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Una fotocamera composta da molti produce immagini Gigapixel
Immagina di cercare di individuare un singolo pixel in un'immagine visualizzata su 1.000 schermi TV ad alta definizione. Questo è il tipo di risoluzione che un nuovo tipo di fotocamera gigapixel compatta è in grado di produrre.
Sviluppato da David Brady e colleghi della Duke University di Durham, nella Carolina del Nord, la nuova fotocamera non è la prima a generare immagini con più di un miliardo di pixel (o risoluzione gigapixel). Ma è il primo con il potenziale per essere ridimensionato a dimensioni portatili. Le fotocamere Gigapixel non solo potrebbero trasformare la fotografia digitale, afferma Brady, ma potrebbero rivoluzionare la sorveglianza delle immagini e la trasmissione video.
Fino ad ora, le immagini gigapixel sono state generate creando negativi su pellicola molto grandi e quindi scansionandoli a risoluzioni estremamente elevate o prendendo molte immagini digitali separate e poi unendole insieme in un mosaico su un computer. Sebbene entrambi gli approcci possano produrre immagini incredibilmente dettagliate, l'uso della pellicola è lento e l'impostazione di centinaia di fotocamere digitali separate per catturare un'immagine contemporaneamente è normalmente poco pratica.
Non è possibile semplicemente scalare una normale fotocamera digitale aumentando il numero di sensori di luce a un miliardo, perché ciò richiederebbe un obiettivo così grande che le imperfezioni sulla sua superficie causerebbero distorsioni.
Ingrandire: Un'immagine gigapixel del lago Pungo.
La soluzione di Brady, una fotocamera chiamata AWARE, ha 98 microcamere simili a quelle che si trovano negli smartphone, ognuna con una risoluzione di 10 megapixel. Posizionando queste microcamere di alta qualità dietro un obiettivo condiviso, diventa possibile elaborare diverse porzioni dell'immagine separatamente e correggere le distorsioni note. Ci siamo resi conto che potevamo trasformarlo in un problema di elaborazione parallela, dice Brady.
Le correzioni sono rese possibili da otto unità di elaborazione grafica che lavorano in parallelo. Risolvere il problema in questo modo consente di utilizzare tecniche più complesse per correggere le aberrazioni ottiche, afferma Illah Nourbakhsh un ricercatore capo di un progetto simile, chiamato Gigapan , alla Carnegie Mellon University.
Alla fine, man mano che la potenza di elaborazione del computer migliora, l'hardware necessario per una tale fotocamera dovrebbe ridursi. La risoluzione gigapixel portatile potrebbe essere utile in molti modi. Ad esempio, pixel aggiuntivi aiutano già con la stabilizzazione dell'immagine. Inoltre, se aumenti la risoluzione, aumenti le possibilità che i sistemi di riconoscimento automatico e di intelligenza artificiale siano in grado di riconoscere con precisione le cose nel mondo, afferma Nourbakhsh.
Il progetto è descritto nel numero di questa settimana della rivista Natura . In un'immagine gigapixel del lago Pungo nel Rifugio faunistico nazionale dei laghi Pocosin , Il gruppo di Brady mostra che i singoli cigni nell'estrema distanza possono essere risolti. La foto è stata scattata utilizzando un prototipo di fotocamera in grado di catturare ed elaborare un'intera immagine in soli 18 secondi.
Con il miglioramento dei processori grafici, aumenterà anche la velocità della fotocamera, afferma Bradley. E sebbene il prototipo sia attualmente alto 75 centimetri, circa le dimensioni di una telecamera da studio televisivo, le dimensioni del dispositivo sono dettate in gran parte dall'attrezzatura necessaria per raffreddare i circuiti stampati.
A breve termine, pensiamo che questo concetto di sistema di imaging con microtelecamere sia il futuro delle fotocamere, afferma Brady. Entro la fine del prossimo anno, il suo gruppo spera di essere in grado di produrre e vendere 100 unità all'anno, ciascuna del costo di circa $ 100.000. Questo è paragonabile al costo di una telecamera televisiva, dice.
Le fotocamere Gigapixel potrebbero eventualmente consentire di coprire gli eventi in modi nuovi. Piuttosto che mostrare un angolo di ripresa che il produttore ti consente di vedere, lo spettatore sarà in grado di vedere qualsiasi cosa nella scena che desideri, dice Brady.