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Vídeo en cámara superlenta
Los investigadores del MIT han creado un nuevo sistema de imágenes que puede adquirir datos visuales a una tasa efectiva de un billón de exposiciones por segundo, lo suficientemente rápido como para producir un video en cámara lenta de un estallido de luz que viaja a lo largo de una botella de plástico. No hay nada en el universo que parezca rápido para esta cámara, dice el postdoctorado de Media Lab Andreas Velten, uno de los desarrolladores del sistema.
El sistema se basa en una tecnología llamada cámara de racha, cuya apertura es una rendija estrecha. Las partículas de luz (fotones) ingresan a la cámara a través de la rendija y se convierten en electrones, que pasan a través de un campo eléctrico que las desvía en una dirección perpendicular a la rendija. Cuando un estallido de luz viaja a través de una botella de plástico, algunos de sus fotones salen de la botella a lo largo del camino; la cámara captura dónde salen esos fotones. Debido a que el campo eléctrico está cambiando muy rápidamente, desvía los electrones correspondientes a los fotones que llegan tarde más que a los que corresponden a los que llegan temprano. De este modo, la cámara puede determinar el tiempo de llegada de los fotones que atraviesan una porción de espacio unidimensional.
Para producir sus videos en cámara superlenta, Velten, el profesor asociado de Media Lab Ramesh Raskar y el profesor de química Moungi Bawendi deben realizar el mismo experimento, como pasar un pulso de luz a través de una botella, una y otra vez, reposicionando continuamente la cámara de racha para Adquirir una nueva muestra unidimensional de la escena. Solo se necesita un nanosegundo (una milmillonésima parte de un segundo) para que la luz se disperse a través de una botella, pero se tarda aproximadamente una hora en recopilar todos los datos necesarios para construir una imagen bidimensional para el video final. Por esa razón, Raskar llama al nuevo sistema la cámara más lenta y rápida del mundo.
Después de una hora, los investigadores han acumulado cientos de miles de conjuntos de datos, cada uno de los cuales traza las posiciones unidimensionales de los fotones frente a sus tiempos de llegada. Raskar, Velten y otros miembros del grupo Camera Culture de Raskar en el Media Lab desarrollaron algoritmos que pueden unir los datos sin procesar en un conjunto de imágenes bidimensionales secuenciales.
Debido a que el sistema requiere varios pases para producir sus videos, no puede grabar eventos que no sean exactamente repetibles. Cualquier aplicación práctica probablemente involucrará casos en los que la forma en que la luz se dispersa, o rebota cuando golpea diferentes superficies, es en sí misma una fuente de información útil. Sin embargo, esos casos pueden incluir análisis de la estructura física tanto de los materiales fabricados como de los tejidos biológicos, como el ultrasonido con luz, como dice Raskar.