Инженеры создали фотоустройство, изображения в котором формируются в
сотне миниатюрных фотокамер и автоматически склеивается в единую
панораму. Статья создателей опубликована в журнале Nature, а ее краткое содержание можно прочитать на сайте Nature News.
Чтобы добиться разрешения в 960 мегапикселей, инженеры решили отказаться
от традиционной однокамерной схемы создания фотоаппарата. Разрешение в
традиционных камерах ограничено дифракцией изображения на диафрагме, и
чем больше диафрагма, тем крупнее оптика. С увеличением разрешения
размер и сложность производства линз для камер растет непропорционально
быстро. Такие аппараты обычно имеют узкое поле зрения. Поэтому, вместо
того, чтобы создать одну большую камеру с очень сложной оптикой,
инженеры собрали аппарат из 98 миниатюрных камер с небольшим разрешением
в 14 мегапикселей.
Свет попадает в аппарат через первый объектив и проецируется на
внутреннюю полусферу, собранную из миниатюрных камер. Каждая камера
самостоятельно фокусируется, обрабатывает экспозицию и получает
изображение, которое затем становится частью панорамы. Угол обзора
панорамы составляет 120 на 50 градусов. Вместе со вспомогательной
электроникой и мощной системой охлаждения, аппарат имеет размеры 75 на
75 на 50 сантиметров.
Благодаря независимой работе миниатюрных камер решается не только
проблема создания соответствующей оптики, но и обработки большого объема
информации. Сейчас поток данных от аппарата составляет несколько
терабайт в минуту. Авторы статьи собираются в ближайшее время
модернизировать устройство так, чтобы оно могло делать до 10 кадров в
секунду - это увеличит поток данных в системе до нескольких терабайт в
секунду.
Кроме того, текущее разрешение аппарата можно будет увеличить до 50
гигапикселей, не меняя принципиально схемы его работы.
По словам создателей, устройство представляет интерес прежде всего для
военных и ученых. Оно может быть использовано для разведки и наблюдения,
в том числе при помощи беспилотных летательных аппаратов. Ученым
гигапиксельный фотоаппарат может пригодиться, например, при наблюдении в
дикой природе стай птиц. Склейку панорамных изображений высокого
разрешения ученые применяли и раньше (например, при проведении
раскопок), но это занимает много времени и невозможно при съемке
движущихся объектов.