2014-08-15

世上最快相機,每秒捕捉 4.4 兆格畫面

World's fastest camera captures 4.4 trillion frames a second to watch chemical reactions
http://www.independent.co.uk/news/science/worlds-fastest-camera-captures-44-trillion-frames-a-second-to-watch-chemical-reactions-9668873.html

日本研究者開發出一款相機,能在單一秒內紀錄下 4.4 兆格影格,讓科學家能從強烈的化學反應到電漿的動態中,捕捉一些大自然最迷人的影像以及那些「眨眼即逝」的過程。

Sequentially Timed All-optical Mapping Photography(STAMP,循序定時全光學測繪攝影)相機的幕後團隊表示,他們準備要紀錄熱傳導的影像,這種過程發生的速度可達光速的六分之一。

相較於 Apple iPhone 上的「slow-motion video」功能 -- 那每秒大約拍攝 120 格影格 -- 在你手指按下的那一瞬間,STAMP cam 所捕捉到的影格數量,你得使用 slow-motion video 功能拍 1161 年才能達到。

然而,就算是相當舊的智慧型手機,都能在解析度上勝過 STAMP cam -- 盡管它 450 x 450 像素的解析度已能滿足其高度專門的用途。

或許最令人振奮的是,STAMP cam 是運作在全新的原理上。先前實驗室專用的高速相機得倚賴「pump-probe(泵--偵測)」這種過程,其中,微小的光封包被發射,或是「泵」到一物體上,接著被「偵測」看看有多少光線被物體吸收,然而,STAMP cam 只能「泵」它們,然後利用另一個分離的裝置來處理該物體的「spatial profile(空間輪廓)」。

來自慶應義塾大學(Keio University)與東大(University of Tokyo)的研究者,稱這種新技術為 "motion picture femtophotography(動畫飛秒攝影)",而他們的研究論文,已發表在 Nature Photonics 期刊上,則詳述分光攝影(spectrographically)上的傾向。

透過這種相機,科學家與公眾對各種過程將會有新的洞見。由於這些過程是在非常極端時框(time frame)下運作,以至於我們覺得那好像來自不同的維度。

回到 2011 年,來自 MIT 的研究者創造出一款高速相機,那以每秒 1 兆格影格的速度取得視覺資料,捕捉到光以慢動作通過一個空瓶,而 STAMP cam 比它快四倍以上,在這種速度下,即便是光速,都可能落得跟「瞪著看油漆乾」一樣「刺激」(譯註:看油漆乾是一件極度無聊而冗長的事情)。

※ 相關報導:

* Sequentially timed all-optical mapping photography (STAMP)
http://dx.doi.org/10.1038/nphoton.2014.163
K. Nakagawa, A. Iwasaki, Y. Oishi, R. Horisaki,
A. Tsukamoto, A. Nakamura, K. Hirosawa, H. Liao,
T. Ushida, K. Goda, F. Kannari & I. Sakuma.
Nature Photonics (2014)
doi: 10.1038/nphoton.2014.163

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