你可能會(huì)對(duì)你最新的智能手機(jī)上的攝像頭技術(shù)感到滿意界睁，它能識(shí)別你的臉觉增，并在超高清晰度的視頻中拍攝慢鏡頭。但這些技術(shù)上的成就只是正在進(jìn)行的一場(chǎng)更大變革的開始翻斟。
最新的相機(jī)研究正在從增加超大像素的數(shù)量逾礁，轉(zhuǎn)向融合相機(jī)數(shù)據(jù)和計(jì)算處理。這樣访惜，我們并不是說(shuō)Photoshop的處理方式是將效果和濾鏡添加到圖片中嘹履，而是一種全新的方式，在這種方法中债热，傳入的數(shù)據(jù)可能根本不像圖片砾嫉。它只是在一系列的計(jì)算步驟之后變成了一個(gè)圖像，這些步驟通常涉及復(fù)雜的數(shù)學(xué)和建模光線如何穿過場(chǎng)景或照相機(jī)窒篱。
這個(gè)額外的計(jì)算處理層神奇地將我們從傳統(tǒng)的成像技術(shù)的枷鎖中解放出來(lái)焕刮。有一天，我們甚至可能不再需要傳統(tǒng)意義上的照相機(jī)了墙杯。相反配并，我們將使用光探測(cè)器，而僅僅在幾年前高镐，我們還從未考慮過使用成像技術(shù)溉旋。他們將能夠做一些不可思議的事情，比如看穿迷霧避消，在人體內(nèi)甚至在墻后低滩。
單像素相機(jī)
一個(gè)極端的例子是單像素?cái)z像頭，它依賴于一個(gè)非常簡(jiǎn)單的原理岩喷。典型的相機(jī)使用大量的像素（微小的傳感器元素）來(lái)捕捉一個(gè)可能由單一光源照亮的場(chǎng)景恕沫。但是你也可以用另一種方法來(lái)做事情，用一個(gè)像素從多個(gè)光源獲取信息纱意。
要做到這一點(diǎn)婶溯，你需要一個(gè)可控光源，例如一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)投影機(jī)偷霉，它可以在一個(gè)時(shí)間點(diǎn)上照亮現(xiàn)場(chǎng)迄委，或者用一系列不同的模式。對(duì)于每一個(gè)照明點(diǎn)或圖案类少，你可以測(cè)量反射的光量叙身，并將所有的東西加在一起來(lái)創(chuàng)造最終的圖像。
很明顯硫狞，拍照的缺點(diǎn)是你必須發(fā)送大量的照明點(diǎn)或模式才能產(chǎn)生一個(gè)圖像（這只需要一個(gè)普通相機(jī)的快照）信轿。但是這種形式的成像可以讓你創(chuàng)造出其他不可能的照相機(jī)晃痴，例如，在可見光波長(zhǎng)范圍內(nèi)工作财忽，在可見光波段倘核，好的探測(cè)器不能被制成照相機(jī)。
這些相機(jī)可以用來(lái)在濃霧或厚落的雪中拍攝照片即彪〗舫或者，它們可以模仿某些動(dòng)物的眼睛隶校，并根據(jù)場(chǎng)景的不同漏益，自動(dòng)增加圖像分辨率（捕捉細(xì)節(jié)的數(shù)量）。
我們甚至可以從那些從未與我們想要拍攝的物體互動(dòng)的光粒子中捕捉圖像惠况。這將利用“量子糾纏”的概念遭庶，即兩個(gè)粒子可以以一種方式相互連接，這意味著無(wú)論發(fā)生什么稠屠，即使它們相隔很長(zhǎng)一段距離峦睡。這有一些有趣的可能性，可以觀察那些在亮起時(shí)屬性可能發(fā)生變化的物體权埠，比如眼睛榨了。例如，在黑暗中攘蔽，視網(wǎng)膜和光一樣龙屉，看起來(lái)是一樣的嗎？
多傳感器成像
單像素成像技術(shù)只是即將到來(lái)的攝影技術(shù)中最簡(jiǎn)單的創(chuàng)新之一满俗，而且從表面上看转捕，它依賴于傳統(tǒng)的概念，即什么是圖像唆垃。但我們目前正在見證一種對(duì)系統(tǒng)的興趣激增攒磨，因?yàn)樗褂昧舜罅康男畔⒏赌В珎鹘y(tǒng)技術(shù)只收集了其中的一小部分。
這是我們可以使用多傳感器方法的地方依痊，在同一場(chǎng)景中有許多不同的探測(cè)器债蓝。哈勃望遠(yuǎn)鏡是一個(gè)開創(chuàng)性的例子讥珍，它通過不同波長(zhǎng)的不同圖像組合而成的圖像诽凌。但是現(xiàn)在你可以購(gòu)買這種技術(shù)的商業(yè)版本捕犬，比如Lytro相機(jī)，它可以收集關(guān)于同一傳感器的光強(qiáng)度和方向的信息砖茸，從而產(chǎn)生圖像隘擎，在拍攝后可以重新聚焦。
下一代照相機(jī)可能看起來(lái)就像輕L16相機(jī)凉夯，它的特點(diǎn)是基于十多個(gè)不同傳感器的突破性技術(shù)嵌屎。他們的數(shù)據(jù)結(jié)合使用電腦提供了50 Mb推正，可重新對(duì)焦和重新縮放恍涂，專業(yè)質(zhì)量的圖像宝惰。這款相機(jī)本身就像是一幅令人興奮的畢加索對(duì)一部瘋狂的手機(jī)相機(jī)的詮釋。
然而再沧，這些只是新一代相機(jī)的第一步尼夺，它們將改變我們對(duì)圖像的看法和拍攝方式。研究人員也在努力解決透過霧看炒瘸、看到墻后淤堵、甚至在人的身體和大腦深處的影像。
所有這些技術(shù)都依賴于將圖像與模型相結(jié)合來(lái)解釋光是如何通過或圍繞不同物質(zhì)的顷扩。
另一種有趣的方法是利用人工智能來(lái)“學(xué)習(xí)”識(shí)別數(shù)據(jù)中的對(duì)象拐邪。這些技術(shù)的靈感來(lái)自于人類大腦中的學(xué)習(xí)過程，并且很可能在未來(lái)的成像系統(tǒng)中扮演重要角色隘截。
單光子和量子成像技術(shù)也正趨于成熟扎阶，它們可以以極低的亮度拍攝照片，而且速度極快的視頻速度達(dá)到每秒一萬(wàn)億幀婶芭。這就足以捕捉到光本身在一個(gè)場(chǎng)景中穿行的畫面东臀。
其中一些應(yīng)用程序可能需要一些時(shí)間才能完全開發(fā)，但我們現(xiàn)在知道犀农，基礎(chǔ)物理應(yīng)該允許我們通過巧妙地結(jié)合新技術(shù)和計(jì)算智慧來(lái)解決這些和其他問題惰赋。
（英文版來(lái)自：thenextweb）
