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  • 1 Billion Bilder pro Sekunde: Experimentelle Kamera zeigt Lichtausbreitung - Erklärungen der Community

    Forscher vom US-amerikanischen MIT haben eine Kamera konstruiert, die eine Billion Bilder pro Sekunde aufzeichnet. Das ist so schnell, dass sogar die Ausbreitung von Licht erfasst werden kann.

    Update: Im Kommentarthread gab es einige faszinierende Fragen, Erklärungen und Anregungen. Wir wollen an dieser Stelle den Kommentar von AbakusvonRuegen zitieren. Ein zusätzliches Video finden Sie am Ende des Artikels.

    "Also wenn ich das Erklärungsvideo richtig verstanden habe, dann nimmt die Kamera erstmal nur 1-dimensionale Bilder auf, d.h. nur Linien. Zusätzlich hat die Kamera nicht einen Lichtsensor, sondern 500, die in einer Reihe verbaut sind, wobei die Sensoren nicht zur selben Zeit ein Bild machen, sondern einer nach dem anderen. Dann ist es noch wichtig zu wissen, dass sie einen sehr konstanten Pulslaser verwenden. Das heißt, sie nehmen nicht einen einzigen Laserpuls auf, sondern viele aufeinanderfolgende Pulse. Anschließen können sie die Bilder (dadurch dass sie die Pulsfrequenz des Lasers kennen) aus den einzelnen Bildern ein Video zusammensetzen. Dabei ist aber zu beachten, dass dies nur ein Video einer einzigen Linie wäre, wäre nicht der rotierende Spiegel vor dem Objektiv (Rotationswinkel und -geschwindigkeit ebenfalls auf Pulsfrequenz abgestimmt). Dieser ermöglicht ein ähnliches Zusammensetzen von Einzelbildern, jedoch diesmal in vertikaler Richtung, so dass aus der Linie eine Fläche wird bzw aus dem Linien-Video ein 2-D-Video. Ich hoffe, ich konnte das so einigermaßen erklären bzw. hoffe ich, dass es auch so richtig ist, wie ich es verstanden habe"

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    Zeitlupenkameras sind in. Selbst kompakte Knipsen schaffen es mittlerweile, 100 Bilder und mehr pro Sekunde aufzunehmen - allerdings in deutlich reduzierter Auflösung. Aneinandergereiht ergeben diese Minifilmchen faszinierende Kunstwerke. Doch die Forscher des US-amerikanischen MIT gehen einen Schritt weiter. Der Trillion Frames Camera genannte, auf einer Streak Kamera basierende Prototyp nimmt schlappe 1 Billion Bilder pro Sekunde auf. Damit lässt sich die Ausbreitung von Licht darstellen.

    Durch einen Schlitz gelangen Photonen in die Kamera und passieren dabei ein elektrisches Feld. Das wird senkrecht zum Schliz reflektiert. Damit entsteht ein Bild mit einer Raum- und einer Zeitdimension. Die MIT-Forscher haben es geschafft, der Streak Kamera zwei räumliche Dimensionen zu entlocken. Dazu werden die gleichen Aufnahmen einfach wiederholt, die Kamera positioniert sich durch einen Drehspiegel neu und erfasst zeilenweise ein Bild mit zwei Dimensionen. Eine Aufnahme dauert rund eine Stunde und zeigt, wie Licht durch eine Flasche wandert - innerhalb einer Nanosekunde.

    Günstig ist die vom MIT entwickelte Kamera aber nicht: Zusammen mit dem Laser werden rund 250.000 US-Dollar fällig. Mithilfe des Systems könnten beispielsweise die Eigenschaften bestimmter Materialien besser erforscht werden. Auch die Ausbreitung von Blitzlichtern ließe sich damit perfektionieren.

    Quelle: MIT, Golem

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  • Es gibt 38 Kommentare zum Artikel
    Von Voodoo2
    ALBERT EINSTEIN meinte mal wie wehre es auf einen lichtstrahl zu reiten oder sitzendas licht scheint sich aber kreis…
    Von Hidden
    Schon beeindruckend.Noch cooler fänd ichs allerdings, wenn es direkt nen 2D Bild aufnehmen könnte mit 1 Billionen…
    Von Incredible Alk
    Wow nicht schlecht... hätte ich nicht für möglich gehalten dass man mal nen Lichtstrahl auf dem Video sehen könnte^^
    Von gnarr
    .....
    Von ruyven_macaran
    Zeile und Spalte sind nicht das gleiche. Es wird eine Linie gelesen, aber keine Spalten. Die werden zusammgesetzt. …
      • Von Voodoo2 Software-Overclocker(in)
        ALBERT EINSTEIN meinte mal wie wehre es auf einen lichtstrahl zu reiten oder sitzen

        das licht scheint sich aber kreis förmig auszubreiten wie als wen man einen stein ins wasser schmeist
      • Von Hidden Freizeitschrauber(in)
        Schon beeindruckend.
        Noch cooler fänd ichs allerdings, wenn es direkt nen 2D Bild aufnehmen könnte mit 1 Billionen Bilder pro Sekunde
        Das wäre mal nen cooler Zeitlupeneffekt.

        Derzeit lassen sich ja nur Bilder von Dingen aufnehmen, die kontinuierlich und perfekt getimed wiederholbar sind.
      • Von Incredible Alk Moderator
        Wow nicht schlecht... hätte ich nicht für möglich gehalten dass man mal nen Lichtstrahl auf dem Video sehen könnte^^
      • Von gnarr Komplett-PC-Käufer(in)
        .....
      • Von ruyven_macaran Trockeneisprofi (m/w)
        Zitat von MysticBinary82
        Doch es wird immer nur eine spalte/linie eingelesen und dann die ausrichtung des spiegels neu eingestellt für die nächste spalte/linie.


        Zeile und Spalte sind nicht das gleiche. Es wird eine Linie gelesen, aber keine Spalten. Die werden zusammgesetzt.


        Zitat von gnarr
        also laut deren website bezieht sich die billion auf die dauer der laserpulse ("1 trillionth of a second"), der als "blitzlicht" dient...
        die kamera "sammelt" die aufnahmen mit "roughly half a trillion frames"...

        Visualizing Light at Trillion FPS, Camera Culture, MIT Media Lab

        "A laser pulse that lasts less than one trillionth of a second is used as a flash and the light returning from the scene is collected by a camera at a rate equivalent to roughly half a trillion frames per second."


        also "nur" eine halbe billion frames...


        Rein vom Funktionsprinzip her sollte diese Kamera gar keine Frames kennen. Das Licht wird kontinuirlich über den Sensor gelenkt, die Kamera nimmt also unterbrechungsfrei auf. Richtiger wäre es vermutlich, von einer zeitlichen Auflösung zu sprechen - aber da lässt sich dann sicher um den Faktor zwei schönrechnen, je nachdem, wie scharf etwas sein muss, damit es als unterscheidbar gilt.
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Forscher vom US-amerikanischen MIT haben eine Kamera konstruiert, die eine Billion Bilder pro Sekunde aufzeichnet. Das ist so schnell, dass sogar die Ausbreitung von Licht erfasst werden kann.
http://www.pcgameshardware.de/Panorama-Thema-233992/News/MIT-859636/
15.12.2011
http://www.pcgameshardware.de/screenshots/medium/2011/12/Zeitlupenkamera-MIT-Licht00.jpg
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