Метод C-BLIP из INRS снимает 3D-профиль поверхности до 150 000 кадров в секунду
Метод C-BLIP проецирует полутоновые полосы со сверхвысокой скоростью на некогерентном свете и непрерывно передаёт 3D-кадры. В демонстрациях достигнуто 150 кадров в секунду на тысячу, то есть 150 kfps.
Исследователи Ченг Цзян и Цзиньян Лян из Национального института научных исследований (INRS, Квебек) разработали хроматически ограниченную по полосе профилометрию освещения C-BLIP. По данным nature.com, метод снимает 3D-поверхности со скоростью до 150 тысяч кадров в секунду (kfps) nature.com
nature.comnature.comОткрыть источник ↗. Работа опубликована в Nature Communications.
C-BLIP относится к однокадровой профилометрии с проекцией полос. 3D-объект освещают периодическими полосами, а форму поверхности восстанавливают по деформированному изображению полос. По словам авторов, прежние системы с временным разрешением ограничивались скоростью проекции и съёмки, а скорость съёмки не превышала около 22 kfps.
Как устроена система
На стороне освещения C-BLIP сочетает цифровое микрозеркальное устройство с выбираемой пользователем областью кодирования и специально спроектированный проекционный объектив. Объектив обеспечивает хроматически ограниченную по полосе подсветку, поэтому программируемые полутоновые полосы формируются из бинарных шаблонов на некогерентных источниках света. Расфокусировка и пространственная фильтрация, применявшиеся ранее, по словам авторов, либо искажают фазу, либо требуют когерентного света.
На стороне регистрации система получает пространственно мультиплексированные цветные изображения полос, после чего восстанавливает 3D-изображение nature.com
nature.comnature.comОткрыть источник ↗. Это позволяет вести непрерывную передачу кадров, а не запись во внутреннюю память камеры.
Демонстрации
Авторы показали цветную 3D-съёмку столкновения лопатки турбовентилятора со снарядом при 25 kfps. Они также выполнили интенсивностную 3D-съёмку падения семени клёна (крылатки) при 75 kfps и шифрование и восстановление ультразвука при 150 kfps.
Согласно пересказу INRS, в одном из контролируемых опытов камера записывала колебания мембраны громкоговорителя, и по ним восстановили произнесённое сообщение. Камера фиксирует движение мембраны, а не звуковые волны в воздухе. Исследовательская группа называет эту скорость рекордной для оптической 3D-профилометрии. Среди областей применения авторы указывают промышленный контроль, бионику и защиту данных.
