Мичиганский университет недавно получил финансирование в размере 1,2 млн долл. от Фонда Кека, которое должно позволит ему завершить разработку 3D-камеры революционной конструкции, способной при меньших габаритах, чем у коммерческих аналогов, получать изображения и видео с более высоким разрешением. При этом, для реконструкции трёхмерной сцены ей требуется всего один снимок.

В обычных камерах датчики регистрируют только интенсивность падающего света, но не направление, откуда он поступает. Сегодня, для извлечения из света этой пространственной информации применяют массивы микролинз, однако этот подход вынуждает искать компромисс между разрешением и способностью определять глубину сцены.

Детектор Belle. Wikimedia Commons

В новой конструкции, предложенной доцентом компьютерной и электротехники Чжаохой Чжуном (Zhaohui Zhong) и его коллегами по университету, профессорами прикладной физики Теодором Норрисом (Theodore Norris) и Джеффри Фесслером (Jeffrey Fessler), удалось отказаться от массива микролинз, пространственные характеристики регистрируются при прохождении лучами сквозь серию прозрачных детекторов света.

«Наш многослойный подход позволяет получать больше информации без потери разрешения картинки», — пояснил профессор Норрис.

Этот метод основан на том, что объекты, находящиеся на разном расстоянии от камеры, фокусируются внутри неё в разных плоскостях, причём точка фокусировки отличается наибольшей яркостью. Используя этот принцип можно значительно упростить и ускорить реконструкцию объёмного изображения.

Несмотря на простоту концепции, реализовать её на практике нелегко, так как для этого необходимы очень тонкие и прозрачные датчики света. Поэтому, ключевой стала идея изобретателей использовать в качестве высокочувствительного сенсора углеродную решётку моноатомный толщины — графен.

Разработчики в первую очередь ориентируются на формат однообъективной зеркальной камеры, но, профессор Норрис считает вполне реальным втиснуть новую 3D-камеру и в габариты смартфона.