Chụp ảnh 1 nghìn tỷ khung hình/giây: Ghi hình ánh sáng đang chuyển động

Thứ Ba, 04/07/2017

50 năm trước, người ta đã có thể chụp ảnh ở tốc độ 1 triệu khung hình/giây, bắt được khoảnh khắc viên đạn bay xuyên qua quả táo. Giờ đây, chúng ta đã có thể tăng tốc độ đó lên gấp 1 triệu lần nữa.

Trong video thuyết trình TED ở trên, phó giáo sư Ramesh Raskar của đại học MIT đã trình bày một dự án thú vị mà ông dẫn đầu. Với tên gọi Nhiếp ảnh Femto (Femto = 10 lũy thừa -15), giải pháp này cho phép thời gian phơi sáng của một khung hình là 1 phần 2 nghìn tỷ của giây, và kết quả sau khi xử lý ghi hình được chuyển động của ánh sáng trong khoảng 1 phần 500 tỷ của giây.

Ghi hình ánh sáng bị phản xạ hay tán xạ ở tốc độ như vậy thì gần như không thể đạt được độ sáng cần thiết. Các nhà nghiên cứu đã dùng phương pháp “chớp lóe” gián tiếp, ghi hình hàng triệu đo đạc với thời gian và góc độ cực kỳ chi tiết. Sau đó sắp xếp lại dữ liệu để tạo ra một “bộ phim” cho sự việc xảy ra chỉ trong một nano giây.

Một xung laser chưa tới 1 phần 1 nghìn tỷ giây được dùng làm chớp sáng, và camera chuyên dụng sẽ ghi lại quá trình chuyển động của nó. Tuy nhiên, do thời gian phơi sáng quá ngắn (khoảng 1 phần 2 nghìn tỷ giây) và góc thu quá hẹp của camera, video được quay trong khoảng vài phút bằng cách lặp lại quá trình này nhiều lần, và dữ liệu ghi được lên đến hàng Gigabyte.

Ngoài ra, dự án này còn tạo được hình ảnh các sóng ánh sáng phản xạ trên bề mặt của vật thể và bối cảnh, hay mở ra “siêu năng lực” cho phép chụp ảnh các vật thể nằm khuất camera…