Пятьсот миллионов лет назад океаны кишели триллионами трилобитов – дальних родственников мечехвостов. Все трилобиты обладали широким диапазоном зрения благодаря сложным “одноглазым глазам”, состоящим из десятков и тысяч крошечных независимых единиц, каждая из которых имела свою роговицу, хрусталик и светочувствительные клетки. Но одна группа, Dalmanitina socialis, была исключительно дальнозоркой. Их бифокальные глаза, расположенные на стебельках и состоящие из двух линз, изгибающих свет под разными углами, позволяли этим морским животным одновременно видеть добычу, плавающую рядом, и далеких врагов, приближающихся на расстояние более километра.
Вдохновившись глазами D. Socialis, исследователи из Национального института стандартов и технологий (NIST) разработали миниатюрную камеру с бифокальным объективом с рекордной глубиной резкости – расстоянием, на котором камера может создавать четкие изображения на одной фотографии. Камера может одновременно снимать объекты на расстоянии до 3 сантиметров и до 1,7 километра.
Ученые создали компьютерный алгоритм для коррекции аберраций, повышения резкости объектов между этими ближним и дальним фокусными расстояниями и создания конечного изображения в фокусе, которое охватывает эту огромную глубину резкости.
Такие легкие камеры для определения глубины резкости, объединяющие нанометровые фотонные технологии с программной фотографией, обещают произвести революцию в будущих системах получения изображений высокого разрешения. В частности, эти камеры значительно расширят возможности получения высокодетальных изображений городских пейзажей, групп организмов, занимающих большое поле зрения, и других фотографических приложений, в которых необходимо четко сфокусировать как ближние, так и дальние объекты.
Исследователи NIST Амит Агравал и Анри Лезек, а также их коллеги из Мэрилендского университета в Колледж-Парке и Нанкинского университета описали свою работу в журнале Nature Communications.
