Камера создаёт 3D-голограммы из одного пикселя

Исследователи из Университета Кобе в Японии разработали революционную технологию, позволяющую записывать трехмерные фильмы с помощью камеры всего с одним пикселем. Это открывает новые горизонты в голографической визуализации.

Традиционные методы записи голограмм требуют использования лазеров. Однако новые подходы позволяют фиксировать их с помощью окружающего света или излучения самого образца. Основные методы — FINCH и OSH. FINCH, благодаря 2D-датчику, достаточно быстр для видео, но ограничен видимым спектром и требует прямого обзора объекта. OSH может работать через рассеивающие среды и использовать невидимый свет, но её медлительность делает её непригодной для движущихся объектов.

Команда доктора Янеды Нару решила проблему скорости OSH, интегрировав высокоскоростное цифровое микрозеркальное устройство, способное проецировать необходимые голографические паттерны на объект. Устройство работает на впечатляющей скорости 22 кГц, что значительно быстрее предыдущих аналогов.

Трехмерное биологическое наблюдение

Эксперименты подтвердили эффективность метода. Технология может записывать 3D-изображения движущихся объектов и функционировать как микроскоп для захвата голографических фильмов через рассеивающие материалы, например, череп мыши. В настоящее время частота обновления невелика — чуть более одного кадра в секунду.

Однако использование техники сжатия, такой как «разреженная выборка», может увеличить частоту до 30 Гц, достигнув стандартного качества видео. Потенциальные применения огромны, особенно в медицине и биологии, позволяя наблюдать активные процессы в живых тканях без инвазивных процедур.

Применение и перспективы

Технология выходит за рамки медицины. Достижения в голографии открывают путь к разработкам в сфере развлечений и дополненной реальности. Например, испанские исследователи создали трехмерные изображения, парящие в воздухе, а корейские ученые работают над преобразованием 2D-видео в 3D-голограммы в реальном времени.

Технология на службе здоровья

Голографическая визуализация может революционизировать здравоохранение, обеспечивая точное и неинвазивное наблюдение за живыми тканями. Это открывает новые возможности для диагностики и лечения заболеваний, таких как рост опухолей или кровообращение, без хирургического вмешательства.

Способность видеть через рассеивающие среды и захватывать трехмерные изображения также может улучшить хирургические операции, помогая врачам лучше планировать и выполнять сложные процедуры. Хотя технические проблемы остаются, перспективы для будущего медицины многообещающие.