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摘要：美國圣路易斯華盛頓大學(xué)生物醫學(xué)工程系Gene K. BEARE特聘教授汪立宏（Lihong Wang）博士所領(lǐng)導的一個(gè)生物醫學(xué)工程師小組在不久前宣布開(kāi)發(fā)出了全球拍攝速度最快的2D相機。這項突破性的技術(shù)可能會(huì )永遠改變我們研究天文學(xué)、物理學(xué)以及運用生物醫學(xué)成像技術(shù)的方式。而關(guān)于這款2D相機的研發(fā)，德州儀器（TI）的DLP技術(shù)在其中扮演了關(guān)鍵性的角色。 在我們的日常生活中，大多數人可能不會(huì )對幾秒鐘的時(shí)間特別在意。但是，美國圣路易斯華盛頓大學(xué)生物醫學(xué)工程系Gene K. BEARE特聘教授汪立宏（Lihong Wang）博士卻格外珍惜他在生活與工作中的每一秒中，而正是因為這樣的精神，他也讓一秒鐘的意義得到了升華。 汪博士和他的同事們成功的創(chuàng )造出了壓縮超高速攝影（CUP）相機，這是目前全球拍攝速度最快的2D相機，其每秒能夠拍攝高達1,000億幀畫(huà)面，而典型的傻瓜相機每秒僅能拍攝2至15幀畫(huà)面。 
汪博士在相機領(lǐng)域破紀錄的成果可能會(huì )永遠改變我們研究天文學(xué)、物理學(xué)以及運用生物醫學(xué)成像技術(shù)的方式。 這種相機與其它超高速相機有什么區別呢？在CUP相機發(fā)明之前，如果汪博士想看一個(gè)激光脈沖的慢動(dòng)作，他必須得連續的拍攝多個(gè)激光脈沖，再把拍攝的結果拼合在一起，從而生成最終的圖像。有了CUP相機，他僅僅需要一個(gè)單一的激光脈沖便可得到完全相同的圖像。最終結果是，CUP相機在極其高速的情況下所捕捉到的畫(huà)面可以被制作成迷你電影。 這項創(chuàng )新具有重大意義，因為研究人員現在能夠以前見(jiàn)所未見(jiàn)的清晰度和分辨率實(shí)時(shí)拍攝無(wú)法重復的精彩瞬間，例如以每秒1,000億幀的速度記錄超新星在太空中爆炸的畫(huà)面。 “我希望CUP的廣泛應用能夠加速人類(lèi)了解宇宙的步伐�！蓖舨┦空f(shuō)道。 他還表示，這類(lèi)應用的范圍遠遠超出了天文學(xué)領(lǐng)域�，F在，科學(xué)家能以全新的方式研究基本物理現象，例如當用光線(xiàn)照射鏡子時(shí)，鏡子所反射的光速。捕捉光線(xiàn)傳導慢動(dòng)作的這種能力對于了解光的物理性狀并對其進(jìn)行利用而言至關(guān)重要。 “CUP的應用領(lǐng)域可以涉及到可視化光學(xué)通信、具有光學(xué)活性的光與物質(zhì)相互作用以及量子力學(xué)現象�！边_特茅斯大學(xué)塞耶工程學(xué)院的Brian W. Pogue教授說(shuō)道，“例如，CUP有希望能夠改進(jìn)對于光學(xué)隱形的調查研究，即光在物體周?chē)l(fā)生彎曲或形變，而不是直接穿過(guò)物體。這個(gè)在電影《星際迷航》中很風(fēng)靡的研究領(lǐng)域是真實(shí)存在的。雖然目前在隱形設計方面已經(jīng)取得了很多基本性的進(jìn)展，但是無(wú)法看到光與隱形物體間相互作用的這一弊端卻阻礙了該技術(shù)的發(fā)展�！� 至于總是不斷移動(dòng)的活細胞，現在也可以通過(guò)極高的拍攝速度對其進(jìn)行觀(guān)察，這使生物醫學(xué)工程師能夠精確清晰的發(fā)現細胞突變，而由于拍攝圖像模糊不清所帶來(lái)的困擾也正是目前生物醫學(xué)成像領(lǐng)域存在的一個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題。 “這些拍攝速度極快的相機有可能顯著(zhù)加強我們對于生物相互作用和化學(xué)過(guò)程的了解，從而使我們能為復雜的動(dòng)態(tài)系統創(chuàng )建出更形象的模型�！� 美國國立衛生研究院下屬的國家生物醫學(xué)成像與生物工程研究所光學(xué)成像項目總監Richard Conroy表示。 對于研發(fā)全球拍攝速度最快的2D相機，TI DLP技術(shù)在其中扮演了關(guān)鍵性的角色。CUP采用了TI DLP Lightcrafter™評估模塊（EVM），該模塊可將數字微鏡器件（DMD）用作空間編碼單元。簡(jiǎn)而言之，高速DMD是解鎖和檢索圖像時(shí)間信息的關(guān)鍵器件，而這些圖像都是以每秒1,000億幀的速度所拍攝的。
“工程師憑借TI DLP芯片所實(shí)現的無(wú)數創(chuàng )新給我留下了深刻的印象。通過(guò)拓展TI解決方案的應用范圍以及增強其易用性，我們也在全力以赴地幫助學(xué)生和專(zhuān)業(yè)人士�！盩I DLP高級照明控制產(chǎn)品部門(mén)的應用工程經(jīng)理Eric Droge表示。 汪博士團隊的一名研究助理Jinyang Liang說(shuō)，他們之所以選擇DLP技術(shù)是因為該技術(shù)具有可靠性、靈活性和易用性。他還是表示，事實(shí)上DLP Lightcrafter EVM太容易使用了，以至于他幾乎不需要尋求任何幫助。 “不過(guò)，當我有問(wèn)題、疑惑或意見(jiàn)時(shí)，我可以隨時(shí)登陸TI的E2E社區，在那里我可以將所有的問(wèn)題都一一羅列，而他們總能給我準確又快速的答復。通過(guò)提供這些DLP工具以及來(lái)自E2E社區的專(zhuān)業(yè)技術(shù)知識，TI確確實(shí)實(shí)對其產(chǎn)品提供了全方位的支持�！盝inyang說(shuō)道。 在華盛頓大學(xué)研究小組首次宣布開(kāi)始研發(fā)這種突破性相機的13個(gè)月后，《自然》雜志就在其12月4日發(fā)行的封面故事中特載了CUP相機的相關(guān)信息。 “雖然CUP的研發(fā)理念在剛出現的時(shí)侯顯得及其不合常規，甚至被視為完全瘋狂的舉動(dòng)。但它卻產(chǎn)生了奇效，并且能夠把宇宙中速度最快的現象拍攝成令人驚奇的電影！”汪博士表示。 這種全球拍攝速度最快的2D相機接下來(lái)還會(huì )創(chuàng )造什么樣的奇跡呢？我們拭目以待…… |
