麻省理工學院新型3D立體圖像相機

嚴毅梅

3D立體圖像相機與

傳統相機的區別

照相與人看東西的原理相近。瞳孔是光線進入眼睛的通道，通過相關肌肉的伸縮，可以使瞳孔的口徑縮小或放大，控制進入瞳孔的光量。眼睛里的晶狀體像雙凸透鏡，富有彈性，可調節聚光焦距，從而使來自不同方向的光線最后都聚焦在視網膜上，刺激視網膜上的感光細胞產生信號，信號經視神經傳導到大腦的視覺中樞產生視覺，人就可以看到物體了。傳統相機呈像與人眼相似，鏡頭光圈相當于瞳孔，相機的鏡頭相當于眼球的晶狀體，膠卷暗盒或膠卷底片相當于視網膜。在拍照時，鏡頭接收物體反射的光線，光圈調節光線的通過量，膠卷記錄物體的圖像。但是在黑暗中，無法滿足人眼對光量的要求，人就看不到東西。相機也如此，當外部光線不足時，就無法拍攝圖片。目前，麻省理工學院研究團隊利用激光雷達技術，并結合現有成像技術，可在黑暗的環境中形成清晰的3D立體圖像。

激光雷達是激光技術與雷達技術相結合的產物，激光器發射激光，光接收機把從目標反射回來的光變成電信號，送到顯示器。利用激光雷達可以精確探測目標的位置、運動狀態和形狀，并且識別、分辨和跟蹤目標。麻省理工學院的電子研究實驗室利用激光器發射脈沖激光，被反射回的光會被高度靈敏的探測器記錄下來，將物體反射的脈沖光匯總起來，拼接在一起就可以形成圖像。由于這種成像技術對環境光線的要求很低，因此幾乎全黑的環境下也可以拍攝。

3D立體圖像相機優勢何在？

通常情況下激光器要持續對某一物體發射激光，反射的光才能被探測器記錄下來，而且傳統的方法要發射高強度的激光，才能探測到物體。然而麻省理工學院研究團隊設計的方案只需激光器發射少量激光，而且不需要發射高強度的激光，反射的光就能被探測器發現并記錄下來。所以這種方案既節省能源又節省時間。

同時，根據激光器發出光到反射光被探測器記錄所需的時間，相機能夠計算出被拍攝目標的距離等信息，因此這種成像技術可用于對目標區域進行測繪。而且這種相機拍攝的圖像要比利用其他技術拍攝的圖像更清晰。

戰場上偵察兵如同插進敵人心臟的利刃，起著非常關鍵的作用。在歷次戰爭中，偵察兵曾立下過赫赫戰功，留下了一段段傳奇般的故事。而3D立體圖像相機更能在夜間秘密開展行動并獲取珍貴影像資料，其將是偵察兵手中的一種貼心裝備。endprint