美国犹他大学拉杰什·梅农副教授带领的团队正在创建一个新系统,试图借用玻璃来成像,制造不用光学部件的相机,居然还“有点苗头”。
他们开发的系统演示模型中有一块透明有机玻璃板(用玻璃板也行),板的边缘贴着反光带。一台市售的数码相机图像传感器连接到板的一侧,朝向有机玻璃的边缘。
一块LED发光灯板对准有机玻璃板,反光板上显示着犹他大学的图标(一个大写的U字母),还有一些简单的动画棒图形。
LED灯板发出的光大部分直射通过了有机玻璃板,但有约1%的光发生了散射,来到了有机玻璃的边缘。散射光被反光带反射,再由图像传感器收集起来。问题是,这些数据“一片混乱”,看上去毫无意义。
这时,团队开发的定制算法起作用了。它安装在与图像传感器相连的计算机上,专职分析传感器数据,通过“解码”,全彩色地重建发光板上的图像(或动画)。重建的图像分辨率并不高,但还可以辨识,用于一些工业应用也是可行的。
他们的实验意味着,不用透镜成了像。这样的事实令人畅想无边。用窗户作为镜头,安保摄像机在家里就太“现成”了;而汽车挡风玻璃配置多个边缘摄像头,就能捕捉很多信息。新技术用于增强现实眼镜,让摄像头能安装在镜头的侧面,不必指向用户的眼睛来跟踪其位置。而用于视网膜或其他生物特征扫描仪,也有同样的优点。
他们的研究论文发表在《光学快报》上。梅农表示,“这并不是万能解决方案,但它开辟了思考成像系统的有趣方式。现在的相机都是基于人观察和解密图片而发展起来的,为什么不从根本上考虑,依托机器而不是依托人来设计相机呢?哦,我这像是在讲一个哲学观点。”
梅农团队正在完善这个系统,方向也很多,比如形成三维图像;用功能更强的传感器达成更高的分辨率,或基于家居物品的反射光来产生图像。凌启渝(图:Dan Hixson/UoU)