Η πρώτη σούπερ-κάμερα

Ερευνητές στις ΗΠΑ δημιούργησαν για πρώτη φορά μία σούπερ-κάμερα, η οποία έχει ανάλυση ένα gigapixel, σπάζοντας έτσι το φράγμα των megapixel. Όπως είπαν, σε πέντε χρόνια η νέα τεχνολογία μπορεί να έχει πλέον ενσωματωθεί σε καταναλωτικές συσκευές που θα κυκλοφορούν στην αγορά.

Η ψηφιακή μηχανή τραβά φωτογραφίες που...
αποτελούνται από ένα δισεκατομμύριο pixel η κάθε μία, περίπου 1.000 φορές περισσότερα από τις εικόνες των συμβατικών καμερών, γεγονός που επιτρέπει στην μηχανή να συλλαμβάνει λεπτομέρειες που έως τώρα έμεναν αόρατες. Η κάμερα έχει τόσο μεγάλη ανάλυση που μπορεί να φωτογραφήσει ένα αντικείμενο πλάτους 3,8 εκατοστών σε απόσταση ενός χιλιομέτρου. Με άλλα λόγια, η μηχανή φωτογραφίζει πράγματα που οι φωτογράφοι δεν βλέπουν, αλλά ανακαλύπτουν εκ των υστέρων, όταν βλέπουν την φωτογραφία.

Η πρωτοποριακή φωτογραφική μηχανή ζυγίζει 93 κιλά (δεν είναι ακόμα φορητή!) και έχει διαστάσεις 75Χ75Χ50 εκατοστά. Επιπλέον, διαθέτει πολύ μικρότερο διάφραγμα (μόλις 1,6 εκατοστού), ενώ έχει περίπου πενταπλάσια εικονοστοιχεία - «πίξελ» σε σχέση με τις καλύτερες σημερινές επαγγελματικές κάμερες και σχεδόν 100 φορές περισσότερα από τις συνηθισμένες ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές «τσέπης». Όσο πιο πολλά είναι τα «πίξελ» μίας εικόνας, τόσο μεγαλύτερη είναι η ανάλυση και η καθαρότητά της.

Οι ερευνητές του πανεπιστημίου Ντιουκ της Β. Καρολίνα, σε συνεργασία με συναδέλφους τους από το πανεπιστήμιο της Αριζόνα και της εταιρeίας Distant Focus Corp., που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό "Nature", χρησιμοποίησαν με συνδυασμένο τρόπο 98 επιμέρους μικρο-κάμερες με ένα αισθητήρα των 14 megapixel η κάθε μία, οι οποίες είναι περιμετρικά διατεταγμένες γύρω από ένα κοινό σφαιρικό φακό. Από κοινού μπορούν να τραβήξουν μία φωτογραφία με οπτικό πεδίο που έχει εύρος 120 μοιρών και ύψος 50 μοιρών, σύμφωνα με το Αθηναϊκό Πρακτορείο.

Έως τώρα υπήρχαν φωτογραφικά συστήματα που παρήγαγαν εικόνες με ανάλυση gigapixel, όμως το πετύχαιναν με τη διαδοχική λήψη 1.000 ή και περισσότερων εικόνων από την ίδια μηχανή, καθώς αυτή μετακινιόταν αργά στο χώρο. Αυτή η διαδικασία διαρκεί από κάποια λεπτά έως μία ώρα, ένα πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα στο οποίο πολλά μπορούν να έχουν αλλάξει στο οπτικό πεδίο.

Όμως το νέο σύστημα τραβάει ταυτόχρονα 98 εικόνες, τις οποίες -με τη βοήθεια ενός επεξεργαστή και ειδικού λογισμικού που περιέχει- συγχρονίζει σε μία εικόνα. Η μηχανή τραβά τρεις εικόνες του ενός gigapixel μέσα σε ένα λεπτό. Στην πραγματικότητα, η κάμερα τραβά μία εικόνα σε λιγότερο από ένα δέκατο του δευτερολέπτου, αλλά χρειάζονται περίπου 18 δευτερόλεπτα για να μεταφερθεί η εικόνα από τη διάταξη των 98 μικρο-καμερών στην μνήμη της μηχανής.

Οι ερευνητές έχουν ήδη ετοιμάσει μία βελτιωμένη εκδοχή, με 226 μικρο-κάμερες, που τραβά φωτογραφίες των 2 gigapixel. Συνολικά, η κάμερα, αν προστεθούν και άλλες μικρο-κάμερες, θα μπορούσε να τραβά φωτογραφίες έως 50 gigapixel (50.000 megapixel).

Η κάμερα με την ονομασία Aware-2, η οποία χρηματοδοτήθηκε από την καινοτομική στρατιωτική υπηρεσία προωθημένων ερευνητικών προγραμμάτων DARPA (την ίδια που ξεκίνησε το Ίντερνετ), είναι δυνατό να αξιοποιηθεί για στρατιωτική επιτήρηση χώρων, για αστρονομικές και άλλες παρατηρήσεις, για εποπτεία του περιβάλλοντος και φωτογράφηση της άγριας φύσης κ.ά.

Η μεγάλη πρόκληση είναι πλέον η προσαρμογή και σμίκρυνση της τεχνολογίας, προκειμένου το φράγμα των megapixel να σπάσει και στις φορητές κάμερες, ώστε κάποια στιγμή ο οποιοσδήποτε να μπορεί να τραβά φωτογραφίες με ανάλυση gigapixel από τη φορητή συσκευή του. Οι ερευνητές ευελπιστούν ότι σε μία πενταετία η νέα γενιά των καμερών με ανάλυση gigapixel και με μέγεθος περίπου όπως οι σημερινές κάμερες τύπου SLR, θα είναι διαθέσιμη στην αγορά για το ευρύ κοινό. Προς το παρόν η κάμερα είναι ασπρόμαυρη, αλλά μελλοντικά θα αναβαθμιστεί σε έγχρωμη.

Οι αμερικανοί μηχανικοί ήδη βελτιώνουν την φωτογραφική μηχανή τους, ώστε να τραβά δέκα εικόνες του ενός gigapixel ανά δευτερόλεπτο, πολύ κοντά στο ρυθμό του βίντεο. Ελπίζουν να έχουν έτοιμη μία τέτοια βιντεοκάμερα έως το τέλος του έτους.

Το τωρινό κόστος κατασκευής της νέας gigapixel κάμερας είναι περίπου 100.000 δολάρια, αλλά μετά την μαζική παραγωγή της, αναμένεται να πέσει στα 1.000 έως 10.000 δολάρια. Εταιρείες μέσων ενημέρωσης έχουν ήδη δείξει ενδιαφέρον για τη νέα τεχνολογία, π.χ. για την βιντεοσκόπηση σε υπερ-υψηλή ανάλυση αθλητικών αγώνων.

Βέβαια, προκύπτει ένα τεχνικό πρόβλημα, καθώς μία βιντεοκάμερα με ανάλυση gigapixel θα δημιουργεί 10 gigabytes δεδομένων κάθε δευτερόλεπτο, πάρα πολλά για να αποθηκευθούν στα συμβατικά αρχεία ή για να «ανέβουν» στο YouTube, να σταλούν με ηλεκτρονικό ταχυδρομείο κ.λπ.