INRS: метод C-BLIP снимает 3D-форму движущихся объектов со скоростью 150 000 кадров/с

Группа под руководством Цзиньяна Ляна из Национального научно-исследовательского института (INRS) в Квебеке разработала метод визуализации, который записывает 3D-форму движущегося объекта со скоростью до 150 000 кадров в секунду, сообщает tech.yahoo.com. tech.yahoo.comtech.yahoo.comtech.yahoo.comОткрыть источник ↗ Метод назван C-BLIP (chromatically band-limited illumination profilometry) и представлен 12 ноября. По словам авторов, он устанавливает мировой рекорд в 3D-профилометрии.

Как работает метод

Профилометрия измеряет форму поверхности объекта. Большинство систем 3D-профилометрии проецируют на объект световые узоры и восстанавливают форму по тому, как узоры искажаются. Исследователи, описывающие родственные системы, отмечают, что этот подход ограничен скоростью проектора и камеры, а также числом узоров, нужных для одного 3D-кадра.

Многие быстрые события, например столкновения, нельзя повторить по требованию, поэтому каждое нужно снять за один раз. Команда INRS добавляет, что существующие сверхбыстрые 3D-системы часто ограничены медленным захватом, ресурсоёмким восстановлением изображения или высокой стоимостью специального оборудования.

Чтобы обойти эти ограничения, команда объединила недорогую оптическую схему, безопасную для глаз светодиодную подсветку и лёгкий метод восстановления. Исследователи говорят, что это делает сверхбыструю 3D-съёмку более практичной и доступной для широкого круга исследовательских лабораторий, а не только специализированных. tech.yahoo.comtech.yahoo.comtech.yahoo.comОткрыть источник ↗

Эксперименты и границы рекорда

В экспериментах C-BLIP записал столкновение снаряда с лопаткой турбовентиляторного двигателя, аэродинамику падающей кленовой крылатки (крылатого семени, которое вращается при падении) и колебания мембраны громкоговорителя. Команда также обнаружила ультразвуковые колебания на поверхности объекта и извлекла из них акустическую информацию, восстановив произнесённое сообщение.

Заявление о рекорде относится именно к 3D-профилометрии. Прежние сверхскоростные системы в этой области сообщали примерно о 100 000 кадров в секунду, включая предыдущую систему с ограниченной по полосе подсветкой, представленную Ляном, и подход 2025 года от другой группы. Методы, фиксирующие распространение света, работают на миллиардах и триллионах кадров в секунду, но форму поверхности они так не измеряют.

«С C-BLIP мы можем непрерывно снимать быстрые неповторяемые трёхмерные явления, которые раньше было трудно наблюдать и количественно описывать», — заявил Лян, обладатель Канадской исследовательской кафедры по сверхбыстрой вычислительной визуализации. Исследователи видят применение в механике и аэродинамике, микрофлюидике, высокоскоростных испытаниях материалов и аддитивном производстве.

Сейчас команда оптимизирует систему, добавляя обработку на GPU, что в перспективе может позволить визуализировать такие события в реальном времени.