Учёные научились передавать изображения сквозь непрозрачные материалы

Существует несколько технологий, при помощи которых можно "устранить" некоторое препятствие и посмотреть, что находится за ним. Вспомнить хотя бы давно используемые рентгеновские лучи или ещё не до конца исследованные в плане потенциала Т-лучи, относящиеся к терагерцевому диапазону спектра. Если вести речь о "просвечивании" в масштабе зданий, в этой области также имеются современные разработки на основе беспроводных сетей и дополненной реальности. Однако все эти варианты предусматривают посторонний источник излучения определённых волн. Изучаемая в парижской Высшей школе промышленной физики и химии (École Supérieure de Physique et de Chimie Industrielles) технология позволяет передать сквозь непрозрачные материалы простые изображения в обычном видимом диапазоне, и она уже испытана на покрытом толстым слоем краски стекле.

Передача изображений сквозь непрозрачные материалы возможна

Называемые непрозрачными объекты не всегда являются в буквальном смысле блокирующими свет. Некоторые совсем немного, но пропускают лучи. Они настолько рассеиваются при прохождении через материал, что разглядеть что-либо за ним практически нереально. Однако в 2007 году эксперименты показали необоснованность столь категоричного утверждения, а недавно физик Сильвен Гиген (Sylvain Gigan) с коллегами смог реконструировать переданное через препятствие оптическое изображение. Учёные добились результата при помощи "обратного инжиниринга" процесса рассеяния в покрытом краской стекле. Рассеяние является сложным явлением, но предсказуемым: та же световая волна будет всегда вести себя одинаково. Оказываемый определённым объектом эффект на рассеяние света известен как матрица передачи (transmission matrix). "Если слой краски является лабиринтом для света, тогда можно представить матрицу как его карту", – объясняет Гиген.

Исследователи создали матрицу передачи для покрашенного стекла путём его "обстрела" слабым лазером более 1000 раз, меняя форму луча пространственным световым модулятором – тем же устройством, которое используется для контроля излучения видеопроектора. Цифровая камера регистрировала рассеянный свет на другой стороне, затем проводилось сравнение снятого материала и операций с лазером. Это позволило измерить полную матрицу передачи краски. Если на стекло проецировалось простое изображение, невооружённый взгляд видел лишь светлые пятна. Но имея матрицу, учёные смогли восстановить из слабого зашумлённого светового следа первоначальное изображение. Причём, как утверждает Гиген, можно достичь скорости обработки, почти соответствующей видео.

К практическому применению технология пока не готова. Тестовое изображение представляло собой 256-пиксельную прямоугольную сетку с несколькими яркими квадратами. По словам Гигена, качество изображений быстро снижается с увеличением количества пикселей, поскольку отношение сигнал/шум также ухудшается. Но потенциал для совершенствования велик. Аллард Моск (Allard Mosk) из Университета Твенте (University of Twente) в Нидерландах, в 2007 году фокусировавший свет через яичную скорлупу и зубы человека, говорит о начале долгого и захватывающего пути для технологии. Результаты с 256-пиксельным изображением должны побудить другие группы учёных направить усилия в ту же область исследований.

По материалам: "3DNews"