Fotografieren, was man nicht sieht

20. Juni 2012, 19:20
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"Aware 2": US-Forscher präsentieren ultrahochauflösenden Fotoapparat aus 98 synchron geschalteteten Mini-Kameras

Durham/Tuscon - Die Evolution immer größerer Bildauflösungen von Digitalkameras, bisher gemessen in Megapixel, also Millionen Bildpunkten, scheint noch sehr lange nicht vorüber zu sein. Während derzeit handelsübliche Digitalkameras über Auflösungen zwischen zehn und 30 Megapixel verfügen, haben nun Forscher der Duke University in North Carolina und der University of Arizona im Wissenschaftsjournal "Nature" eine Kameratechnik vorgestellt, die das theoretische Potenzial hat, bis zu 50 Gigapixel - das sind 50.000 Megapixel - große Aufnahmen zu machen.

In dem Prototyp mit Namen "Aware 2", den die Forscher entwickelt haben, sind 98 kleine Kameras synchron geschaltet. "Jede der Kameras nimmt einen bestimmten Bereich des Gesichtsfelds auf", sagt Projektleiter David Brady. Ein Prozessor rechnet die Bildinformationen dann zu einem großen Foto zusammen. Nicht die Mikrokameras, die mittlerweile sehr leistungsstark und günstig sind, stellen bei Aware 2 das Problem dar, sondern die aufwändige Elektronik und der Energieverbrauch.

Die Idee, komplexe und teure optische Bauteile mit entsprechendem elektronischem Aufwand zu kompensieren, hat zur Folge, dass die optischen Elemente des Prototyps mit Abmessungen von etwa 75 mal 75 mal 50 cm nur drei Prozent einnehmen. Der Rest besteht aus Elektronik und Kühlsystem. Das Gerät braucht 430 Watt während der Erstellung eines Fotos.

Die vielen Mikrokameras in dem Prototyp sind wie ein Computernetzwerk zusammengeschaltet: Ein gemeinsames Objektiv verteilt das einfallende Licht auf die umliegenden Kameralinsen. "Jede Linse bekommt einen anderen Ausschnitt und arbeitet an ihrem Stück des Problems", erklärt Michael Gehm, der mit seinem Team an der University of Arizona die Software entwickelt hat, die aus den einzelnen Bildern ein großes macht. Leichte Überschneidungen der einzelnen Bildausschnitte sorgen dafür, dass nichts verlorengeht. Die Technik von Aware 2 schafft mit einer 16-Millimeter-Blende drei Bilder je einem Gigapixel pro Minute. Das System hätte Kapazität für bis zu 220 Kameras.

Die Bildauflösung entspricht damit etwa der fünffachen Sehschärfe eines gut sehenden menschlichen Auges. Die Kamera nimmt unzählige Details auf: Beispielfotos zeigen Zugvögel in weiter Ferne, die vorher mit freiem Auge nicht sichtbar waren. Oder Menschen oder Nummernschilder, die plötzlich erkennbar werden. Das Projekt wurde auch von der Forschungsbehörde der US-Streitkräfte, Darpa, unterstützt.

Künftig könnte sich damit die Herausforderung des Fotografierens von der Frage, wohin man die Kamera richtet zu jener, wie man die Daten auswertet, verschieben, heißt es in der Studie. Die Forscher gehen davon aus, dass eine nächste Generation von Gigapixel-Kameras mit kompakterer, leistungsfähigerer Elektronik auch für die breite Öffentlichkeit verfügbar werden könnte. (pum, DER STANDARD, 21.6.2012)

  • Prototyp "Aware 2" fotografiert mit 98 Kameras ein Bild. Ein wirklich 
sehr großes Bild, bestehend aus Milliarden Bildpunkten.
    foto: duke university

    Prototyp "Aware 2" fotografiert mit 98 Kameras ein Bild. Ein wirklich sehr großes Bild, bestehend aus Milliarden Bildpunkten.

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