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O Blog do Bega

Sobral, onde a luz fez a curva.

domingo, 31 de agosto de 2014

Cientistas criam câmera que captura 4,4 trilhões de frames por segundo


     No século XIX, o fotógrafo Eadweard Muybridge chocou o mundo com a beleza dos seus estudos sobre o movimento dos cavalos. Haveria um instante, durante o galope, em que os quatro cascos do animal deixavam de tocar o chão? Muybridge respondeu essa pergunta com a famosa sequência de fotos que capturava os vários estágios desse movimento. Mais de 100 anos mais tarde, cientistas das universidades de Tóquio e Keio no Japão continuam essa busca pelos instantes fugazes do mundo natural com uma câmera capaz de registrar fenômenos tão rápidos quanto a condução do calor por um material.
     Batizada de STAMP (Sequentially Timed All-optical Mapping Photography – algo como “fotografia de mapeamento óptico sequencialmente cronometrada”), a essa máquina produz uma sequência de imagens com uma resolução de 450 x 450 pixels. Pode parecer pouco, mas o intervalo de tempo entre a captura de cada um desses frames é de cerca de 100 femtosegundos, ou seja, menos do que um trilionésimo de segundo. Em outras palavras, essa câmera é mais de 36 bilhões de vezes mais rápida que um iPhone 5s, cujos vídeos em câmera lenta são gravados a 120 FPS.
     O método de captura não é nem um pouco convencional. Em vez de realizar uma sucessão de exposições que ocupam toda a área do sensor de imagem, o STAMP usa um sistema óptico inovador que conduz os raios de luz de modo que eles atinjam áreas diferentes do sensor em intervalos determinados(daí o “mapeamento óptico sequencialmente cronometrado” do nome do aparelho). Essencialmente, eles estão trocando resolução por frame rate. Como é a própria propagação da luz que determina o intervalo entre os quadros, essa câmera não é limitada por nenhum efeito mecânico (como é o caso do obturador nas DSLR comuns) ou eletrônico.
     Como os próprios pesquisadores notam, já existe um método de geração de imagem que oferece mais resolução e é tão rápido quanto o STAMP. Essa técnica é chamada de “pump probing”. No entanto, ela depende da comparação entre uma série de amostragens para formar a imagem. Simplificando, isso quer dizer que a vantagem do STAMP sobre o “pump probing” está no fato de que ele pode capturar fenômenos que não são facilmente reproduzíveis. Além disso, ele o STAMP é tão flexível quanto uma câmera convencional, o que significa que ele pode ser adaptado para registrar processos microscópicos e macroscópicos.
     Naturalmente, a grande desvantagem do aparelho é que ele é muito grande. No momento, os cientistas estão trabalhando com uma unidade de 1m², mas eles planejam encolhê-la em breve.
     E as câmeras comuns? Existe alguma possibilidade de que uma tecnologia parecida seja incorporada às câmeras do mercado consumidor? Creio que isso é improvável. Mas isso não quer dizer que a modesta DSLR não tenha se beneficiado de desenvolvimentos na área. Por muito tempo, o elemento que obstruía a velocidade de captura de imagens era limitação física do obturador mecânico.  Um dos grandes avanços nesse sentido foi o obturador de cortina dupla, popularizado pela Leica, cujo conceito básico ainda é utilizado na maioria das câmeras com lentes intercambiáveis.


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