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在胶片电影的时代，摄像机的拍摄速度通常是每秒23张底片，这是因为人眼能够识别的画面流动速度是每秒23张，少于这个速度，人眼就可能分辨出渐进式的画面了，而且有些快速移动的事物可能就拍不到。据说李小龙当年在拍摄影视作品时，摄像师经常提醒他把速度放慢一点，不然根本拍不到他做了什么动作。 这也说明摄像机拍摄时通常是帧数越高画面感越流畅，越能拍到快速移动事物的运动轨迹，比如能够拍摄子弹运动轨迹的摄像机，最少需要每秒120帧才能拍出飞行的连续性。 目前一般的高速摄像机已经可达每秒上万帧，有些超高速摄像机可达每秒数十万帧，可以拍摄到极端高速和瞬间闪现的事物。那么你能想象每秒拍摄2000亿帧的摄像机吗？ 据央视新闻报道，中国科学院西安光机所缑永胜副研究员团队在超快分幅成像领域取得重要进展，他们研制的时间放大分幅相机成功在中国工程物理研究院激光聚变研究中心完成激光打靶实验，首次成功获得了时间分辨率优于10皮秒的激光内爆图像。这是我国高科技领域中目前速度最快的拍摄记录。 缑永胜副研究员于2007年毕业于西安电子科技大学，之后考入中国科学院研究生院，于2010年7月毕业后进入中国科学院西安光机所工作至今，2016年时创新了一种基于雪崩晶体管的超快高压脉冲产生技术，2017年时又发明一种超高速分幅相机成像方法，在时域调制高时间分辨分幅成像技术和可见光扫描相机方面很有研究，此次研制的时间放大分幅相机是其团队的最新成果。 1皮秒等于1万亿分之1秒，也就是说这台时间放大分幅相机可以拍摄到万亿分之几秒内的事物图像，不但可以看清化学反应中分子的分离与结合过程，还看清楚核反应过程中的原子分裂和聚合过程，甚至能看清光的运动轨迹。 因为光在1万亿分之一秒内行走的距离只有0.3毫米，所以媒体报道称这台相机为激光聚变过程精细化测量奠定了基础，今后有望应用于新能源汽车、医疗、核能试验和应用等领域。 十年来西安光机所科研团队持续聚焦超快分幅成像技术，终于攻克了宽束电子光学调制、电子脉冲时间放大和宽谱电子聚焦等多项关键技术，成功研制出更高专业水准的时间放大分幅相机，将我国分幅相机的时间分辨极限从60皮秒提高到了5皮秒，空间分辨率更是优于20lp/mm（线对/毫米），这台相机也成为目前我国已实现工程化应用的最高时间分辨率分幅拍摄设备，它对推动我国分幅成像技术和超快诊断技术发展等方面都将具有重要意义。 不过，我国在超高速拍摄技术方面距离世界最高水平还有着很大的差距，目前世界最快的拍摄设备是美国加州理工学院华裔科学家汪立宏教授及其团队在2020年研制出的一种超高速分幅相机，帧数可达每秒70万亿帧，就是说它可以拍到70万亿分之一秒内的景像，速度是西安光机所最新研制的分幅相机速度的上千倍，在这样的时间幅度上，即便是光也只走了1毫米的千分之一，也就是一微米。 汪立宏于1962年1月出生于湖北省孝感市，1984年获得华中工学院（现华中科技大学）光学学士学位；1987年获得华中科技大学光学硕士学位；1987年7月到1988年8月任激光技术国家重点实验室（华中科技大学）教员，不久后出国，到美国德克萨斯农工大学任助教，2002年成为教授，2006年8月后任圣路易斯华盛顿大学放射研究所教授，2017年2月任加州理工学院医学工程和电气工程教授，2018年当选为美国国家工程院院士。 汪立宏及其团队开发的这项技术被称为压缩超快光谱摄影（CUSP），使用极短的激光脉冲，捕捉运动中的光波都显得轻而易举，被认为是全球最快摄像机，这项技术已经应用于各种各样的极快现象，如超短光传播、波传播、核聚变等。 消息来源：《北京日报》11月12日报道《重要进展！一秒两千亿帧！》 |
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