702k
5 месяцев назад · 3 фото · 13199 просмотров · 97 комментариев
Инженер-любитель собрал в гараже камеру, снимающую со скоростью 2 миллиарда кадров в секунду (3 фото + 3 видео)
Брайан Хайдет продемонстрировал работу собранной им камеры, которая фиксирует 2 миллиарда кадров в секунду. С ее помощью он заснял движение света.
В своём гараже ютубер Брайан Хайдет, известный в сети как AlphaPhoenix, создал камеру, способную снимать со скоростью два миллиарда кадров в секунду. Эта невероятная скорость позволяет ей фиксировать движение света в воздухе. Хайдет продемонстрировал результат своей работы в видеоролике, опубликованном 17 октября, где световые лучи перемещаются в замедленном действии. Данная установка позволяет зрителям увидеть то, что раньше было лишь теоретическим знанием: скорость света, составляющую примерно 30 сантиметров за наносекунду, застывшую в отдельных кадрах.
Самодельная камера энтузиаста использует мощный лазер, луч которого пересекает пространство гаража, отражается от зеркала и движется зигзагом между параллельными зеркалами, прежде чем достигнуть стены. Частички тумана в воздухе рассеивают свет, делая его видимым для сенсора. На скорости в два миллиарда кадров в секунду луч света превращается в завораживающее зрелище, ведущее себя странным, почти фантастическим образом.
Ранее ютубер уже построил камеру на один миллиард кадров в секунду в 2024 году, однако для достижения нового рекорда ему пришлось полностью пересобрать систему. Он усовершенствовал моторы для повышения точности, усилил оптику для получения более чётких изображений и переработал программное обеспечение для обработки огромных объёмов данных в реальном времени. Эти улучшения позволили камере запечатлеть движение света так, как никогда прежде.
Слева — кадр с камеры с 1 млрд кадров в секунду; справа — кадр с 2 млрд кадров в секунд
Положение камеры влияет на то, как выглядит свет. Когда она расположена прямо позади лазера, исходящий луч кажется ползущим, в то время как возвращающийся свет выглядит почти мгновенным. Это не является нарушением законов физики. Эффект возникает потому, что свет, отражённый от частиц вблизи камеры, достигает сенсора быстрее, чем свет, отражённый от более далёких частиц. Когда Хайдет перемещает камеру на другую сторону гаража, эффект меняется на противоположный: дальний свет кажется прибывающим мгновенно, а ближний — запаздывающим.
Снять полноценное изображение на два миллиарда кадров в секунду с помощью обычных технологий невозможно. Хайдет решил эту проблему, используя маленькое зеркало, закреплённое на кардане, чтобы направлять лазерный свет на единственный высокочувствительный сенсор. Каждое такое движение записывает один пиксель, которые затем объединяются в полное изображение. Этот метод медленный, но чрезвычайно точный, эффективно имитируя работу камеры стоимостью в миллионы долларов с тысячами синхронизированных сенсоров. Для достижения такого уровня точности Хайдет заменил стандартные сервомоторы на компоненты с высокоточными энкодерами и зубчатыми ремнями, которые контролируют движение зеркала с точностью до доли градуса. Каждая деталь имеет значение, поскольку даже малейшие отклонения могут разрушить изображение.
Электроника системы не менее сложна. Фотоумножитель преобразует входящие фотоны в электрические сигналы, которые передаются по коаксиальным кабелям на осциллограф, делающий два миллиарда выборок в секунду. Разработчик придумал остроумный способ снизить шум, передавая сигнал с фотоумножителя и синхроимпульс по одному кабелю, тщательно рассчитав время их независимого прибытия. Эта комбинация оптики, электроники и программного обеспечения создаёт бесшовную иллюзию записи полных кадров с рекордной скоростью.
"Рукожоп" придумал стробоскопическую запись сигнала. Его можно с этим поздравить.
для чудиков, считающих, что тут где-то превышается скорость света - нет, в этом как раз никаких проблем нет. проблемы 2, почему это пиьдеж:
1. зеркало вращается на частоте 2ГГц - невозможно. это 120 МИЛЛИАРДОВ оборотов в минуту. ни одно твердое тело не способно так вращаться - оно развалится. для примера вал двигателя сушки на форсаже - 25000 об/мин. максимальную скорость вращения твердого тела недавно получили в 60 миллиардов об/мин на наночастицах. которые весят почти 0.
2. вращать зеркало на такой частоте не достаточно, тк это частота всего кадра, а не одной точки кадра. зеркало в таких процессах не делается плоским, как те, что в ванной, такие зеркала имеют форму многогранника. граней там 4-6. итого, чтобы получить один кадр надо 2ГГц умножить на количество строк (или столбцов в зависимости от направления развертки) и поделить на количество граней призмы, которое явно меньше числа строк. то есть частота вращения вала призмы получается 2ГГц множить на минимум 100. все, тушите свет, пиьдоболы - спать..
По молодости лет когда стали появляться гигагерцовые процессоры пытались посчитать предельную частоту: которую можно достичь в электронике. То что сейчас прочитал тоже надо как то обсчитать, учитывая что электрические сигналы не могут двигаться быстрее света. После этого можно понять может ли техника обеспечить нужную точность и скорость. особенно если все делается в гараже, без массивного фундамента. У нас один умелец рассказывал, что может с помощью гравики оценить на глубине 3 км подъем воды на 2 метра. При это не смог доказать что движение облаков на высоте 1 км не влияет на точность показаний его приборов.
Два мужика сидят в гараже за рюмкой чая и решили порассуждать что самое быстрое на свете. Один говорит это свет. Второй да нет , самое быстрое это мысль. Вот я сейчас на земле, а вот сейчас на Альфа Центавре, а вот теперь обратно на земле. Первый ему возражает и говрит, что в таком случае самое быстрое это понос. Второй ему докажи! Да очень просто, ты ещё даже подумать не успеешь как он уже в штанах....
Если кто-то до сих пор верит в то, что скорость света преодолеть невозможно - угоститесь шавухой на автовокзале в Нижнем Новгороде... Обязательно с добавлением корейской морковки - для световых эффектов))
На самом деле, конечно, не камера снимает с такой скоростью, а только один пиксель записывается - и для каждого пикселя снят свой "выстрел" лазером, со смещением зеркала. Сам не сразу врубился, но он честно всё разжевал и показал.
Парень невероятно крут, и у него на канале и много и других интересных вещей сделано - например, как он измерял скорость света методом Френеля...
Я сам, как физик, скажу: человек "шарит".
а если бы сверхсветовые частицы существовали, то как бы их можно было обнаружить?
Наверное, лучше спросить: если сверхсветовые частицы обнаружатся, то как их объяснить?
Хотя, вроде, в теоретической физике отдельные виды тахионов смогли подружить с теорией относительности, можно про них почитать. Но тут я не особо силён.
В общем, гуглите "экспериментальное обнаружение тахионов".
ПС. только к чему вопрос, к сабжу вроде никак не относится?
просто некие размышления о том, что измеряя скорость света с помощью приборов у которых предел измерений это тоже скорость света просто невозможно увидеть сверхсветовые проявления.
Ну, как бы скорость это время делённое на расстояние. Представь себе треугольник со стороной в сотни километров: в вершине А и Б датчики, в С пишущий прибор. Прибор с датчиками соединён проводами. Если частица сначала триггерит один датчик, потом второй - на приборе мы увидим два сигнала с задержкой по времени. Если эта задержка менее d/c, то частица летела быстрее света. Хотя внутри прибора быстрее света ничего не двигалось.
тогда наверное лучше использовать не датчик, а две камеры Вильсона у каждой из которых будут синхронизированные между собой хронометры и разнесённые между собой на сотни км. и с позиционированные так чтобы можно было отследить прохождение именно уникальной частицы через два детектора. тогда зная время её прохождения там и там можно вычислить скорость.
Вот за такое Нобелевку! Это просто охеренно сделанно. В области Очумелые Ручки.
То, что было доказано на кончике пера засняли и выложили воочию.
Нобелевку за такое не дают. Тут нет фундаментальных открытий, а только решение инженерной задачи.
Ну, короче механическая хрень (=сервомоторы) успевают поворачиваться чуть быстрее движения света ну или одновременно со световым лучом, успевая фиксировать распространение этого луча в пространстве.
Под словами 2млрд кадров в секунду вообще-то следует понимать именно это, а не это вот все.
Нет. Посмотрите внимательно его видео прежде чем писать.
Мне достаточно прочитать текст:
"Снять полноценное изображение на два миллиарда кадров в секунду с помощью обычных технологий невозможно. Хайдет решил эту проблему, используя маленькое зеркало, закреплённое на кардане, чтобы направлять лазерный свет на единственный высокочувствительный сенсор. Каждое такое движение записывает один пиксель, "
"Кардан" - это то, что крутится. И оно никак не может крутиться быстрее скорости света, перемещая зеркальце вслед за лучем.
То, что мужик сделал - это снял хренову тучу последовательных фотографий РАЗНЫХ лучей, а потом склеил их вместе. Единственная его заслуга - в том, что он более-менее точно высчитал положение зеркала для каждого нового кадра.
Но это вроде вполне решаемая задача.
Видео - это склейка, имитирующая раскадровку. Ну да, получилось красиво.
Этот "текст" писал непонятно кто, к нему придираться нелепо.
Ещё и обсуждения пошли этой утки.
P.S. Но зато фишкяне в моих глазах повысились! Даже такую ересь могут пытаться объяснять или опровергать. С научной точки зрения, конечно же. Ай, молодцы! Поржал отменно.
А в соседнем гараже другой студент-блогер сшил и оживил монстра доктора Франкенштейна с помощью молнии, которую поймал в баночку другой студент-блогер из соседнего гаража
Вспомнил...
Описание неправильное. Если по простому, он просто снимал много раз проходку луча, каждый раз смещая зеркало, что бы отражало в следующей точке, потом все склеил. Это не два лярда камера снимает. а 2 лярда кадров склеенных в один короткий ролик.
"У ней внутре неонка"
Ротор поля наподобие дивергенции градуирует себя вдоль спина и там,
внутре, обращает материю вопроса в спиритуальные электрические вихри, из
коих и возникает синекдоха отвечания...
Чувак, отсыпь граммочку, я тоже так хочу...
Для тех кто не в теме: А. и Б. Стругацкие, Сказка о тройке.
В "Наука и жизнь" в 80-х читал, с помощью зеркал крутящихся засняли луч света...
Если кто забыл, то скорость света изначально так и измерили с помощью крутящегося колеса.
Учёные вроде говорят, что фундаментальная основа всего и вся, это то, что ничего не может быть быстрее света. И что, камера в гараже, получается быстрее света)
Тупой тролль это круто я считаю) Очевидно здесь одно, если Вы хотите написать что-то умное, то подумайте сначала, как Ваши слова будут восприняты.
Не стоит писать бред, а потом говорить, ну и дураку же понятно было что я имел ввиду на самом деле) А Вы как раз сделали это. А потом, стали вертеться как уж на сковородке, вместо того, чтоб просто сказать, что немного не так выразился. И это скорее всего из-за комплексов у Вас.
Я всё подробно описал, привёл ссылки на литературу, сделал расчёты. А поскольку у Вас аргументированных возражений не нашлось, Вы не придумали ничего лучше, чем попытаться плюнуть в меня говном.
"....Извините, но я так развлекаюсь просто...."
_______________________
Не заметил сразу этой реплики. Значит, всё-таки тролль....
Послушайте, Вы долго будете одно и тоже писать?) Если так нравится перегонять... пожалуйста, давайте продолжим)
Тогда ещё раз привожу Ваши слова.
>>>А так то сделать что-то перемещающееся быстрее скорости света можно даже своими руками из подручных средств.
И далее.
>>>как сделать так, чтобы световое пятно...
Извините, Вы точно в своём уме?
Что Вы сделали своими руками? Взяли указку и переместили её? Отлично! Вопрос, быстрее скорости света?
Или вы сделали световое пятно и отправили фотоны на край вселенной, а потом в тысячу раз быстрее скорости света, переместили указку?
Послушайте, ну нравится Вам если выглядеть идиотом, ну пожалуйста. Напишите пост, пусть люди восхитятся Вы порадуетесь. Я Вам уже всё сказал. Вы просто не можете смириться с тем, что написали немного не так как надо. Всё! Успокойтесь уже.
"....Что Вы сделали своими руками? Взяли указку и переместили её?...."
__________________________
Переместили не указку, а световое пятно. Странно, что Вы этого не понимаете.
снимает быстро, но полную ерунду, как в анекдоте
Ты, диванный эксперт, сделал что то лучше?
сделал
Тоже полную ерунду, как в анекдоте?
Какая чушь, мама дорогая. Запредельная чушь. Как этот сигнал фиксировать? Что за приемное устройство?
Это фундаментально невозможно.
что невозможно? уже фемтосекундные камеры существуют
Он снимает не свет а воздействие луча света на окружение. Примерно так можно крутить луч света по окружности в 100 метров радиусом со скоростью 300000 оборотов ы секунду и линейная скорость луча по окружности должна превысить скорость света. Цифры уже точно не помню давно считал. Но в реальности в каждую новую точку и будет попадать новый квант света и вся демонстрация превратится в фикцию.