¿Qué es una cámara estéreo? ¿En qué se diferencia de una cámara normal? ¿Cuánto cuesta?
Si no existe una cámara estéreo tan avanzada, según la solución técnica tradicional, es necesario instalar tres cámaras en el satélite para tomar fotografías del mismo punto de la superficie lunar desde tres ángulos. Sin embargo, esto aumentará el peso de la carga útil, añadiendo así una serie de dificultades técnicas a la capacidad de lanzamiento del cohete, el tamaño y peso del satélite y otras instalaciones de apoyo, y limitando el número de equipos de detección científica que pueden transportarse. en el satélite. Al mismo tiempo, esta cámara estéreo CCD ha mejorado su adaptabilidad al entorno espacial a medida que el equipo se ha vuelto más pequeño y liviano.
Actualmente, el número de fotografías estereoscópicas de la luna tomadas en el mundo es limitado e incompleto. Si esta exploración lunar va bien, podremos ver una serie de fotografías tridimensionales de todo el terreno lunar y sus accidentes geográficos tomadas por los chinos.
Por supuesto, para los científicos, el valor de los datos de imágenes lunares tridimensionales va mucho más allá de permitir que todos vean imágenes del paisaje lunar. Basándose en estas imágenes tridimensionales, los científicos dividirán la estructura y las unidades de relieve de la superficie lunar, crearán mapas esbozados de fracturas lunares e imágenes de anillos, esbozarán la historia de la evolución de la estructura geológica lunar y estudiarán el origen de la Luna y el universo. Al mismo tiempo, estas imágenes también servirán para el segundo y tercer proyecto de exploración lunar de mi país, incluida la provisión de base científica para el siguiente paso del aterrizaje de un vehículo lunar y un astronauta en la Luna.
Gafas estereoscópicas Chang'e-1
El llamado mapeo tridimensional es un levantamiento y mapeo completo de la superficie de un objeto. Actualmente, los principales métodos internacionales de topografía y cartografía incluyen la observación estereoscópica, la interferometría de radar y la topografía y cartografía con escaneo láser. Entre ellas, la tecnología de observación estereoscópica es la más madura, con una trayectoria de investigación de más de 100 años. No hay duda de que también es la tecnología universal preferida para la topografía y cartografía tridimensional lunar en varios países. La observación estereoscópica utiliza el principio visual del paralaje izquierdo y derecho del ojo humano para obtener información tridimensional. Chang'e-1 está equipado con una cámara estéreo CCD y un altímetro láser, formando un par de "anteojos estéreo".
Introducción a las cámaras estéreo
Debido a la superficie irregular de la luna, las imágenes planas tomadas con cámaras normales no pueden obtener datos de imagen en la dirección de profundidad de la línea de visión, por lo que una cámara estéreo Se necesita cámara.
Las cámaras estéreo son una parte clave de las imágenes estéreo. Debido a que son difíciles de tocar en la vida diaria, es posible que la gente común no esté familiarizada con las cámaras estereoscópicas, pero en realidad esta tecnología existe desde hace mucho tiempo. Ya en el período griego antiguo, Euclides había descubierto que los ojos izquierdo y derecho de las personas ven escenas diferentes, que es la razón principal por la que las personas pueden ver el espacio tridimensional. En términos modernos, el paralaje binocular es el principio básico de las imágenes estereoscópicas.
Las imágenes estereoscópicas se pueden dividir en dos categorías: toma de escenas estáticas y toma de escenas dinámicas. Para fotografiar una escena estática, solo necesitas usar una cámara para tomar una foto en una determinada posición y ángulo, y luego mover la cámara una cierta distancia en paralelo y tomar otra foto, obteniendo así un conjunto de fotografías estereoscópicas con paralaje.
Para capturar escenas dinámicas, necesita usar una cámara estéreo especializada (como una cámara de doble lente) o usar dos cámaras para tomar dos fotografías al mismo tiempo.
Las primeras tecnologías de imágenes estereoscópicas se basaban principalmente en cámaras tradicionales para tomar un conjunto de fotografías estereoscópicas y utilizaban estereoscopios para reproducir las imágenes estereoscópicas. Debido a que la fotografía estereoscópica tradicional es compleja de producir y difícil de difundir, se limita a la fotografía profesional y a algunos campos especiales, y no puede penetrar en todos los niveles como la fotografía bidimensional tradicional. Con el rápido desarrollo de la ciencia y la tecnología y la aparición de las cámaras digitales CCD, la tecnología y la aplicación de imágenes estereoscópicas han logrado grandes avances.
Cámara con dispositivo de carga acoplada
CCD (Dispositivo de carga acoplada) es una parte importante de la cámara estéreo. Es un dispositivo semiconductor fotosensible en el que la unidad fotosensible convierte la luz recibida en una cantidad de carga. La cantidad de carga es proporcional a la intensidad de la luz incidente. De esta manera, un CCD de matriz de área compuesto de células fotosensibles dispuestas en una matriz puede detectar imágenes. Los CCD se utilizan ahora ampliamente en cámaras y videocámaras digitales, así como en telescopios astronómicos, escáneres y lectores de códigos de barras.
El desarrollo de la cámara estéreo CCD utilizada por Chang'e-1 adoptó muchas tecnologías innovadoras, como sistemas ópticos de gran campo y chips CCD de gran área. Utiliza una cámara en lugar de tres cámaras para lograr imágenes tridimensionales del sujeto. Cuando la cámara estéreo está funcionando, recopila la salida del CCD, obtiene imágenes de vista frontal, vista frontal y vista trasera respectivamente, y luego las procesa para formar una imagen estereoscópica. La cámara estéreo CCD funciona en modo de escaneo autopropulsado. Para reconstruir la imagen tridimensional de la superficie lunar, se realizó un procesamiento especial en el diseño.
Cuando el satélite está volando, la cámara estéreo CCD escanea el objetivo lunar a lo largo de la dirección de vuelo y puede obtener imágenes del objetivo lunar desde tres ángulos diferentes. Dado que la cámara estéreo está fijada en el satélite y no puede girar libremente, solo se mueve con el movimiento relativo del satélite y la luna para escanear la superficie lunar. Este tipo de cámara estéreo CCD también mejora la adaptabilidad al entorno espacial mediante la miniaturización y el peso ligero del equipo, reduce el peso de la carga útil y mejora la capacidad de lanzamiento del cohete, el volumen y peso del satélite y la transformación. de otras instalaciones de apoyo. Las dificultades técnicas son difíciles de lograr.
Actualmente, el número de fotografías 3D de la luna existentes en el mundo es limitado e incompleto. Si esta exploración lunar se puede completar con éxito, entonces podremos obtener una vívida fotografía tridimensional de todo el terreno lunar.
Obtener una imagen tridimensional completa de la Luna no solo permite a todos ver la topografía de la Luna, sino que también tiene un valor de investigación de gran alcance. Basándose en estas imágenes tridimensionales, los científicos pueden dividir la estructura y las unidades de relieve de la superficie lunar, crear contornos de fracturas lunares e imágenes de anillos, esbozar la historia evolutiva de la estructura geológica lunar, estudiar el origen de la Luna y el universo. y proporcionar opciones de próximos pasos para los vehículos lunares y los astronautas. El sitio de aterrizaje proporciona una base científica. ¡Esperamos ver pronto la verdadera cara de la luna!
La historia de la fotografía estereoscópica
La tecnología de la fotografía estereoscópica se originó en la década de 1930, cuando Wheatstone inventó el estereoscopio en 1838. Un estereoscopio consta de dos espejos mutuamente perpendiculares. Las imágenes de la izquierda y la derecha están colocadas en portafotos. Gire el joystick para ajustar la foto a una posición adecuada para ver la imagen estereoscópica.
En 1839, Daguerre inventó la fotografía con placas de sal de plata, que no sólo sentó las bases de la fotografía, sino que también impulsó el vigoroso desarrollo de la fotografía estereoscópica.
En 1849, David Brewster utilizó lentes convexas para reemplazar los espejos del estéreo e inventó un estéreo mejorado.
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