بمعدل ملياري إطار في الثانية!.. “يوتيوبر” يطور كاميرا منزلية تصور حركة الضوء ببطء

تمكن صانع المحتوى براين هايدت المعروف باسم “ألفا فينيكس” على “يوتيوب”، من تحويل مرآب منزله إلى مختبر متطور لصنع كاميرا خارقة تستطيع رؤية ما لا تراه العين البشرية.
ونجح براين في بناء كاميرا تسجل بمعدل ملياري إطار في الثانية، وهي سرعة هائلة تمكنه من تصوير الضوء أثناء تحركه في الهواء.

وفي فيديو نشره مؤخرا، استطاع براين أن يظهر للمشاهدين لأول مرة كيف تتحرك حزم الضوء بشكل فعلي، حيث بدت وكأنها تسبح في الهواء ببطء شديد، مجسدة سرعة الضوء التي تبلغ نحو 30 سنتيمترا في كل جزء من مليار جزء من الثانية.
ويعتمد نظام التصوير على شعاع ليزر قوي يمر عبر المرآب، ويرتد بين مجموعة من المرايا قبل أن يصطدم بالحائط. وباستخدام ضباب صناعي لتشتيت الضوء، يصبح بمقدور الكاميرا رصد مسار الشعاع الضوئي.

واللافت أن وضع الكاميرا يغير الطريقة التي نرى بها الضوء. فعند وضع الكاميرا خلف مصدر الليزر، يبدو الشعاع الخارج بطيئا، بينما يبدو الضوء العائد سريعا، والعكس صحيح عند نقل الكاميرا للجهة المقابلة.

يذكر أن براين كان قد صنع في العام الماضي كاميرا بمليار إطار في الثانية، لكنه طور النظام بالكامل لتحقيق هذا الإنجاز الجديد، حيث استبدل المحركات بأخرى أكثر دقة، وعزز نظام البصريات، وطور البرنامج ليتعامل مع الكم الهائل من البيانات.

ولتحقيق هذه السرعة الفائقة في التصوير، واجه براين تحديا تقنيا كبيرا. فالتقاط صور كاملة بهذه السرعة الخيالية مستحيل تقنيا بالطرق التقليدية.

ولحل هذه المعضلة، استخدم براين مرآة صغيرة متحركة ذات دقة عالية جدا، تقوم بمسح شعاع الليزر نقطة تلو الأخرى (بكسل تلو الآخر). وكل حركة للمرآة تسجل نقطة واحدة من المشهد، ثم يتم تجميع كل هذه النقاط لاحقا – كما لو كنت ترسم صورة نقطة بنقطة – لتشكل في النهاية الصورة الكاملة.

وهذه الطريقة تشبه عمل الماسح الضوئي، حيث يتم بناء الصورة تدريجيا بدقة فائقة. ورغم أن العملية تستغرق وقتا، إلا أنها تمكنته من محاكاة عمل كاميرا فائقة السرعة بتكلفة أقل.

وهذا الإنجاز يثبت أن الإبداع والعزيمة يمكن أن يحققا ما كان يعتبر مستحيلا، حيث استطاع شاب في مرآب منزله أن يصنع ما يعادل كاميرا بملايين الدولارات بتكلفة زهيدة وبجهود شخصية.

المصدر: interesting engineering