摄像头热成像测试（EPFL开发全新成像技术）

慢速摄影（Slo-mo）不仅是智能机上的一项趣味功能，因为科学家们也在借助这项技术，去捕捉令人难以置信的实验细节，比如更好地理解火箭发射、闪电模式、以及毒蛇攻击等。近日，来自瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）的一支研究团队，展示了他们最新开发的成像技术。其特点是能够借助普通的摄像头，捕获令人难以置信的超高速影像。

虚拟帧技术可让普通摄像头捕获令人难以置信的高速视频（图自：2019 Jamani Caillet）

据悉，这项被称作“虚拟帧”的技术，由 EPFL 软界面工程力学实验室和哈佛大学的研究人员们共同打造。其开发出了一种全新的成像方法，可捕捉令人难以置信的一闪而过的细节。

在深入“虚拟帧”之前，我们先来描述下这样一个场景。当一滴水撞击水面、织物被撕碎、或是气球被弹出的时候，普通相机难免会拍下模糊的画面。

但若能够在拍摄时，以恰当的方式去照亮主体，科学家们就可以采用全新的方法，去描述这些高速发生的事件。EPFL 工程学院教授 John Kolinski 解释称：

初始照明必须恰当地完成，以便图片模糊部分包含的正确信息可被使用。基于此，物体必须具有可量化的瞬时状态 —— 要么完全遮挡住光线，要么完全让它通过。

研究配图 - 5：像素分辨率与帧速率之间的权衡（via：Optics Express）

后续照片会被处理成二进制图像，其中的物体被以黑色或白色像素点表示，而没有任何中间态。换言之，一块织物要么已被撕裂，要么就是完整的；物体的表面要么是干的，要么就是湿的。

研究人员可以放弃分配给普通图像的每千个像素的数千组灰度值，并借助传感器的功能，轻松将之涂成黑白或相反色。

这样一来，该方法能够在保持全空间分辨率（或图像像素数）的同时，实现更高的帧速率。据悉，在 400 万像素的情况下，他们已经实现了高达 65MHz 的帧速率（相当于 6500 万 fps）。

Kolinksi 表示，这就像是拍摄几乎瞬间消失的现象的延时照片。原则上，现代智能手机可借此实现超过 100 万 fps 的帧速率。

Drop of water impacting a drop of water - Jamani Caillet（via）

目前，研究人员正在各种领域测试这种新颖的成像技术。从常规的智能手机，到专业级的射击分析。当物体得到正确的照明时，它会始终如一地返回所需的结果。

有关这项研究的详情，已经发表在近日出版的《光学快讯》（Optics Express）期刊上。原标题为：《The virtual frame technique: ultrafast imaging with any camera》。

[来源：EPFL]

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