能用相機捕捉光線是怎樣傳播的嗎？MIT研究人員開發(fā)一款相機，它可以做到，研究人員還制作了影片，每一幀的曝光時間約為1.71皮秒。

MIT多媒體實驗室相機文化（Camera Culture）團隊開發(fā)一款超快相機，有了它我們可以看到光線是怎樣傳播的。每一幀的有效曝光時間只有2萬億分之一秒，研究人員用它合成光線移動的可視化圖像，幀速率約為每秒5000億幀。要用如此高的幀速率捕捉反射光和直射光，并且擁有充足的亮度幾乎是不可能的事。

研究人員使用了間接頻閃觀測法，該方法可以適時進行多視點掃描，重復(fù)測量幾百萬次并記錄結(jié)果。然后研究人用會對數(shù)據(jù)重新排列，制作成“影片”，顯示納秒（1納秒等于十億分之一秒）事件是如何進行的。

MIT多媒體實驗室相機文化團隊與MIT化學(xué)系Bawendi實驗室合作開發(fā)這套設(shè)備。研究人員將激光脈沖的持續(xù)時間控制在1萬億分之一秒之內(nèi)，激光脈沖用作閃光，光線從場景返回，被相機捕捉收集，收集時的幀帶率約為5000億fps。由于曝光時間非常短（約為2萬億分之一秒），相機的視野狹窄，研究人員只能在幾分鐘之內(nèi)通過重復(fù)定期抽樣的方法獲得視頻。

研究人員管這種新技術(shù)叫作Femto Photography，新系統(tǒng)使用了飛秒激光照明技術(shù)、皮秒精準探測器、數(shù)學(xué)重建技術(shù)。1飛秒相當(dāng)于1秒的一千萬億分之一，1皮秒相當(dāng)于1千飛秒。光源是鈦寶石激光，每隔13納米它就會發(fā)射脈沖。

脈沖照亮場景，觸發(fā)精準度高達皮秒的掃描管，掃描管會捕捉從場景返回的光線。超快掃描照相機在水平方向擁有較佳的可視角度，但是在垂直方向可視角度很窄，只相當(dāng)于一個掃描行。

在每一次錄制中，研究人員可以記錄超窄視野1D影片。在制作的影片中，研究人錄制了大約480幀，每一幀的曝光時間約為1.71皮秒。

研究人員用一套鏡片系統(tǒng)將相機視線對準目標(biāo)物的不同部分，為每一個視角拍攝影片。在激光脈沖發(fā)射與電影開始之間會設(shè)定固定的延遲時間。接下來，算法會用捕捉的數(shù)據(jù)合成一部2D影片。

新技術(shù)可以應(yīng)用于藝術(shù)和教育領(lǐng)域，可以用來制作工業(yè)圖像，分析故障和材料屬性，可以制作科學(xué)圖像，理解超快過程，還可以制作醫(yī)療圖像，重構(gòu)次表面元素。