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Una cámara hecha a partir de muchas imágenes de gigapíxeles
Imagínese intentar detectar un píxel individual en una imagen que se muestra en 1000 pantallas de televisión de alta definición. Ese es el tipo de resolución que es capaz de producir un nuevo tipo de cámara compacta de un gigapíxel.
Desarrollado por David Brady y colegas de la Universidad de Duke en Durham, Carolina del Norte, la nueva cámara no es la primera en generar imágenes con más de mil millones de píxeles (o resolución de gigapíxeles). Pero es el primero con el potencial de reducirse a dimensiones portátiles. Las cámaras Gigapixel no solo podrían transformar la fotografía digital, dice Brady, sino que también podrían revolucionar la vigilancia de imágenes y la transmisión de video.
Hasta ahora, las imágenes de gigapíxeles se han generado creando negativos de película muy grandes y luego escaneándolos a resoluciones extremadamente altas o tomando muchas imágenes digitales separadas y luego uniéndolas en un mosaico en una computadora. Si bien ambos enfoques pueden producir imágenes asombrosamente detalladas, el uso de la película es lento y configurar cientos de cámaras digitales independientes para capturar una imagen simultáneamente es normalmente menos práctico.
No es posible simplemente escalar una cámara digital normal aumentando el número de sensores de luz a mil millones, porque esto requeriría una lente tan grande que las imperfecciones en su superficie causarían distorsión.
Acercarse: Una imagen de gigapíxeles del lago Pungo.
La solución de Brady, una cámara llamada AWARE, tiene 98 microcámaras similares a las que se encuentran en los teléfonos inteligentes, cada una con una resolución de 10 megapíxeles. Al colocar estas microcámaras de alta calidad detrás de una lente compartida, es posible procesar diferentes partes de la imagen por separado y corregir las distorsiones conocidas. Nos dimos cuenta de que podíamos convertir esto en un problema de procesamiento paralelo, dice Brady.
Las correcciones son posibles gracias a ocho unidades de procesamiento gráfico que trabajan en paralelo. Romper el problema de esta manera permite utilizar técnicas más complejas para corregir las aberraciones ópticas, dice Illah Nourbakhsh un investigador principal de un proyecto similar, llamado Gigapan , en la Universidad Carnegie Mellon.
Eventualmente, a medida que mejore la potencia de procesamiento de la computadora, el hardware necesario para dicha cámara debería reducirse. La resolución portátil de gigapíxeles podría ser útil de varias formas. Por ejemplo, los píxeles adicionales ya ayudan con la estabilización de la imagen. Además, si aumenta la resolución, aumenta las posibilidades de que los sistemas de reconocimiento automático e inteligencia artificial puedan reconocer con precisión las cosas en el mundo, dice Nourbakhsh.
El proyecto se describe en la edición de esta semana de la revista Naturaleza . En una imagen de gigapíxeles del lago Pungo en el Refugio Nacional de Vida Silvestre Pocosin Lakes , El grupo de Brady muestra que los cisnes individuales en la distancia extrema pueden resolverse. La fotografía se tomó con un prototipo de cámara capaz de capturar y procesar una imagen completa en solo 18 segundos.
A medida que mejoren los procesadores gráficos, también lo hará la velocidad de la cámara, dice Bradley. Y aunque el prototipo actualmente mide 75 centímetros de alto, aproximadamente el tamaño de una cámara de estudio de televisión, el tamaño del dispositivo viene dictado en gran parte por el equipo necesario para enfriar las placas de circuito.
A corto plazo, creemos que este concepto de un sistema de imágenes de microcámaras es el futuro de las cámaras, dice Brady. Para fines del próximo año, su grupo espera poder producir y vender 100 unidades al año, cada una con un costo de alrededor de $ 100,000. Esto es comparable al costo de una cámara de transmisión de televisión, dice.
Las cámaras Gigapixel podrían eventualmente permitir que los eventos se cubran de nuevas formas. En lugar de mostrar un ángulo de cámara que el productor le permite ver, el espectador podrá ver todo lo que quiera en la escena, dice Brady.