Ученые-физики из Шанхайского института оптики и точной механики (Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics), Китай, разработали и изготовили камеру, датчик которой имеет один единственный пиксел, и которая позволяет создавать трехмерные изображения с помощью технологии, называемой "призрачной съемкой" (ghost imaging). Призрачная съемка - это экстраординарная технология получения изображений, работающая за счет регистрации отраженного от объекта луча лазерного света. Единственный пиксел фотодатчика используется для записи ряда значений интенсивности импульсов отраженного света с заданным интервалом времени. Полученные таким образом данные компонуются, и по специальному алгоритму воспроизводится снятое изображение.
Метод призрачной съемки работает за счет сравнения данных, полученных фотодатчиком, с интенсивностью оригинального луча лазерного света. При этом, интенсивность лазерного луча выбирается по случайному закону, а сам луч рассеивается с помощью матового стекла. Тогда любые корреляции между оригинальным и отраженным светом содержат в себе скрытую информацию о снимаемом объекте. Именно эти данные, "спрятанные" в корреляционных законах, ученые-физики использовали для синтеза с помощью весьма сложных алгоритмов конечного "призрачного" изображения объекта.
Объем данных, требующихся для создания изображения методом призрачной съемки, является крошечным по сравнению с объемом данных обычных изображений. Эквивалент изображения, разрешением 5 мегапикселей, требует объема данных, эквивалентного объему данных всего 50 тысяч "нормальных" пикселов. Отличием новой системы от предыдущих попыток реализации призрачной съемки заключается в том, что в данном случае для освещения объекта используется короткий импульс лазерного света, длительностью всего 10 наносекунд. Фотодатчик с единственным пикселом включается в строго заданный момент времени после импульса, так, чтобы датчик мог зарегистрировать только свет, отраженный с определенного расстояния.
Ученые физики продемонстрировали технологию призрачной съемки еще в 1995 году, но только в последнее время они во всех тонкостях разобрались с принципами работы такой технологии и научились использовать их в своих целях. Помимо этого, существенное влияние на практическую реализацию технологии призрачной съемки оказал уровень современного развития лазерной, оптической и вычислительной техники.
Технология призрачной съемки позволяет получить трехмерные снимки окружающего пространства, подобные тем снимкам, которые делает лазерная сканирующая система LIDAR. Используя зеленый лазер и оптический телескоп с фотодатчиком, ученым удалось сделать снимок с расстояния в 900 метров, разрешение которого составляет 25 сантиметров по высоте и ширине, а разрешающая способность по глубине составляет 60 сантиметров.
Конечно, полученные показатели не позволят получить высококачественные детализированные изображения. Но в некоторых случаях этого и не требуется. Технология призрачной съемки вполне может стать тем, что позволит ориентироваться в окружающем пространстве промышленным роботам, самоуправляемым автомобилям, другим машинам и автоматам, которым для работы необходима информация об окружающей среде.
