Las cámaras de un sólo pixel no son una novedad. Llevamos bastante tiempo hablando de las posibilidades que presentan estas 'nuevas' tecnologías para crear un mundo sin fotos desenfocadas. Lo que no sospechábamos es todo lo que se podría lograr con estas tecnologías.
Ahora, un equipo chino de la Universidad Jiaotong de Xi'an ha conseguido crear una cámara capaz de fotografiar cosas que no se pueden ver directamente. Esta aplicación permite, literalmente, fotografiar lo que hay a la vuelta de la esquina con una cámara terriblemente sencilla. Si no lo veo, no lo creo.
Las cámaras de un sólo pixel
Las cámaras de un solo pixel no tienen los problemas asociados a las lentes porque no las necesitan. Estas tecnologías se basan en darle la vuelta de forma radical a la forma estándar de tomar fotografías: separar la parte visual (cómo los seres humanos vemos la realidad) de la óptica (cómo son, en el mundo real, los patrones de luz).
En general, estos enfoques utilizan distintos tipos de rejillas físicas que "alteran" (aleatoriamente o no) los patrones de luz captados por la cámara. Y digo las fotografías, porque la clave reside en tomar muchas 'fotografías' alteradas del mismo objeto y, posteriormente, utilizar algoritmos capaces de reconstruir la imagen real a partir de la combinación de esas fotografías.
Ver lo que pasa a la vuelta de la esquina
Podemos ver los objetos porque la luz se refleja en ellos y llega, de vuelta, a nuestros ojos. De la misma forma, la luz también se refleja hacia las paredes, el techo y el resto de objetos que hay en la habitación dependiendo de ángulo de incidencia y la estructura de la superficie. Y de ahí, vuelve también a nuestros ojos.
Es decir, grosso modo, y aunque no seamos capaces de percibirlo, todas las superficies (en mayor o menor medida) actúan como 'espejos'. Y en esa sencilla idea se basa el sistema del equipo coordinado por Bin Bai: usan una pared y la dispersión que produce como un espejo sui generis para reconstruir la imagen que quieren fotografiar.
El procedimiento experimental consiste, como podemos ver en el esquema de arriba, en un foco que ilumina un objeto y una cámara que solo puede detectar los cambios de la intensidad y los patrones de la luz sobre una pared.
El proceso cambia de forma aleatoria la intensidad del foco cada vez que la cámara toma una fotografía. De este modo, solo hacen falta esos cambios de intensidad, el 'medio de dispersión' (es decir, en este caso una pared blanca) y 50.000 fotos para hacer una imagen identificable del objeto en cuestión.
No es una maravilla para los estándares actuales de la fotografía, pero teniendo en cuenta el desafío técnico, es increíble. Sobre todo, porque es una fascinante prueba de concepto de una aplicación muy potente. Si la tecnología mejora lo suficiente, ¿qué no podremos hacer en el futuro con cámaras tan sencillas y baratas como estas?
Más info | Imaging around corners with single-pixel detector by computational ghost imaging
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