程,使人们看到许多未知世界。
  加州大学的STEAM超高速相机研究由美国国防部出资赞助。赞助的项目中包括一种流式细胞计的研究,这项技术将被用于进行血液分析。传统的血液分析器能够计算血细胞流动的数量,并能计算出血细胞的大小尺寸,但由于拍摄速度的限制,现有的技术并不能对血细胞进行详细拍摄。要在人体中发现染病细胞,就必须对细胞进行拍摄。而目前的细胞拍摄只能采用少量血液取样的方法进行。新技术将能对快速流动的血液中的细胞进行直接拍摄,有助于尽早发现血流中的少量染病细胞,如瘤细胞等。而这些细胞的存在则通常可以表征出人体疾病的早期症状。
  参加STEAM研究的美籍日裔科学家本田惠介说:“我认为以后会有越来越多的科学家利用超高速相机进行科学研究。”在不久的将来,多个领域的科研人员可以利用这种照相机研究燃烧、激光切割、细胞内部活动和其他任何改变迅速及无法预测的系统。也就是说,这种新型相机主要用于研究一些快速运转的物体。这些研究获得的重要成果将有利于保障我们的健康,并获得更好的工业产品和农业产品。
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