目前3D電影靠的是多臺(tái)攝像機(jī)來(lái)重建每一層框架，但是新的3D相機(jī)自己就可以獨(dú)立完成這一項(xiàng)工作。3D相機(jī)拍攝的圖片和影片也許有一天能投射出成為全息圖——盡管投射技術(shù)會(huì)是另外一項(xiàng)難題。?從攝像技術(shù)角度來(lái)說(shuō)，3D影像可以讓人在拍攝后來(lái)測(cè)量景深。結(jié)合顯微鏡一起使用時(shí)，3D相機(jī)可以對(duì)細(xì)胞和組織進(jìn)行成像，這可以應(yīng)用在醫(yī)學(xué)文化、組織檢查還有其他一些基礎(chǔ)研究領(lǐng)域。3D錄像還可以給予機(jī)器人深度知覺(jué)，這可以應(yīng)用在仿生眼的制作上。

電氣工程及計(jì)算器科學(xué)系的Zhaohui Zhong副教授說(shuō)：“當(dāng)光到達(dá)相機(jī)里面的探頭的時(shí)候，可能是從各個(gè)方向上照射的，這種空間信息可以用來(lái)重建3D影像。”?他還補(bǔ)充道：“一般來(lái)說(shuō)，空間信息是被丟失掉的，因?yàn)樘筋^只探測(cè)光的強(qiáng)度。這就是為什么我們用傳統(tǒng)的方法來(lái)進(jìn)行3D成像需要多部設(shè)備多重拍攝?！?/p>

通常，3D相機(jī)主要是依靠在主棱鏡將光線聚焦后，再通過(guò)一套微透鏡陣列來(lái)轉(zhuǎn)移。這套微透鏡陣列本質(zhì)上來(lái)說(shuō)就是分解圖像，然后恢復(fù)光線的位置方向信息，然后相機(jī)軟件通過(guò)景深信息來(lái)重建這幅圖像。?然而，Zhong和他的同事Theodore Norris和Jeffrey Fessler教授并沒(méi)有采用微透鏡陣列的方法。他們采用的是一系列的透明光探測(cè)器來(lái)記錄光線的信息。?Norris說(shuō)：“微透鏡方法需要在分辨率和重現(xiàn)景深能力兩個(gè)方面追求一個(gè)平衡狀態(tài)。而我們的方法可以在不損失分辨率的情況下得到更多的信息?！?/p>

研究者認(rèn)為：這種方法很有效，因?yàn)閷?duì)于相機(jī)內(nèi)部棱鏡，不同方向的物體的焦點(diǎn)是不一樣的，在理想對(duì)焦情況下，物體最為清晰明亮。根據(jù)這個(gè)法則，采用計(jì)算機(jī)來(lái)重建畫面就變得簡(jiǎn)單多了，因?yàn)楦斓奶幚硭俣仁沟酶叻直媛实母咚俪上癯蔀榭赡堋?概念很簡(jiǎn)單，可是制作這些透明光探測(cè)器卻是一個(gè)不小的挑戰(zhàn)。比如說(shuō)，探測(cè)器需要吸收盡可能多的光線，以收集最為詳細(xì)的圖像信息。但碳原子層的石墨烯，可能是一種高度敏感而且可以讓大多數(shù)光透過(guò)的材料。?Zhong說(shuō)：“通常為了追求高敏感度，你會(huì)希望光探測(cè)器吸收盡可能多的光來(lái)構(gòu)建更清晰的圖像。石墨烯探測(cè)器可以達(dá)到這種要求，可以不用犧牲圖像的清晰度?！?/p>

目前，Zhong的研究團(tuán)隊(duì)正在考慮從單反級(jí)別的相機(jī)開(kāi)始應(yīng)用他們的成果，但是Norris覺(jué)得或許應(yīng)該壓縮3D相機(jī)，使其能夠嵌入到智能手機(jī)中去。

來(lái)源：中國(guó)科學(xué)院光電技術(shù)研究所

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