Как снять движение света

Этот эксперимент сделали еще в 2012 году. Использовали оборудование, которое захватывает изображения со скоростью примерно триллион кадров в секунду — это в 35 миллиардов раз быстрее, чем нормальная телевизионная камера…

Прямая запись света на такой скорости невозможна, поэтому чтобы воссоздать каждое изображение камера делает миллионы повторных сканирований. Процесс был назван фемтосъемкой и вот что получилось в результате

Сканирование по строкам

Для новой методики ученые адаптировали «полосовую электронную лампу» (streak tube) — оборудование, используемое для измерения световых импульсов. Она работает аналогично тому, как изображения создаются на традиционных телевизионных электронно-лучевых трубках, раз за разом сканируя одну тонкую горизонтальную линию за другой.

Поскольку каждое изображение эквивалентно только одной строке сканирования на телевизоре, для создания одного кадра нужно было сделать несколько сотен сканирований. Ученые сделали это, повторяя каждый снимок, поворачивая изображение камеры зеркалами, чтобы записать другую линию сканирования объекта.

В результате, метод подходит только для захвата события, которое может быть воссоздано точно так же несколько раз.

Лазерная подсветка

Чтобы создать движущееся изображение для освещения сцены использовался лазерный импульс, который мигал каждые 13 миллиардных долей секунды. Эти импульсы вызывали сработывание streak tube, которая поймала отраженный от обьекта свет.

Лазер и камера были тщательно синхронизированы, чтобы гарантировать, что импульсы были одинаковым. Когда линии сканирования были сшиты вместе, получалось ка будто они были сняты одновременно.

Анализ света

Потребовалось около часа, чтобы сделать достаточное количество снимков для окончательного видео запечатлевшего пикосекудное событие. Один из участников эксперимента назвал это оборудование «самой медленной и одновременно самой быстрой камерой в мире».

Затем использовалось программное обеспечение для преобразования всех изображений в фильмы продолжительностью около 480 кадров.