你知道的最黑的黑科技是什么？

源济

你知道的最黑的黑科技是什么？

知乎高赞 2022-06-16 07:00 发表于吉林

有什么现在看起来仍然让人感到不可思议的技术，但是却真实存在？

 你知道的最黑的黑科技是什么？ 

| 答主：Mandelbrot（天文学话题下的优秀答主）（1.5 万人赞同了该回答）

世界上最快的摄像机可以让你看到光的运行。

 

 

试验场景是这样的：一小段激光脉冲从左边进入水瓶，高速摄像机记录下激光在水瓶中运动的过程。

 

 

这种摄像技术叫做飞秒照相，出自麻省理工学院的研究人员之手。

 

成像速度达到骇人听闻的每秒 1 万亿帧。

 

仔细算算你可能会发现一个问题：光在真空中的速度是每秒 3 x 10^8 米，那么在摄像机产生一幅图片的时间内，光在真空中也只能走 0.3 毫米。

 

为了生成一幅图像，摄像机需要进行大量的电子或机械操作。这样看来，莫非这个摄像机可以超光速运行？

 

还有一个问题：高速摄影中，每一幅图片曝光时间都非常短。在 1 万亿分之一秒内，摄像机接收到的光微乎其微，远远不足以生成一幅图片。

 

飞秒照相技术确实玩了一个小花招来避免上述问题。

 

你看到的视频好像是一小段激光穿过水瓶的过程，但实际上，他们向水瓶发射了上百万次激光脉冲，录制了上百万段视频。

 

当然，每一段视频包含的信息量极少，无法观看。然后电脑把所有视频合成为一个，集合了所有视频中的信息。

 

所以，摄像机不需要超光速运行（虽然摄像机的速度确实很高），错过了几帧也没有关系，下一次总会抓住的；每一帧光线太暗也没有关系，把一百万个视频合起来亮度就够了。

 

这项技术还有一些匪夷所思的应用，比如可以看见躲在墙角的人。

 

https://www.slideshare.net/cameraculture/raskar-ted-global-2012-femto-photography

 

在上图的场景中，摄像机不能看见屋里的人。于是，摄像机向门的不同位置发射多次激光脉冲。

 

光子从门上发射，走向不同方向。有少量激光会落到人身上，再次反射。部分激光会再次落到门上。

 

其中少数比较走运的光子会进入摄像机的镜头，被摄像机看到。摄像机通过分析接收到光子的时间，大致判断目标在屋里的什么位置。

 

经过上百万次激光脉冲和成像，摄像机就能建立起一个大致的三维模型。

 

 

题图： 知乎答主

编辑： 鑫鑫向荣