Tạo ảnh 3D không cần camera

Một hệ thống tạo ảnh 3D đơn giản hóa không cần đến một camera truyền thống nào vừa được phát triển bởi các nhà khoa học làm việc tại Đại học Glasgow (Scotland, Vương quốc Anh). Kỹ thuật tạo ảnh sử dụng thông tin từ các detector đơn pixel để tạo ra một bức ảnh, có thể được sử dụng cho một dải rộng bước sóng và rẻ hơn nhiều so với các phương pháp tạo ảnh 3D hiện nay. Các nhà nghiên cứu còn khẳng định rằng, không chỉ tạo ra những bức ảnh, hệ thống của họ còn có thể sử dụng như một cảm biến trong khai thác dầu khí cũng như trong các hệ thống chụp ảnh y, sinh học.

Hệ thống chụp ảnh (Theo Science).
Hệ thống chụp ảnh (Theo Science).

Có nhiều phương pháp tạo ảnh 3D, như ảnh lập thể (stereoscopy), toàn ký (holography), ảnh khối (volumetry).. Tựu chung lại, hầu hết các hệ thống tạo ảnh, từ các máy chụp đến võng mạc của mắt đều tạo ảnh 3D bằng cách chụp các bức ảnh 2 chiều (2D) sau đó xử lý thông tin để tạo ra ảnh 3 chiều, và phải dụng các hệ thống thiết bị phụ trợ phức tạp (thấu kính, máy chiếu, ánh sáng…) khá tốn kém. Mặc dù các kỹ thuật này là hiện đại, nhưng chúng cũng chỉ có thể tạo ra ảnh ở một số bước sóng ánh sáng nhất định.

Trong một công bố mới đây trên tạp chí Science, nhóm nghiên cứu lãnh đạo bởi GS. Miles Padgett (Đại học Glasgow) cùng cộng tác với các cộng sự tại Đại học Cambridge đã phát triển một kỹ thuật cho phép tạo ảnh 3D đơn giản hơn và rẻ tiền hơn. Nhóm sử dụng một máy chiếu sáng (light projector) để rọi lên một mô hình đầu người làm từ polystyrene với một bảng đốm nhị phân đốm sinh ngẫu nhiên từ máy tính. Ánh sáng phản xạ lại từ vật mẫu được thu nhận bởi 4 detector đơn pixel được đặt ở các góc khác nhau. Nhà hệ thống bảng màu đốm nhị phân ngẫu nhiên ghi nhận từ các detector đặt ở các góc khác nhau, bóng đổ của bức ảnh có thể được ghi nhận một cách rõ ràng. Và ảnh 3D được phục hồi bằng việc lấy tổng của hàng triệu pixels ảnh. Bên cạnh hệ thống đơn giản, rẻ tiền hơn các hệ thống truyền thống, thiết bị này còn cho phép tạo ảnh trong một dải rộng bước sóng, từ tử ngoại đến hồng ngoại. Và kế hoạch sắp tới của nhóm sẽ là kết hợp với các phép chụp ảnh tốc độ cao (thang Terahertz) nhằm phát triển cho các ứng dụng chụp ảnh y, sinh học. Các kết quả này được công bố trên tạp chí Science [B. Sun et al., Science 340, 844 (2013)].

Ảnh 3D xây dựng từ 4 detector single-pixels.

Thông tin thêm: Gs. Miles Padgett là một nhà nghiên cứu tiên phong về quang học, lãnh đạo nhóm nghiên cứu về quang học tại Khoa Vật lý và Thiên văn, Đại học Glasgow. Ông có hơn 260 công trình nghiên cứu về quang học với chỉ số H (H-index) là 52. Miles Padgett là tác giả của công bố về việc làm chậm ánh sáng tới mức độ có thể “buộc túm” và “mang đi”. Miles Padgett là một người rất trẻ trung và cởi mở với sinh viên. Khi làm việc ở Glasgow, tôi từng vài lần nói chuyện với ông, và lần đầu từng suýt nhầm ông với một sinh viên, bởi phong cách ăn mặc rất trẻ trung và cách nói chuyện rất tếu táo của ông.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s