Гигапиксельные камеры: Гигапиксельные камеры: устройство и преимущества

Гигапиксельные камеры: устройство и преимущества

Заместитель директора по развитию Андреев Кузьма.

Перед чтением рекомендуем ознакомиться со статьёй «Время гигантов. Есть ли перспективы у гигапиксельных камер?», а так же обзором мультисенсорных камер высокого разрешения.

Как бы там ни было, продвигаясь к финальной части нашего обзора, мы подошли к самому мощному представителю многопиксельных камер, устройству разработанному университетом Дьюка в США, гигапиксельной камере многоцелевого предназначения. Данная камера была спроектирована и разработана студентами вышеупомянутого института и представляет собой проект, который еще не стал на коммерческую основу.

Устройство еще не имеет специально разработанного дизайна, не оснащено особыми программными нововведениями и обладает самой минимальной себестоимостью, которая могла бы быть возможна для инструмента подобного типа.

Подобным изобретением порадовал и проект AWARE, в котором были объедены между собой моноцентрический объектив и массив вторичных микрокамер. Проекция камерных изображений в такой схеме осуществляется не матрицы, а на моноцентрическую линзу, что позволяет практически полностью исключить возможные геометрические искажения, часто возникающие во время работы широкоугольных объективов.

Гигапиксельная камера AWARE2

Конструкция камеры AWARE2 имеет массу специальных микрокамер, которые играют роль вторичных линзовых систем работающих полностью автономно друг от друга. Это может напомнить фасеточное зрение, характерное для многих насекомых, у которых каждый «глаз» отвечает за свой участок обзора и в сумме с другими, формирует единую картинку. В конструкцию каждой такой микрокамеры входит специальный механизм фокусировки, 14-мегапиксельная фокальная плоскость, оригинальный интерфейс для передачи данных и один блок управления на каждую пару микрокамер.

Общая компоновка гигапиксельной камеры AWARE2

Совокупное изображение в данной системе образуется путём совмещения изображений со всех микрокамер и сшивания их в одну единую картинку, сохраняющуюся в память компьютера соединенного с камерой. С целью исключения возможности появления непредвиденных сложностей, возникающих при совмещении, в устройстве используется специальная программа, которая делает небольшую поправку на рельеф снимаемой местности.

При работе с моментальными фото, один снимок можно получить за 10-14 секунд, однако качество изображения при этом будет настолько контрастным, детализированным и четким, что рассмотреть на фотографии какие-либо «пиксели» или точечки будет практически невозможно.

Режим живого просмотра предоставит пользователю возможность вывести весь общий план или определенный участок снимка на любое устройство отображения, с целью избежать необходимости в рендеринге всего массива пикселей одновременно.

Преимущества гигапиксельной камеры AWARE

Основным преимуществом вышеупомянутых технологий, выступают:

  • широкие возможности в масштабировании изображений,
  • отсутствие ограничений на количество микрокамер,
  • возможность создания комплектаций с 1,2 и более гигапикселями,
  • а также возможность изменения суммарного угла зрения с помощью установки различного количества микрокамер.

При всем при этом, стоит отметить, что прототип такой камеры уже попал в поле зрения оборонного ведомства Соединенных Штатов Америки, что является неоспоримым свидетельством, того что данное устройство является поистине самым впечатляющим техническим прорывом в сфере видео наблюдения.

Заключение

Исходя из всего вышесказанного, можно сделать вполне обоснованные выводы, что хотя гонка по увеличению пикселей в одноматричных камерах и близится к своему завершению, однако переставать следить за развитием данных технологий нам еще рано, ведь кто знает, что может принести нам завтрашний день….

В заключении стоит сказать, что, не смотря на такое положение вещей и уже существующую возможность получения снимков высокого разрешения, нам с вами хотелось бы чтобы мировые гиганты цифровой техники и дальше радовали нас новыми изобретениями и не переставали бы нас удивлять действительно хорошими камерами.

Заместитель директора по развитию Андреев Кузьма.

Гигапиксельные камеры: устройство и преимущества

Заместитель директора по развитию Андреев Кузьма.

Перед чтением рекомендуем ознакомиться со статьёй «Время гигантов. Есть ли перспективы у гигапиксельных камер?», а так же обзором мультисенсорных камер высокого разрешения.

Как бы там ни было, продвигаясь к финальной части нашего обзора, мы подошли к самому мощному представителю многопиксельных камер, устройству разработанному университетом Дьюка в США, гигапиксельной камере многоцелевого предназначения. Данная камера была спроектирована и разработана студентами вышеупомянутого института и представляет собой проект, который еще не стал на коммерческую основу.

Устройство еще не имеет специально разработанного дизайна, не оснащено особыми программными нововведениями и обладает самой минимальной себестоимостью, которая могла бы быть возможна для инструмента подобного типа.

Подобным изобретением порадовал и проект AWARE, в котором были объедены между собой моноцентрический объектив и массив вторичных микрокамер. Проекция камерных изображений в такой схеме осуществляется не матрицы, а на моноцентрическую линзу, что позволяет практически полностью исключить возможные геометрические искажения, часто возникающие во время работы широкоугольных объективов.

Гигапиксельная камера AWARE2

Конструкция камеры AWARE2 имеет массу специальных микрокамер, которые играют роль вторичных линзовых систем работающих полностью автономно друг от друга. Это может напомнить фасеточное зрение, характерное для многих насекомых, у которых каждый «глаз» отвечает за свой участок обзора и в сумме с другими, формирует единую картинку. В конструкцию каждой такой микрокамеры входит специальный механизм фокусировки, 14-мегапиксельная фокальная плоскость, оригинальный интерфейс для передачи данных и один блок управления на каждую пару микрокамер.

Общая компоновка гигапиксельной камеры AWARE2

Совокупное изображение в данной системе образуется путём совмещения изображений со всех микрокамер и сшивания их в одну единую картинку, сохраняющуюся в память компьютера соединенного с камерой. С целью исключения возможности появления непредвиденных сложностей, возникающих при совмещении, в устройстве используется специальная программа, которая делает небольшую поправку на рельеф снимаемой местности.

При работе с моментальными фото, один снимок можно получить за 10-14 секунд, однако качество изображения при этом будет настолько контрастным, детализированным и четким, что рассмотреть на фотографии какие-либо «пиксели» или точечки будет практически невозможно.

Режим живого просмотра предоставит пользователю возможность вывести весь общий план или определенный участок снимка на любое устройство отображения, с целью избежать необходимости в рендеринге всего массива пикселей одновременно.

Преимущества гигапиксельной камеры AWARE

Основным преимуществом вышеупомянутых технологий, выступают:

  • широкие возможности в масштабировании изображений,
  • отсутствие ограничений на количество микрокамер,
  • возможность создания комплектаций с 1,2 и более гигапикселями,
  • а также возможность изменения суммарного угла зрения с помощью установки различного количества микрокамер.

При всем при этом, стоит отметить, что прототип такой камеры уже попал в поле зрения оборонного ведомства Соединенных Штатов Америки, что является неоспоримым свидетельством, того что данное устройство является поистине самым впечатляющим техническим прорывом в сфере видео наблюдения.

Заключение

Исходя из всего вышесказанного, можно сделать вполне обоснованные выводы, что хотя гонка по увеличению пикселей в одноматричных камерах и близится к своему завершению, однако переставать следить за развитием данных технологий нам еще рано, ведь кто знает, что может принести нам завтрашний день….

В заключении стоит сказать, что, не смотря на такое положение вещей и уже существующую возможность получения снимков высокого разрешения, нам с вами хотелось бы чтобы мировые гиганты цифровой техники и дальше радовали нас новыми изобретениями и не переставали бы нас удивлять действительно хорошими камерами.

Заместитель директора по развитию Андреев Кузьма.

Самое большой в мире снимок – 365-гигапиксельная панорама Монблана

Дата публикации: 25.05.2015

Перед вами – самый большой снимок в мире. Международная команда под руководством фотографа Филиппо Бленджини (Filippo Blengini) опубликовало гигантскую панорамную фотографию горной цепи, в которую входит Монблан, самая высокая гора Западной Европы. Новый рекорд разрешения, который установила эта панорама – 365 гигапикселей. Это на 45 Гп больше, чем у предыдущего рекордсмена, 320-гигапиксельного снимка Лондона, который был опубликован в 2013 году.

Вот так выглядит панорама Монблана, если развернуть полный кадр:

А это кроп в масштабе 100% – альпинисты на склоне горы возле центра кадра:

Для создания панорамы пять членов команды в конце 2014 года провели две недели на одной из заснеженных альпийских вершин на высоте около 3500 метров при температуре – 10°C. С помощью зеркальной камеры Canon 70D, объектива Canon EF 400mm f/2.8 II IS и телеконвертера Canon Extender 2X III со специальным моторизованным штативом они сделали 70000 фотографий за более чем 35 часов съемок.

Последующая пост-обработка и склейка 46 ТБ информации заняла 2 месяца, и в результате получился снимок разрешения 365 Гп, который, если его распечатать в «полиграфическом качестве» 300 dpi, будет иметь площадь футбольного поля.

Полуминутный видеоролик рассказывает, как была сделана панорама:

Вы можете сами ознакомиться с 365-гигапиксельной фотографией – через интерактивный просмотровщик на сайте проекта.

Меня немного разочаровали места с грубой и некачественной склейкой, которые встречаются на снимке…

…но оставим это на совести авторов панорамы.

Строго говоря, существует другая фотография, разрешение которой еще выше, причем намного. Правда, она была сделана не на Земле. В 2014 году NASA опубликовало панораму поверхности Луны, которая была сделана за четыре года Лунным орбитальным зондом. Разрешение того снимка составляло 681 Гп.

Ученые создали самую маленькую гигапиксельную камеру размером в 16 мм

Данная технология не нова — она уже применяется при конструкции астрономических радио-телескопов, спектрометров и других крупных астрофизических приборов. Такие приборы называются антеннами или матрицами в фокальной плоскости. В частности, к числу подобных сенсоров относятся инструмент LABOCA в составе чилийской радиообсерватории APEX и облучатель радеотелескопа ALFA в обсерватории Аресибо.

Как объясняют ученые, использование гигантского «пазла» из небольших мегапиксельных сенсоров позволяет решить сразу несколько проблем. Во-первых, каждый элемент камеры не обладает своей собственной микро-линзой, что снижает цену устройства и уменьшает его габариты. Во-вторых, специализированное устройство первичной обработки картинки на каждом отдельном узле «пазл» камеры уменьшает нагрузку на шину передачи данных и центральный процессор устройства.

Брэди и его коллеги собрали экспериментальный прототип камеры, AWARE-2. По своему внешнему виду камера похожа на небольшую полусферу — линзу, на нижнюю часть которой приклеены матрицы микро-камер.

Общий размер камеры составляет всего 16 на 16 миллиметров, она способна работать при комнатной температуре, не требует специального ухода и способна получать три гигапиксельных изображения в минуту. При подготовке одного снимка внутри камеры каждую секунду передается и обрабатывается примерно 500 гигабайтов данных.

Физики проверили свое детище в действии, подготовив панорамы озера Пунго на территории штата Северная Каролина, ландшафта города Дарем и ночного неба. На снимках неба можно отличить отдельные звезды, на панораме города — номера машин, а на изображении озера — увидеть птиц на поверхности воды.

Как полагают ученые, разрешающую способность подобных камер можно развивать — Брэди и его коллеги уже работают над камерой в 10 гигапикселей и планируют начать разработку 50 гигапиксельного устройства. Однако для этого предстоит создать более совершенные линзы и решить проблему тепловыделения — даже гигапиксельная модель выделяет около 430 ватт тепла при подготовке снимка и поэтому требует сложной и громоздкой системы охлаждения.

Астрономы получили 3,2-гигапиксельный снимок капусты

SLAC National Accelerator Laboratory

Специалисты Национальной ускорительной лаборатории успешно испытали матрицу для самой большой из когда-либо созданных цифровой камеры телескопа Веры Рубин. Им удалось получить пять 3,2-гигапиксельных снимков, на которые попали научная группа проекта, гравюра Фламмариона и капуста Романеско, сообщается на сайте Национальной ускорительной лаборатории (SLAC).

Главным рабочим инструментом строящейся в настоящее время на севере Чили обсерватории Веры Рубин станет 8,4-метровый трехзеркальный телескоп-анастигмат с широким полем зрения, в сорок раз большим, чем полный диск Луны. С его помощью проведут десятилетний обзор неба LSST (Legacy Survey of Space and Time), в задачи которого входят исследования темной материи и темной энергии, наблюдения за 20 миллиардами далеких галактик, картографирование Млечного Пути, поиск оптических транзиентов, таких как вспышки новых и сверхновых, и наблюдения за малыми телами Солнечной системы. Ожидается, что «первый свет» телескоп может увидеть в конце 2021 года, а полноценная эксплуатация начнется не ранее октября 2022 года.

Телескоп Веры Рубин будет оснащен 3,2-гигапиксельной цифровой камерой — самой большой из когда-либо созданных. Матрица камеры, размером 64 сантиметра в поперечнике, состоит из 189 отдельных ПЗС-детекторов. Во время работы матрицу охладят до примерно -100 градусов Цельсия, что позволит значительно снизить уровень шума. В арсенале камеры будет шесть фильтров, охватывающих длины волн от 330 до 1080 нанометров.

Устройство оптической системы LSST.

Chris Smith/SLAC National Accelerator Laboratory

Методика тестирования CCD-матрицы LSST.

Greg Stewart/Jacqueline Orrell/SLAC National Accelerator Laboratory

Создание камеры началось в середине 2015 года, а к сентябрю 2018 года были готовы криостат, линзы и часть ПЗС-детекторов. В январе этого года сборка матрицы была закончена, а 8 сентября 2020 года специалисты Национальной ускорительной лаборатории объявили об успешных испытаниях матрицы, в ходе которых инженеры спроецировали пять изображений (капусту Романеско, Веру Рубин за работой, научную группу LSST, гравюру Фламмариона и коллаж из логотипов компаний-участников проекта) на матрицу через отверстие размером 150 микрон. Такие изображения были выбраны из-за обилия мелких деталей на них. В итоге специалисты получили пять снимков высокого разрешения, которые подтвердили работоспособность матрицы.

SLAC National Accelerator Laboratory

SLAC National Accelerator Laboratory

SLAC National Accelerator Laboratory

SLAC National Accelerator Laboratory

SLAC National Accelerator Laboratory

Ожидается, что в ближайшие несколько месяцев криостат и матрица будут установлены в корпус камеры вместе с линзами, затвором и системой смены фильтров. К середине 2021 года камера будет готова к заключительным испытаниям, а после их проведения ее отправят в Чили.

Одна из самых мощных обзорных наземных оптических систем на сегодняшний день — 570-мегапиксельная камера DECam (Dark Energy Camera), установленная на 4-метровом телескопе Бланко. С ее помощью проводился обзор неба DES (Dark Energy Survey),  в рамках которого исследователи нашли новые транснептуновые объекты, предсказали количество спутников Млечного Пути и опробовали метод определения масс далеких скоплений галактик.

Александр Войтюк

AWARE-2 — первый уникальный 1 гигапиксельной фотоаппарат

В неугомонном мире гаджетов очередное гига-пополнение. Сегодня, группа инженеров из США, объявила о создании нового экспериментального прототипа гигапиксельной камеры под названием AWARE-2. Камера, размером с тумбочку, способна создавать изображения, которые в 1000 раз более детализированные, чем снимки самых передовых современных цифровых фотокамер последних лет.
По словам команды разработчиков, созданная гигапиксельная камера не является первой разработкой в своем роде, но учитывая все прежние варианты, именно AWARE-2 считается самой компактной и быстрой. Инженеры утверждают, что в ее производстве были задействованы технологии, которые можно применять в передовых камерах наружного наблюдения, системах военной разведки или онлайн-видеовещания. На сегодняшний день, на рынке фототехники можно купить фотоаппарат, способный создавать цифровые изображения с разрешением примерно в 5-40 мегапикселей, а новая AWARE-2 Гигапикесельная легко сделает снимки с разрешением в 1000 мегапикселей.

Руководитель проекта по созданию камеры, Дэвид Брэди, заявил, что большинство современных гигапиксельных снимков – это снимки, которые в буквальном смысле склеены из сотен обычных снимков разрешением 20-30 мегапикселей. Тем не менее, новая камера делает AWARE-2 цельный гигапиксельный снимок, который можно приближать и легко рассматривать невидимые, на первый взгляд, детали, масштабировать снимок без какой-либо потери в качестве.

Брэди утверждает: «Наша камера может записать изображение с разрешением один гигапиксель менее чем за 0,1 секунды». AWARE-2, представляет собой устройство размером 75х50х50 см, большая часть которого – это электронная начинка для процессинга и взаимодействия оборудования. Оптическая система камеры состоит из 6-сантиметровых шарообразных линз, окруженных массивом из 98 микрокамер.

Каждая из микрокамер имеет разрядность в 14 мегапикселей. Оптическая система гига-камеры весит около 10 кг, а вес камеры в полном комплекте 45 кг. На данный момент, цена камеры не указывается, так как камера собрана из экспериментальных компонентов, она ещё не оценивалась.

Однако, если собирать подобное оборудование под заказ, то стоимость камеры достигнет приблизительно 100-250 тысяч долларов.

3,2 гигапикселя: самая крупная цифровая камера в мире дала первые снимки

Сенсоры самой крупной в мире цифровой камеры получили первые снимки, а именно капусты Романеско. Камера будет установлена в обсерватории имени Веры Рубин в Чили, она будет снимать гигантские панорамы звездного неба. Поле сенсоров состоит из 189 отдельных чипов ПЗС/CCD, каждый на 16 МП, диаметр составляет 64 см, а суммарное количество пикселей — 3,2 млрд. Соответственно, снимки имеют разрешение 3,2 гигапикселя. Мы получаем самое крупное цельное цифровое фото в истории человечества. Для его отображения потребуются 378 мониторов 4K. Такие вычисления были сделаны в Стэнфордском университете, где испытывается камера.

Гигантский таймлапс ночного неба

Обсерватория имени Веры Рубин должна открыться в следующем году, но на стабильный режим работы она перейдет в 2022 году. Обсерватория строится на пике Эль-Пеньон горы Серро-Пачон в северном Чили. Зеркало телескопа будет иметь диаметр 8,4 м, благодаря специальному дизайну оптики он будет обеспечивать очень широкое поле зрения. Что как раз сможет использовать гигантская цифровая камера, которая весит почти три тонны, занимает до полутора метров по высоте. За три ночи она сможет сфотографировать звездное небо целиком. За планируемые 10 лет работы камера обеспечит самый длинный таймлапс Вселенной в истории человечества, что позволит ответить на ряд вопросов. Миссия названа Legacy Survey of Space and Time (LSST), объем данных в итоге составит 500 петабайт.

Команда исследователей Стэнфордского университета в составе Национальной ускорительной лаборатории SLAC завершила основную работу по строительству сенсора еще до пандемии коронавируса. Сенсоры прикреплены к 25 стойкам в общей сложности, после чего установлены в корпус. Каждая из стоек сама по себе обошлась в $3 млн. Подготовка к монтажу потребовала год и бесчисленные испытания. Затем корпус сенсоров целиком был охлажден до температуры -100 градусов Цельсия. Испытания проводятся до сих пор, и сейчас как раз были получены первые фотографии.

Поскольку сама камера не собрана — не хватает самого крупного оптического объектива в мире, первые фотографии были получены по технологии камеры-обскуры. Объект съемки проецировался на сенсор через отверстие диаметром всего 150 мкм. Результаты были получены в полном разрешении. Была сфотографирована, в том числе, капуста Романеско с высокой детализацией. Также был получен снимок фотографии Веры Рубин, в честь которой названа обсерватория. После сборки камера будет снимать широкое поле видимости, соответствующее порядка 40 полным лунам. А разрешение позволит увидеть мяч от гольфа на расстоянии 25 км.

Подписывайтесь на группы Hardwareluxx ВКонтакте и Facebook, а также на наш канал в Telegram (@hardwareluxxrussia).

Камера

Gigapixel видит гораздо больше, чем кажется глазом

Что это за дорогая цифровая SLR-камера: 40 мегапикселей? Зевать.

Исследователи разработали камеру, способную делать снимки с разрешением 50 000 мегапикселей. Хотя команда в настоящее время построила и протестировала только камеру с разрешением 1000 мегапикселей (один гигапиксель), они создают версию с разрешением 10 000 мегапикселей и предвидят будущие камеры с гораздо более высоким разрешением.

«Сканируя сцену с помощью этих камер, вы можете увидеть намного больше, чем если бы вы действительно были там», — сказал инженер-электрик Дэвид Брэди из Университета Дьюка, который является соавтором статьи, подробно описывающей конструкцию камеры, опубликованной в журнале Nature 20 июня.

В то время как в прошлом мозаичные изображения делались с разрешением гигапикселей, существует очень мало камер, которые могут сделать один снимок с разрешением гигапикселя. В проекте Gigapixl, целью которого является создание портретов городов и памятников по всей территории США, используется камера с разрешением 4 гигапикселя.

Но достижение такого сверхвысокого разрешения требует решения многих проблем. Массивы гигапикселей прошлого были дорогостоящими, сложными в плане вычислений и страдали от геометрических аберраций. Брэди и его команда создали свою гигапиксельную камеру, думая о малом — они синхронизировали почти 100 отдельных микрокамер для получения идеальных изображений с меньшей вычислительной мощностью и меньшим количеством проблем.Их гигапиксельное устройство достаточно мощное, чтобы читать почтовые марки с расстояния более полумили.

Работая в агентстве Darpa Министерства обороны, которое разработало такие технологические инновации, как автономные автомобили и Интернет, исследователи сконструировали гигапиксельную камеру площадью два с половиной фута и делали образцы снимков в окрестностях Сиэтла, штат Вашингтон.

Апертура камеры на самом деле составляет всего полдюйма в ширину, при этом основная часть корпуса камеры состоит из микропроцессоров, которые обрабатывают информацию и объединяют ее в цельное изображение.С развитием компьютерных технологий Брэди считает, что размер такой камеры может сократиться до такой степени, что ее можно будет использовать в портативном устройстве. По его словам, в гигапиксельной камере уже используются датчики, аналогичные датчикам в iPhone.

Однако в ближайшей перспективе в целях безопасности, скорее всего, будет использоваться гигапиксельная камера. Одно устройство, размещенное на спортивном объекте или торговом центре, могло одновременно контролировать тысячи людей и иметь возможность увеличивать изображение любого из них.

Это может быть что-то вроде сцены из фильма «Бегущий по лезвию», где главный герой Рик Декард приближается все ближе и ближе к фотографии, чтобы найти свою цель.«Я помню, как увидел это и подумал, что этого никогда не произойдет», — сказал Брэди. «Но вот оно».

Другая возможность — прямая трансляция на камеру, установленную в оживленном месте, например, на Таймс-сквер в Нью-Йорке. Многие люди могли просматривать изображение в Интернете и увеличивать масштаб, где хотели, исследуя бесчисленное количество различных сцен.

Изображение: 1) Пример сцены, снятой гигапиксельной камерой, показывающий, насколько можно увеличивать масштаб. Брэди, Д. Дж. И др., «Многоуровневая гигапиксельная фотография», 386, Nature, Vol 486, 21 июня 2012 г.2) Гигапиксельная камера. Программа визуализации и спектроскопии Университета Дьюка.

100 мегапикселей Is So 2017: эта камера захватывает 1,5 гигапикселя

Как только вы подумали, что ваша камера обладает всей разрешающей способностью, которая вам когда-либо понадобится с 50- или даже 100-мегапиксельным сенсором, на сцене появился новый царь горы, и сравнение с тем, что у вас есть, не т даже близко. Благодаря качеству матрицы ПЗС в 1,5 миллиарда пикселей, эта камера бьет потолок по разрешению и, несомненно, станет предметом зависти для всех, кому небезразличны подобные вещи.

Теперь, прежде чем раздел комментариев заполнится замечаниями о том, действительно ли фотографам когда-либо действительно нужно такое разрешение или какой компьютер может реалистично обрабатывать изображения, созданные этим монстром, мне нужно сообщить вам небольшую деталь. Рассматриваемая камера называется GPC2, и совсем недавно она была подключена к 1,8-метровому телескопу Pan-STARRS2 на вершине Халеакала на Мауи. Другими словами, к камере прикреплен эквивалент объектива f / 4.4, 8000 мм.Двойной 1,8-метровый телескоп Pan-STARRS1 постоянно работает с 2010 года с почти идентичной камерой с чуть меньшей плотностью пикселей — 1,4 гигапикселя. Если Pan-STARRS звучит знакомо, это, вероятно, потому, что недавно он сделал новость об уникальном открытии. Он был первым, кто увидел объект, теперь известный как Оумуамуа, астероид из другой солнечной системы, когда он покидал нашу солнечную систему.

Несмотря на то, что это не то снаряжение, которое вы надеваете на шею для уличной фотографии, для фотографии это все же довольно выдающееся техническое достижение.Камера состоит из 60 ПЗС-матриц с разрешением 4800×4800 в матрице 8×8. Я знаю, математические расчеты не совсем подходят: четыре угла не имеют ПЗС-матриц, поскольку оптика телескопа не создает круг изображения, который мог бы их покрыть. Размер результирующего файла изображения превышает два гигабайта, и каждую ночь система генерирует около 10 терабайт данных.

Для чего все это экстремальное разрешение? Что ж, Pan-STARRS — это так называемый обзорный телескоп, и его цель — делать снимки ночного неба для поиска переходных объектов.Это могут быть астероиды, сверхновые звезды или что-нибудь необычное. Это может показаться простым, но ночное небо огромно, и большинство телескопов предназначены для записи очень маленьких его участков. С другой стороны, этот телескоп предназначен для захвата изображения с углом обзора в три градуса при каждом снимке, что позволяет четыре раза в месяц собирать новое изображение всего неба. Более или менее то, на что раньше уходили годы, теперь может быть выполнено Pan-STARRS за неделю.

Все это свидетельствует о быстром развитии цифровых инструментов, а также о смекалке инженеров и астрономов.И они даже не близки к завершению. Примерно в 2023 году камера Большого синоптического обзорного телескопа, расположенного на вершине горы в Чили, начнет полноценные научные операции. При весе почти 6200 фунтов, он станет самой большой цифровой камерой, обогнав GPC2 с колоссальным разрешением в 3,2 миллиарда пикселей.

Изображения использованы с разрешения Генри Вейланда и Билла Унру соответственно.

Как снимать 7-гигапиксельные фото сверхвысокого разрешения —- Урок

Я всегда был поклонником фотографических работ Андреаса Гурски и других, которые огромны по размеру и при этом сохраняют удивительные детали.Хотя Гурски — живая легенда, и никто из нас в ближайшее время не приблизится к его сфере, существует множество более доступных подходов к созданию массивных изображений, поддерживающих невероятные детали, доступные большинству из нас

Поэтому я хочу на секунду представить Бена Питта. Бен — технический специалист и фотохудожник, который изучал цифровые вещи и программное обеспечение более 15 лет — и, как демонстрирует этот пост, — он знает кое-что о создании этих мультигигапиксельных изображений с безумной детализацией и проведет вас через это post… Не забудьте щелкнуть ссылку на эту сумасшедшую 7-гигапиксельную фотографию здесь (требуется Flash), чтобы понять, о чем я говорю.-Часть
________

Спасибо, Чейз. Меня действительно беспокоит чрезмерно высокое разрешение современных цифровых камер. Серьезно, кому нужно больше 12 мегапикселей? (Не отвечайте на это.) По иронии судьбы, я недавно обнаружил ошибку другого типа: создание гигапиксельных панорам. Для этого нужно сделать сотни фотографий и соединить их на компьютере. Изображение выше весит 7 гигапикселей. Напечатанный с разрешением 300 точек на дюйм, он будет шириной 61 фут.

Как упоминал Чейз, потратьте секунду, чтобы проверить 7-гигапиксельное изображение, щелкнув одну из этих ссылок Gigapan (требуется Flash), Gigapan для iPhone / iPad или Photosynth (требуется Silverlight).Нажмите кнопку полноэкранного режима и посмотрите, сможете ли вы отследить четыре детали ниже. Продолжайте — увеличивайте масштаб прямо до тротуара, где вы можете заглянуть в жизнь миллионов местных жителей Сан-Франциско, которые проводят свой день.

Сшивание панорамы с разрешением

гигапикселей — сложная задача для компьютера, но этот метод на удивление прост, а оборудование не должно быть дорогим. Есть несколько высокотехнологичных комплектов, таких как роботизированные крепления для камеры GigaPan, но мое изображение было снято с помощью обычного штатива и недорогой камеры с ультра-зумом, которую я случайно взял с собой в поездку.Длинный телеобъектив имеет решающее значение, и Panasonic FZ200 был идеален с его максимальным фокусным расстоянием 600 мм (эквивалент) и четкой фокусировкой. Обычно я предпочитаю использовать зеркальную или беззеркальную камеру, но мне нравится, насколько универсальны, компактны и доступны эти камеры с ультра-зумом.

Шаг 1. Съемка
Во-первых, съемка была довольно простой. Я установил камеру на штатив, переключил экспозицию, фокус и баланс белого на ручной и увеличил масштаб. Все, что оставалось, — это зигзагообразно перемещаться по сцене, снимая ее по очереди с примерно 30-процентным перекрытием, чтобы обеспечить точную строчку.Я сделал 1229 фотографий, сделанных в 16 рядов по 75 снимков в каждом. На это ушло чуть больше часа. К счастью, погода в Калифорнии немного стабильнее, чем в моей родной Англии, поэтому свет не сильно менялся в течение часа.

Шаг 2: Прошивка
Через неделю я вернулся к своему ПК и, наконец, смог сшить его вместе. Я использовал бесплатную утилиту для Windows под названием Microsoft ICE (сокращение от Image Composite Editor). Процесс сшивания полностью автоматический — просто импортируйте файлы JPEG, и программа определит общие черты на перекрывающихся фотографиях, при необходимости скорректирует геометрию каждой фотографии и склеит их все вместе.Обработка сотен фотографий занимает часы, но вы можете просто оставить программу, чтобы она продолжала работать.

Photosynth для iPhone

[Примечание. Для Windows и Mac доступны другие утилиты сшивания, например PTgui и GigaPan Stitch. Они обойдутся вам примерно в 100 долларов, но у них есть некоторые полезные дополнительные функции, такие как коррекция виньетки GigaPan Stitch или ручная настройка PTgui для смещенных фотографий. Также есть несколько впечатляющих приложений для iPhone для сшивания панорамы. Эквивалентного объектива iPhone 33 мм недостаточно), но вы не сможете превзойти приложение для iPhone по мгновенности и интерактивности.Ознакомьтесь с обзором приложений DPReview Connect для создания панорамы для iOS здесь.]

Шаг 3. Устранение неполадок
Я обнаружил, что автоматическое сшивание панорамы редко бывает безупречным, и было четыре области, где у ICE возникли проблемы на моем снимке из Сан-Франциско. Я ожидал двух из них — небо и склон холма на переднем плане — поскольку знал, что в этих областях будет недостаточно деталей, чтобы программа могла определить общие черты на перекрывающихся фотографиях. Я обошел это, снова сняв горизонт на 195 мм, что дало мне достаточно неба, так что мне не пришлось вырезать башню Сутро из кадра.Увеличьте масштаб, и вы заметите, что небо не такое резкое, как город, но оно действительно заметно только в самолете, расположенном чуть выше дирижабля. Для переднего плана я сшил с десяток кадров на 25 мм. Это намного меньше деталей, чем остальная часть изображения, но, учитывая, что передний план не в фокусе, соединение довольно незаметно.

Шаг 4: Обработка Photoshop
Затем я загрузил эти три стежка в Photoshop CS6, изменил размер меньших, чтобы они соответствовали самым большим, и смешал их вместе.Это та работа, которую не стоит рассматривать без Photoshop. Я пробовал разные редакторы, чтобы увидеть, как они справятся с файлом PSB размером 15 ГБ, и Photoshop был единственным, у кого был шанс. Если вы не владеете им, имейте в виду, что теперь вы можете арендовать его по дешевке.

Деревья на переднем плане тоже сбивали с толку ICE, потому что они развевались на ветру, поэтому я вернулся к исходным фотографиям, чтобы исправить эту область. Также было одно маленькое пятно, которое я как-то полностью упустил, поэтому мне пришлось перестроить его с помощью некоторых уловок в Photoshop — я должен пиво первому, кто его нашел.

Шаг 5: Совместное использование
Совместное использование и даже сохранение гигапиксельных панорам — еще одна проблема. Форматы JPEG и TIF ​​не достигают таких высот, поэтому формат Photoshop PSB — единственный вариант, который я нашел для сохранения на диск. Лучший способ просматривать и делиться ими — через сайты онлайн-хостинга. Они работают аналогично сайтам спутниковой картографии, таким как Google Maps, загружая небольшие фрагменты фотографии по запросу. Я загрузил на Gigapan.com, используя его бесплатную утилиту для загрузки, и на Photosynth.net с помощью плагина для Photoshop. Вы также можете загрузить на Photosynth.net прямо из Microsoft ICE.

Есть несколько захватывающих дух панорам на GigaPan, Photosynth и других местах — посмотрите работы Мартина Кулхави на www.martin.kulhavy.info и этого 30-гигапиксельного 360-градусного монстра Мэтта Юттендаэле, который стоит за ICE. Это фотографии, которые вдохновили меня, и я счастлив, что создал что-то, что — по крайней мере, технически — находится в той же лиге, и все же было достигнуто с помощью дешевой камеры и базового штатива.

Мне нравится, что я создал и опубликовал это изображение, но большую часть я не видел. Это фото для изучения — поиска мельчайших деталей. Как человек в красной кепке, читающий книгу на крыше, двое малышей планируют побег с детской площадки или массы уличного искусства на юге Сан-Франциско. Есть что-то приятное в том, что это изображение любознательное, но непредвзятое. Вот как выглядел Сан-Франциско 13 октября 2012 года: от разрушенного огнем фасада дома до человека в парке со своей палаткой.Надеюсь, ты тоже найдешь там что-нибудь интересное. Я надеюсь, что вы человек в красной кепке, читаете это сейчас. В любом случае, если у вас есть длинный объектив и пара часов в запасе, я хотел бы посмотреть, что происходит в вашем районе.

Задерните занавес: гигапиксельные камеры создают очень интересные снимки [Слайд-шоу]

Прогресс в технологиях, как правило, нас портит. ПК, которым всего несколько лет, не имеют современных смартфонов, и, в то время как мегапиксельные изображения когда-то были последним словом в цифровой фотографии, гигапиксельные изображения (состоящие как минимум из одного миллиарда пикселей или элементов изображения) начинают появляться на Интернет в ярких деталях.

Гигапиксельные изображения также обладают огромным потенциалом для предоставления правоохранительным органам и военным подробной информации разведки и наблюдения. Изображения на большом расстоянии, полученные сегодня с помощью спутников или беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), могут захватывать детали вплоть до номерного знака во время полета на высоте, слишком большой для того, чтобы эти дроны можно было обнаружить с земли. Но эти изображения дают лишь узкое представление, говорит Рави Атхале, консультант Управления перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA) и старший научный сотрудник MITER Corp.в Маклине, штат Вирджиния. Он сравнивает изображения с БПЛА с изображением поля боя или города через «соломинку с содовой», а спутниковые изображения — с инъекционной иглой.

«Мы больше не имеем дело со стационарными объектами, армейскими танковыми частями или ракетными шахтными подразделениями, — говорит Атал. — [Для борьбы с терроризмом требуется] осведомленность о том, что происходит на обширной территории размером со средний город».

Посредством своей программы «Расширенные архитектуры с широким полем обзора для реконструкции и использования изображений» DARPA в течение последнего года работало над способами разработки камеры, способной делать изображение гигапиксельного качества на одном снимке.Этот подход является новаторским, учитывая, что сегодняшние гигапиксельные изображения фактически состоят из изображений размером в несколько мегапикселей, соединенных вместе в цифровом виде, чтобы обеспечить высокий уровень детализации на большой площади. Это часто делается с помощью длиннообъективной цифровой однообъективной зеркальной камеры (SLR), установленной на моторизованном креплении. Программное обеспечение управляет движением камеры, которая захватывает мозаику из сотен или даже тысяч изображений, которые, будучи помещены вместе, создают единую сцену с высоким разрешением, которая сохраняет свою четкость даже при увеличении масштаба изображения определенной области.DARPA планирует инвестировать 25 миллионов долларов в течение трех с половиной лет в свою программу, которая включает компонент под названием Максимально масштабируемая визуализация оптических датчиков с вычислением (MOSAIC).

Подход к гигапиксельной цифровой фотографии с использованием одного снимка имеет свои недостатки. Оборудование громоздкое, дорогое и сложное. Кроме того, поскольку автоматической камере может потребоваться несколько минут или даже часов для съемки всех отдельных изображений, необходимых для создания более крупной мозаики, условия освещения могут измениться и объекты (автомобили, люди, самолеты и т. Д.)) может входить в рамки и выходить из них. А для сшивания отдельных изображений требуется программное обеспечение, которое должно согласовывать точки перекрытия — любые ошибки необходимо исправлять вручную.

Для таких изображений также требуется специальное программное обеспечение для просмотра, которое можно найти на Google Earth, 360world.eu, Gigapan.org (созданном Питтсбургским университетом Карнеги-Меллона, НАСА и Google) и на других веб-сайтах, которые позволяют загружать, просматривать и публиковать гигапиксельные цифровые фотографии. паутина.

Гигапиксельные изображения также не подходят для съемки компактной недорогой камерой.Цифровые процессоры и память, используемые в сегодняшних камерах, плохо приспособлены для обработки изображений с разрешением гигапикселей, которые содержат более чем в 1000 раз больше информации, чем изображения с мегапикселями. (10-гигапиксельное изображение заняло бы более 30 гигабайт места на жестком диске.) И хотя пиксели часто используются в отношении разрешения изображения, этот атрибут действительно можно измерить, только принимая во внимание общие размеры изображения и количество пикселей на дюйм или на сантиметр. Например, изображение 20.3 на 25,4 сантиметра при 60 пикселях на сантиметр имеет такое же разрешение, что и изображение 10,2 на 12,7 сантиметра при 120 пикселях на сантиметр.

Компьютерная фотография
Группа исследователей из Колумбийского университета в Нью-Йорке во главе с профессором компьютерных наук Шри Наяром считает, что создание одного снимка с гигапиксельной камеры возможно, если они смогут уменьшить сложность таких изображений. «Вместо того, чтобы думать об этом как о захвате окончательного изображения, вы фиксируете информацию, которая может понадобиться для вычисления окончательного изображения», — говорит Наяр.

В докладе, который будет представлен на апрельской Международной конференции IEEE по компьютерной фотографии (ICCP) в Питтсбурге, исследователи из Колумбии предлагают три относительно компактных конструкции камеры (две из которых они фактически построили в качестве прототипов) для однокадрового гигапиксельного изображения: каждая конструкция основана на шарообразной линзе и одном или нескольких цифровых датчиках. Такой объектив является одним из самых простых, поскольку он имеет идеальную симметрию (что приводит к меньшему количеству аберраций) и состоит из одного элемента, а не из нескольких линз, которые должны быть настроены для совместной работы, — говорит Оливер Коссэрт, кандидат наук по информатике из Колумбии, который работает с Найар .

Первая камера, созданная Наяром, Коссэром и их командой в Лаборатории компьютерного зрения (часть факультета компьютерных наук Колумбийской инженерной школы), представляет собой одноэлементную моноцентрическую камеру, которая использует двигатель панорамирования / наклона для последовательного сканирования одного датчика для имитации массив плиточных датчиков. Вторая камера — это система, которая фактически использует массив из пяти датчиков, расположенных бок о бок, что обеспечивает непрерывное поле зрения (FOV). Во второй системе упаковка вокруг каждого датчика оставляет некоторое пространство между ними.Чтобы учесть это, исследователи добавили пять вторичных релейных линз, помещенных между сферической линзой и датчиками. Эта конфигурация позволяет полям каждого датчика немного перекрываться, чтобы в данных не было пробелов, которые могли бы исказить окончательное изображение.

Третья конструкция прикрепляет линзы вторичного реле непосредственно к половине шарообразной линзы (придавая ей неровный, а не гладкий вид) и включает большое количество небольших датчиков вокруг этой половины линзы. Эти датчики могут быть прикреплены к внутренней части сферической полуоболочки, немного превышающей размер самой линзы.Затем сферическая линза будет расположена внутри полуоболочки, так что каждый датчик будет соединен с релейной линзой. Любые изображения, просматриваемые гладкой частью линзы, будут захвачены датчиками внутри половины корпуса.

«Мы хотим показать, что есть путь к гигапиксельным камерам, видео или фото, используя форм-фактор, вес и стоимость чего-то, что сегодня могло бы стать камерой», — говорит Наяр. «Раньше считалось, что это невозможно сделать без создания действительно сложной системы.Мы говорим, что, используя вычисления и простые системы, вы можете это сделать ».

Athale признает потенциал работы, проделанной Наяром, Коссэртом и их командой, говоря:« Вычислительная фотография имеет решающее значение для обеспечения постоянного широкого — наблюдение за областью ».

Другой снимок приближается к
Microsoft Research Asia — одна из немногих групп, экспериментирующих с однокадровыми гигапиксельными изображениями. С 2007 года исследователи разрабатывают прототип, который они назвали dgCam, чья мощная конфигурация объектива в виде гармошки придает устройству вид старой широкоформатной камеры.Камера dgCam, которая принимает 1,6-гигапиксельные изображения и не предполагается, что будет продаваться в коммерческих целях, также использует сенсор, намного больший, чем те, что используются в прототипах Колумбии. Камера dgCam, не предназначенная для использования в качестве компактной камеры, предназначена для помощи музеям в архивировании, управлении и исследовании древних картин и рисунков.

Широкоформатные камеры, которые на заре своего существования требовали использования больших фотопластинок и пленок, а теперь полагаются на датчики, намного большие, чем те, которые используются исследователями Колумбии, хорошо подходят для детальной съемки небольших объектов, говорит Моше. Бен-Эзра, исследователь из группы визуальных вычислений Microsoft Research Asia, разработавший и построивший dgCam.«Объектив не перемещается во время захвата изображения, что очень важно для получения качественного изображения любого объекта, который не является полностью плоским», — говорит он. DgCam сканирует изображения и, как и проект Columbia, использует вычислительные алгоритмы для сбора информации об этих изображениях.

Еще один широкоформатный подход к созданию гигапиксельных снимков — проект Gigapixl, который физик Грэм Флинт сформировал около десяти лет назад. В камере Gigapixl используется пленка размером 23 на 46 см — та же, что используется в военных самолетах-разведчиках, таких как U-2, для захвата изображений, — которые затем сканируются и оцифровываются для создания изображений размером до четырех гигапикселей.

Гигапиксельные цифровые изображения все еще находятся в зачаточном состоянии, но спрос на них будет быстро расти по мере развития технологии. «В 1999 году мегапиксельные камеры были мечтой», — говорит Кристофер Хиллс, консультант по безопасности из Securitas Security Services, который также ведет сайт gigapixel360.com. Теперь цифровые фотоаппараты высокого класса могут снимать 25-мегапиксельные изображения. «Я абсолютно уверен, что это будет следующий большой шаг в эволюции видеонаблюдения и видеонаблюдения», — добавляет он. «Мир всегда будет двигаться в сторону больших, быстрых и менее дорогих изображений и видео.»

Слайд-шоу: прототип и концептуальная гигапиксельная камера исследователями Колумбии

Инженеры заявляют о разработке самой маленькой и самой быстрой гигапиксельной камеры

Американские инженеры создали прототип гигапиксельной камеры размером с прикроватную тумбочку, которая может захватывать изображение в один моментальный снимок с детализацией в 1000 раз больше, чем современные устройства.

По словам разработчиков, это не первая в мире гигапиксельная камера, но она самая маленькая и быстрая и открывает перспективы для улучшения безопасности аэропортов, военного наблюдения и даже онлайн-трансляций спортивных состязаний.

Пиксель — это небольшая светлая точка на цифровом изображении, концентрация которой вместе составляет изображение.

От Меги до Гига

Современные камеры фиксируют изображения, измеряемые в мегапикселях — миллионе пикселей — обычно от восьми до 40 для среднего потребительского устройства. Из тысячи мегапикселей получается гигапиксель, который, таким образом, состоит из миллиарда пикселей.

Большинство современных гигапиксельных изображений создаются путем цифрового слияния нескольких мегапиксельных изображений.

«Наша камера записывает изображение размером 1 гигапиксель менее чем за 10 долей секунды», — сообщил AFP участник проекта Дэвид Брэди в журнале Nature.

Гигапиксельное изображение фиксирует детали, невидимые человеческому глазу, которые впоследствии могут быть исследованы путем увеличения без потери четкости.

Устройство, получившее название AWARE-2, помещается в коробку размером 75 см X 50 см X 50 см, большая часть которой состоит из оборудования электронной обработки и связи.

Оптическая система состоит из шестисантиметрового (2,4-дюймового) шарообразного объектива, окруженного массивом из 98 микрокамер, каждая с 14-мегапиксельным сенсором.

Брэди сказал, что оптическая система сама по себе весит около 10 кг (22 фунта), а вместе с футляром — около 45 кг.

Усадка нового поколения

«Однако в следующем поколении электронная система уменьшится в четыре раза».

«Сегодня используются узкоспециализированные гигапиксельные астрономические телескопы и бортовые системы наблюдения, которые сравнительно велики и имеют узкое поле зрения», — сказал Брэди из Университета Дьюка в Северной Каролине.

Есть и пленочные гигапиксельные камеры.

«Наша технология наиболее интересна как первая демонстрация изображения с большим количеством пикселей и широким полем зрения при конечных диапазонах фокусных расстояний», — сказал Брэди.

По его словам, стоимость такой камеры сегодня будет аналогична стоимости цифровой кинокамеры с высоким разрешением — от 100 до 250 тысяч долларов.

Но по мере совершенствования электроники цена должна стать доступной для профессиональных и серьезных фотографов-любителей в течение примерно пяти лет, а вскоре после этого широко распространятся портативные гигапиксельные камеры.

Брэди сказал, что эту технологию можно использовать, например, для потоковой передачи спортивных событий через Интернет, позволяя зрителям увеличивать масштаб и смотреть игру с любого ракурса и разрешения, которое они выберут.

Точно так же камеры, установленные в игровых парках или на смотровых площадках, позволили бы онлайн-туристам изучить сцену гораздо более подробно, чем если бы они действительно были там.

«Повсеместно распространенные гигапиксельные камеры могут превратить центральную проблему фотографии из вопроса о том, куда направить камеру, в вопрос о том, как добывать данные», — говорится в отчете Nature.

Авторское право Агентство Франс-Пресс, 2012 г.

Камера с разрешением

мегапикселей? Попробуйте Gigapixel | Инженерная школа Дьюка Пратта

Дюрэм, Северная Каролина — Синхронизируя 98 крошечных камер в одном устройстве, инженеры-электрики из Университета Дьюка и Университета Аризоны разработали прототип камеры, который может создавать изображения с беспрецедентной детализацией.

Разрешение камеры в пять раз лучше, чем у человека 20/20 при горизонтальном поле обзора 120 градусов.

Новая камера может захватывать до 50 гигапикселей данных, что составляет 50 000 мегапикселей.Для сравнения, большинство потребительских фотоаппаратов способны делать фотографии размером от 8 до 40 мегапикселей. Пиксели — это отдельные «точки» данных — чем больше количество пикселей, тем лучше разрешение изображения.

Исследователи считают, что в течение пяти лет, когда электронные компоненты камер станут миниатюрными и более эффективными, следующее поколение гигапиксельных камер должно быть доступно широкой публике.

Подробная информация о новой камере опубликована в Интернете в журнале Nature.Исследование команды было поддержано Агентством перспективных оборонных исследовательских проектов (DARPA).

Камера была разработана группой под руководством Дэвида Брэди, профессора электротехники Майкла Дж. Фитцпатрика инженерной школы Дьюка Пратта, а также ученых из Университета Аризоны, Калифорнийского университета в Сан-Диего и компании Distant Focus Corp.

«Каждая из микрокамер захватывает информацию из определенной области поля зрения», — сказал Брэди. «Компьютерный процессор, по сути, сшивает всю эту информацию в единое детализированное изображение.Во многих случаях камера может захватывать изображения вещей, которые фотографы не могут видеть сами, но затем могут обнаружить, когда изображение будет просмотрено позже ».

«Разработка высокопроизводительной и недорогой оптики и компонентов для микрокамер была основной проблемой в наших усилиях по разработке гигапиксельных камер», — сказал Брэди. «Хотя принципиально важны новаторские конструкции многомасштабных линз, основным препятствием для повсеместного получения изображений с высоким разрешением оказывается меньшая мощность и более компактные интегральные схемы, а не оптика.”

Программное обеспечение, объединяющее входные данные с микрокамер, было разработано командой из Аризоны под руководством Майкла Гема, доцента кафедры электротехники и вычислительной техники в Университете Аризоны.

«Традиционно одним из способов улучшения оптики было добавление большего количества стеклянных элементов, что увеличивает сложность», — сказал Гем. «Это проблема не только для специалистов по визуализации. Суперкомпьютеры сталкиваются с той же проблемой с их все более сложными процессорами, но в какой-то момент сложность просто насыщает и становится непомерно высокой.«

«Наш нынешний подход, вместо того, чтобы создавать все более сложную оптику, заключается в создании массивно параллельного массива электронных элементов», — сказал Гем. «Общая линза объектива собирает свет и направляет его к окружающим его микрокамерам, точно так же, как сетевой компьютер передает детали на отдельные рабочие станции. Каждый получает свое мнение и работает над своим маленьким кусочком проблемы. Мы договариваемся о частичном совпадении, поэтому ничего не упускаем ».

Сам прототип камеры имеет квадрат два с половиной фута и глубину 20 дюймов.Интересно, что только около трех процентов камеры состоит из оптических элементов, а остальное — из электроники и процессоров, необходимых для сбора всей собранной информации. Очевидно, заявили исследователи, это та область, где дополнительная работа по миниатюризации электроники и повышению их обрабатывающей способности сделает камеру более практичной для обычных фотографов.

«Камера сейчас такая большая из-за электронных плат управления и необходимости добавлять компоненты, чтобы предохранить ее от перегрева», — сказал Брэди. «По мере развития более эффективной и компактной электроники должна последовать эра портативной гигапиксельной фотографии. .”

Соавторы отчета Nature с Брэди и Гемом: Стив Феллер, Дэниел Маркс и Дэвид Киттл из Duke; Датон Голиш и Эстебан Вера из Аризоны; и Рон Стэк из Distance Focus.

Пятифутовый объектив

и 3,2-гигапиксельная камера для фотографий ночного неба

L1 Линза камеры отполирована и покрыта широкополосным просветляющим покрытием Safran-Reosc. Проект LSST / NSF / AURA.

В прошлом месяце инженеры упаковали самый большой оптический объектив из когда-либо созданных, прежде чем отправить его за 17 часов из Тускона, штат Аризона, в Национальную ускорительную лабораторию SLAC в центральной Калифорнии.

Линза имеет диаметр пять футов и толщину четыре дюйма; для его перевозки требовался грузовик. Он был прикреплен к дополнительной линзе (3,9 фута) при поставке, и вскоре за ней последует еще одна.

Вместе эти три элемента объектива будут установлены на камеру, которая после завершения станет самой большой цифровой камерой из существующих. И дуэт камера-объектив в конечном итоге будет присоединен к телескопу: Большому синоптическому обзорному телескопу, который находится в разработке более десяти лет.

Обратите внимание, что сама камера состоит из 189 сенсоров, которые при объединении создают изображения потрясающего размера: 3,2 гигапикселя. Она все еще находится в производстве в Национальной ускорительной лаборатории SLAC, но, вероятно, будет завершена в 2021 году. Стоимость одной только камеры составляет колоссальные 168 миллионов долларов.

Цель этой огромной установки — сделать детальные фотографии ночного неба. Полный телескоп будет размещен на горе Черро Пачон в Чили, где камера будет делать снимки с 20-секундными интервалами.

Как поясняется в пресс-релизе одной из лабораторий, участвовавших в создании линз:

Эти данные помогут исследователям лучше понять темную материю и темную энергию, которые вместе составляют 95 процентов Вселенной, но состав которых остается неизвестным, а также изучать формирование галактик, отслеживать потенциально опасные астероиды и наблюдать взрывающиеся звезды.

Недавно мы сообщали о 108-мегапиксельном смартфоне Xiaomi с круговым экраном, но с разрешением 3.2-гигапиксельная камера выдувает это из воды. Даже недавно анонсированная камера видеонаблюдения, которая произвела фурор, когда она была представлена ​​на Китайской международной промышленной выставке, достигла 500 мегапикселей. Оснащенный технологией распознавания лиц, есть серьезные проблемы с конфиденциальностью, когда дело доходит до того, как ее можно использовать в стране, которая уже внимательно следит за своими гражданами.

Но высокое разрешение этих камер действительно выявляет кое-что, о чем часто забывают технические рекламодатели: большее количество мегапикселей даст больше деталей, только если у вас есть объектив, который может разрешить эти детали.Если ваш объектив может разрешить детализацию только на 12 мегапикселей, то вы не получите никакой выгоды от установки на камеру 108-мегапиксельного сенсора. Вот почему Большому синоптическому обзорному телескопу требуется сверхточная оптика, если ученые хотят собрать значимые данные.

Конечно, вам не нужен объектив стоимостью в миллионы долларов для получения 108-мегапиксельных фотографий с высокой детализацией.