Japonya’daki Kobe Üniversitesi’nden araştırmacılar, yalnızca tek bir piksel kullanarak üç boyutlu film kaydı yapabilen yenilikçi bir teknik geliştirdi. Bu yöntem, görüntüleme teknolojilerinde çığır açabilecek potansiyele sahip. Özellikle holografik video mikroskobi alanında yeni bir dönemin kapılarını aralayabileceği belirtiliyor.
HOLOGRAFİDE YENİ DÖNEM
Holografik video mikroskobu, mikroskobik ölçekteki nesnelerin gerçek zamanlı ve üç boyutlu olarak gözlemlenmesine olanak tanıyor. Hologramlar genellikle kredi kartları ve banknotlardaki güvenlik özellikleriyle tanınsa da, bu teknoloji bilimsel araştırmalarda çok daha büyük roller üstleniyor. Özellikle gelişmiş sensörler ve mikroskopi alanlarında holografik görüntüleme, kritik bir araç haline gelmiş durumda.
Bu tür mikroskopide, mikroskobik parçacıkların hologramları video kareleri halinde kaydediliyor ve bu kareler ışık saçılımı prensibiyle piksel piksel analiz ediliyor. Geleneksel hologram kaydı için genellikle lazer ışıkları gerekse de, yeni yöntemler ortam ışığı veya numuneden gelen doğal ışığın kullanılmasına olanak tanıyor.
FARKLI TEKNİKLER, FARKLI GÜÇLER
Hologramların kaydında günümüzde kullanılan başlıca iki yöntem FINCH ve OSH olarak biliniyor. FINCH, 2 boyutlu görüntü sensörleriyle çalışıyor ve video hızında görüntüleme yapılmasını mümkün kılıyor; ancak yalnızca görünür ışıkla çalışabiliyor ve numunenin doğrudan görünür olması gerekiyor.
OSH (Tek Piksel Holografi) ise çok daha esnek; görünür spektrumun dışındaki ışıklarla çalışabiliyor ve hatta ışığı saçan dokuların içinden bile görüntü alabiliyor. Ancak OSH yönteminin en büyük dezavantajı, inanılmaz derecede yavaş olmasıydı. Bu da hareketli nesneleri görüntülemeyi neredeyse imkânsız hale getiriyordu.
HIZDA ÇIĞIR AÇAN CİHAZ
Dr. Yoneda Naru ve ekibi, OSH’nin bu hız sınırlamasını aşmayı hedefledi. Geliştirdikleri çözüm, holografik desenleri nesnelere yansıtmak için yüksek hızlı bir dijital mikro ayna cihazı kullanıyor. Bu cihaz, saniyede 22 bin kez (22 kHz) desen yenileyebiliyor. Önceki sistemlerde bu hız yalnızca 60 Hz seviyelerindeydi. Araştırmacılar bu farkı, yaşlı bir kişinin yürüyüşü ile Japon hızlı treni arasındaki fark kadar büyük olarak nitelendirdi.
İKİLİ GÖREV BAŞARISI
Yeni düzeneğin, deneysel olarak hem hareketli nesnelerin üç boyutlu görüntülerini kaydedebildiği hem de ışığı dağıtan malzemeler —örneğin fare kafatası gibi— üzerinden geçerek holografik video kaydı alabildiği gösterildi. Bu sistem, mikroskop olarak da etkili bir şekilde çalışabiliyor.
Ancak araştırmacılar mevcut kare hızının halen düşük olduğunu, saniyede yalnızca bir karenin biraz üzerinde olduğunu belirtiyor. Bu noktada devreye, “seyrek örnekleme” adlı sıkıştırma tekniği giriyor. Bu yöntemle, her görüntü parçasının sürekli kaydı engellenerek verimlilik artırılıyor ve sistemin saniyede 30 kareye çıkması hedefleniyor. Bu, standart video kalitesine ulaşmak anlamına geliyor.
BİLİM VE TIPTA DEVRİM
Bu gelişmenin özellikle tıp ve biyoloji alanında büyük potansiyel taşıdığı ifade ediliyor. Yeni teknikle, invaziv (girişimsel) işlemler uygulanmadan canlı dokular içindeki aktif süreçler üç boyutlu olarak gözlemlenebilecek. Araştırma ekibi, bu teknolojinin saçılan ortamların arkasındaki hareketli nesneleri görselleştirme kabiliyeti sayesinde, biyolojik gözlemlerde devrim yaratabileceğini öngörüyor.
GÖRÜNTÜ KALİTESİNDE YENİ HEDEF
Elbette teknik halen geliştirilmeye devam ediyor. Öncelikli hedefler arasında örnekleme noktalarının sayısının artırılması ve görüntü kalitesinin daha da iyileştirilmesi yer alıyor. Bu kapsamda, araştırma ekibi şu anda nesnelere yansıtılan desenleri optimize etmeye çalışıyor. Aynı zamanda elde edilen ham verilerin yüksek kaliteli görüntülere dönüştürülmesi için derin öğrenme algoritmaları üzerinde de çalışmalar sürüyor.
BİLİM KURGUDAN GERÇEĞE
Holografik teknolojideki gelişmeler yalnızca Japonya ile sınırlı değil. İspanya’daki Navarra Kamu Üniversitesi’nden (UPNA) bir ekip, havada süzülen ve elle yönlendirilebilen üç boyutlu grafikler geliştirmeyi başardı. Ayrıca Güney Koreli bilim insanları da, sıradan iki boyutlu videoları gerçek zamanlı olarak yüzen 3D hologramlara dönüştürebilecek sistemler üzerine çalışıyor. Bu gelişmeler, bizleri bilim kurgu dünyasında hayal edilen izleme deneyimlerine bir adım daha yaklaştırıyor.
