Dankzij deze nieuwe methode heb je geen peperdure hogesnelheidscamera nodig om snel bewegende fenomenen vast te leggen. De camera van je telefoon voldoet al.

Om een voorbijrazende cheeta, een bliksemflits of een raketlancering (om maar een paar willekeurige dingen te noemen) scherp op beeld vast te kunnen leggen, moet je nog altijd grijpen naar een hogesnelheidscamera. Die filmt met een veel hoger aantal beelden per seconde (frames per second) dan een gewone camera. Maar ja, om over zo’n hogesnelheidscamera te beschikken, moet je diep in de buidel tasten.

Als het aan onderzoekers van de Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) ligt, is dat niet meer nodig. Voortaan kun je ook gewoon met de camera op je smartphone scherpe beelden maken van snelle fenomenen, dankzij een tool die de Zwitserse wetenschappers hebben ontwikkeld. Het enige dat je nodig hebt, is de perfecte belichting en de Virtual Frame Technique.

Lees ook: 

• Spectaculaire blikseminslag gefilmd met hogesnelheidscamera
• Razendsnelle flikkering noorderlicht gefilmd

Virtual Frame Technique

Stel, je maakt met een normale camera of je smartphone een filmpje van een vallende druppel. Op het moment dat de druppel het oppervlak raakt, spat hij uiteen, maar dat is op het filmpje niet scherp te zien; daar zie je slechts een wazig beeld. Terwijl in dat wazige beeld juist de belangrijkste beweging plaatsvond.

Dankzij de nieuw ontwikkelde methode, Virtual Frame Technique (VFT) genaamd, kun je voortaan deze beweging in slowmotion vastleggen zonder daarvoor een dure hogesnelheidscamera te gebruiken. De Zwitserse onderzoekers werkten hiervoor samen met wetenschappers van de Harvard-universiteit.

Om de vallende druppel scherp vast te kunnen leggen met een normale camera is het belangrijk dat de druppel perfect wordt belicht, want het licht maakt onderscheid tussen de bewegende en de stilstaande delen in de foto. Met deze info kunnen vervolgens de wazige beelden worden verscherpt door een computerprogramma, want vage weergaven duiden op beweging.

Binair beeld

Belangrijk hierbij is wel dat het computerprogramma de beeld(en) tot een binair zwart-wit-beeld verwerkt, want dan zijn er slechts twee intensiteiten nodig, en dat scheelt de computer een hoop rekenkracht (kleurenfoto’s bevatten duizenden verschillende intensiteiten). Bovendien zijn sommige alledaagse verschijnselen ook binair: iets is nat of droog, een stuk stof is intact of gescheurd. En foto’s hiervan kunnen dan makkelijk in zwart-wit-beelden worden omgezet, zeggen de onderzoekers in een persbericht.

De wetenschappers beweren dat met de nieuwe methode veel hogere frame rates kunnen worden bereikt met behoud van het aantal pixels in de afbeelding. Zo behaalde het team in een experiment een frame rate van maar liefst 65 MHz, oftewel 65 miljoen beelden per seconde. “Het is alsof je timelapsefoto’s maakt van een haast onmiddellijk fenomeen”, zegt John Kolinski, een van de EPFL-onderzoekers.

Toegegeven, de juiste belichting opzetten, kost best veel tijd, maar veel goedkoper is deze methode wel.

Bronnen: Optics Express, EPFL, New Atlas, De Ingenieur

Beeld: 2019 Jamani Caillet

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Bestel dan hier ons nieuwste nummer. Abonnee worden? Dat kan hier!