Американський інженер-аматор і популярний YouTuber Браян Хайдет, відомий як AlphaPhoenix, створив у себе в гаражі унікальну камеру, здатну фіксувати рух світла в режимі ультраповільної зйомки. Пристрій знімає з неймовірною швидкістю — 2 мільярди кадрів на секунду — що дозволяє в буквальному сенсі побачити, як світло переміщується через повітря.
Як влаштована камера, що знімає світло
Конструкція Хайдета включає потужний лазер, який випромінює промінь через гараж, відбиваючись від дзеркал і проходячи між паралельними дзеркалами, перш ніж досягнути стіни. У повітрі присутній туман, який розсіює світло, роблячи його видимим для чутливої матриці камери.
Щоб досягти такого рівня зйомки, звичайної технології недостатньо. Хайдет використав дзеркало на карданному підвісі для сканування лазерного променя по одному пікселю за раз. Ці окремі точки зображення згодом об’єднуються у повноцінну картину.
Від 1 до 2 мільярдів FPS: технічний прорив
Ще у 2024 році автор каналу AlphaPhoenix зібрав камеру з частотою 1 мільярд кадрів на секунду. Але для подвоєння цього показника йому довелося повністю перебудувати систему.
Щоб досягти зйомки на швидкості 2 мільярди кадрів на секунду, Хайдет значно модернізував систему: посилив оптику для покращення чіткості, встановив точніші мотори, розробив нове програмне забезпечення для обробки величезних обсягів даних у реальному часі та замінив стандартні серводвигуни на енкодери високої роздільності з ремінними приводами. Це дозволило не лише підвищити якість зображення, а й забезпечити надзвичайну точність фіксації фотонів у русі.
Як обробляються дані на надлюдській швидкості
Серце камери — фотомножник, що перетворює фотони на електричні сигнали. Вони передаються через коаксіальний кабель до осцилографа, здатного зчитувати дані з частотою 2 мільярди разів на секунду.
Щоб зменшити шум, Хайдет інтегрував передавання сигналу і синхронізаційного імпульсу в один кабель, ретельно налаштувавши час їхнього надходження. Такий підхід забезпечив чітке й стабільне зображення без спотворень.
