Saniyede Trilyon Kareyle Işığın Hareketini Kaydedebilen İnanılmaz Fotoğraf Tekniği: Femto

ismini femto saniye lazerden alan fotograflama teknigi. gunluk hayatta kullanilan fotograf makinalariyla karsilastirilirsa; lazer 1/1.000.000.000.000.000(femto) saniyelik flash patlamasina, alici hassasiyeti ise 1/1.000.000.000.000(pico) saniyelik pozlamaya denk geliyor.

bu sayilar soz konusu olunca, lazer isini parcasini donuk bir sekilde fotograflamak mumkun hale geliyor. isik hizini 300.000.000.000mm/sn olarak kabul edersek, 1 pico saniye 0.3mm'lik lazer isinina denk geliyor. projeyle ilgili paper'da lazerin kac femto saniyelik tepki suresi oldugu belirtilmemis. elde olan bilgiler, lazerin 13 nano saniyede bir calistirildigi ve her fotograf karesinin ortalama 1,71 pico saniye pozlamaya sahip oldugu.

projeyi yuruten grup, femto fotograflama teknigini birden cok poza uygulayarak isigin time lapse goruntusunu elde etmeyi basarmislar. buna gecmeden once tek bir karenin nasil olusturuldugunu ozetlemek lazim.

isigi donuk bir sekilde yakalamak icin pico saniyelik pozlamaya ihtiyac var, bununla birlikte dunyanin en hizli goruntu algilayicilari 100 pico saniyeden daha uzun hassasiyete sahipler. bu sorunu cozebilmek icin, streak kamera sistemi kullanilmis. 

bu sistem 1 pico saniye hassasiyete ve yatay eksende kabul edilebilir alan genisligine sahip olmasina ragmen, dikey eksende sadece 1 pixel alan genisligine sahip.

ayrica 1 pico saniyelik pozlama, gereken goruntu bilgisini kaydetmek icin yeterli olmadigindan sadece tekrarlanan surekli olaylar bu sekilde fotograflanabiliyor.

bir ornekle aciklamak gerekirse; matkap ucu donerken, asagidan yukariya dogru surekli tekrarlanan bir hareket iluzyonu olusturur. fotograf makinasi, matkabin donme frekansina uyumlu olarak birden cok fotograf cekerek, belirli bir ani daha uzun sure pozlayabilir. yani calismayan matkabi 1/100 pozlamayla 1 kere fotograflamak ile, calisan matkapi 1/10000 pozlama ile 100 kere fotograflayip bu bilgileri ust uste bindirmek benzer sonuclar verir.

deneye geri donersek; streak kamera'nin 800*1 cozunurluge sahip oldugunu varsayalim, her karenin yeterli isik alabilmesi icin birden cok kere fotograflanmasi gerekiyor. ilk satirin islemi bitirildikten sonra kamera lensinin baktigi ayna belirli bir oranda dondurelerek, ikinci satira odaklanmasi saglaniyor. (tarayicilarda, isigin dokuman boyunca ilerleyerek veriyi kaydetmesi ile benzer bir surec) 800*600 bir fotograf karesi icin 600*(her satir icin gereken pozlama sayisi) adet fotograf cekilmesi ve bunlarin ozel bir algoritma yardimiyla ust uste bindirilmesi gerekiyor.

tek kare goruntu elde ettikten sonra, time lapse video icin pozlama zamanlarinin mukemmellestirilmesi ve her cekimde ayni sonucu verecek duzenegin kurulmasi gerekiyor. isik t zamanda fotograflandiktan sonra t+1 , t+2... t+480 pico saniyede fotograflanarak 24fps, 20 saniyelik time lapse video olusturuluyor. sonucta ortaya cikan video, 1 lazer isinin cisme carpmasi degil, binlerce lazer isininin ayni cisme carpmasinin ortalamasi olarak tanimlaniyor.

mit resmi tanitim videosunda tfp^* (saniyede trilyon kare) kamera olarak isimlendiriliyor.

ornekler:

ayrintili bilgi icin
http://web.media.mit.edu/~raskar/trillionfps/
http://web.mit.edu/…1/trillion-fps-camera-1213.html