Иновация

Това са снимки с най-висока разделителна способност, снети от снежинки някога | Иновация

Първият студ от зимна буря е достатъчен, за да изпрати повечето хора на закрито, но не и Нейтън Мирволд. Колкото по-студено е времето, толкова по-големи са шансовете му да заснеме микроскопична снимка на снежинка. Сега, почти две години в процес на създаване, Myhrvold разработи това, което смята, като камера за снежинка с най-висока разделителна способност в света. Наскоро той пусна поредица от изображения, направени с помощта на неговото творение, прототип, който улавя снежинки на микроскопично ниво, невиждано досега.

Myhrvold, който има докторска степен по теоретична математика и физика от университета в Принстън и е служил като главен технологичен директор в Microsoft в продължение на 14 години, се обляга на своя заден план като учен да създаде камерата. Той също така използва опита си като фотограф, най-вече като основател на Модернистична кухня , лаборатория за иновации в храните, известна със своята снимки с висока разделителна способност на различни хранителни продукти, публикувани в петтомник на едноименната фотография, която се фокусира върху изкуството и науката за готвене.Myhrvold получи идеята да заснеме снежинки преди 15 години след среща Кенет Либбрехт, професор от Калифорнийския технологичен институт, който случайно изучава физиката на снежинките.

В края на ума си помислих, че наистина бих искал да направя снимки на снежинки, казва Мирволд. Преди около две години си помислих, че е подходящо време и реших да съставя модерна система за фотографиране на снежинки ... но беше много по-трудно, отколкото си мислех.

Снимането на снежинки не е нищо ново. В края на 1880-те фермер от Върмонт на име Уилсън Бентли започва да изстрелва снежинки на микроскопично ниво във фермата си. Днес той е смятан за пионер в работата си, която е част от Архив на института Смитсониън . Неговата фотография се смята за вдъхновение за общата мъдрост, че няма две подобни снежинки.

Повече от век по-късно полето на фотографията на снежинките продължава да се развива скокообразно, което се вижда от изображенията с висока разделителна способност, които Myhrvold е създал със собствената си камера.

Ice-Queen.jpg

„Ледена кралица“ от Нейтън Мирволд(Nathan Myhrvold / Modernist Cuisine Gallery, LLC)

С прости думи, разработената от Myhrvold система се състои от една част микроскоп и една част камера, но с редица части, които работят в тандем, за да изпълнят тежката задача за заснемане на изображение на снежинка, обект, който е не само минимален (повечето снежинки мярка с диаметър по-малък от половин инч), но също така и бързо се топи. Всъщност склонността на снежинката да се разпада беше едно от най-големите предизвикателства, които Мирволд трябваше да преодолее с този проект. Неговото решение: оборудване на неговата 50-килограмова система от камери с термоелектрическа охладителна система, рамка от въглеродни влакна и LED светлини, които отделят по-малко топлина от стандартните светлини. Всяка част от неговото устройство на Франкенщайн, което се намира на около пет фута височина от земята, когато е поставено на маса, е построено с материали, които са по-малко склонни да причинят топене или сублимация на обекта.

Светлината може да разтопи снежинката, затова намерих компания в Япония, която произвежда LED светлини за промишлени цели, казва той. Светкавицата на камерата ми е една милионна от секундата и хиляда пъти по-бърза от тази на типичната светкавица на камерата.

колко далеч е мантията

Очевидно някои локали са по-подходящи за фотографиране на снежинки от други. Например, снежинките в тихоокеанския северозапад, където е базиран Мирволд, не са достатъчно студени и се топят или сублимират (когато ледът се превръща в газ) твърде бързо, докато на Източното крайбрежие те са твърде влажни поради влажността във въздуха, което може да доведе до слепване на снежинките. И така, той се осмели на още по-висока географска ширина с перфектни условия - Тиминс, град в североизточната част на Онтарио, Канада.

Някъде между отрицателните 15 градуса и отрицателните 20 градуса по Фаренхайт е сладкото място за стрелба със снежинки, казва той.

No-Two-Alike.jpg

„Няма двама подобни“ от Нейтън Мирволд(Nathan Myhrvold / Modernist Cuisine Gallery, LLC)

Myhrvold също трябваше да измисли как физически да улови снежинка. (Не е толкова просто, колкото да се надяваш, че перфектната снежинка случайно ще попадне в ръката ти.) Той бързо разбра, че уловът им на стъклен микроскопски плъзгач няма да работи; стъклото е известен изолатор. Но изкуственият сапфирен предмет, направен от същия кристален материал, какъвто би могъл да се намери в часовник от висок клас, има по-ниско съотношение на топлопроводимост от стъклото, което го прави идеалният материал за събиране на образци.

За да вземе снежинката на сапфирената пързалка, първо трябваше да хване една. Парче дъска от пяна, която той боядиса в черно и притисна към края на дръжката за почистване, свърши работа. След като на дъската паднат достатъчно снежинки, Myhrvold прави бърза визуална проверка на образците, преди да реши кой от тях е най-подходящ за неговите цели. След това го прехвърля върху сапфирената пързалка с помощта на малка самурова четка, подобно на това, което акварелите използват, когато рисуват най-фините детайли.

Само една от всеки хиляда снежинки е достатъчно добра за снимане, казва той. Често те се придържат заедно, така че не можете да отнемете твърде много време и трябва да изберете най-доброто, което можете бързо да прехвърлите. Наистина искате да ги получите веднага под микроскопа.

Nathan_Catching_Snowflakes (1) .jpg

Нейтън хваща снежинки с помощта на парче черна дъска от пяна.(Галерия за модернистична кухня, LLC)

След като е безопасно на плъзгача, той фокусира своя микроскоп, за да направи снимката, като променя експозицията по един микрон в даден момент. (За справка, ширината на човешки косъм измерва приблизително 70 микрона .) Средно Myhrvold заснема всяка снежинка повече от 100 пъти или колкото пъти може, преди снежинката да започне да се топи.Използвайки специализиран компютърен софтуер, Myhrvold комбинира множество снимки на един образец, за да създаде окончателната снимка.

Тази снимка [обикновено е резултат от] 100 снимки, събрани с помощта на компютърен софтуер, казва той. Трябва да направите много снимки, за да получите достатъчно висока резолюция, защото многото снимки, взети заедно, ви позволяват да имате достатъчно дълбочина на рязкост, за да видите цяла снежинка много рязко.

Кенет Г. Либбрехт, професор по физика в КалТех, който е много проучен физиката и формирането на модели на лед и чиято работа е това, което вдъхнови Myhrvold да продължи този проект на първо място, не са непознати за предизвикателствата на изграждането на камера за снежинка с висока разделителна способност. Той също е създал подобно устройство, което използва за свои изследователски цели. Освен себе си, той казва само Myhrvold и канадски фотограф на име Дон Комаречка са постигнали подвига на снимането на снежинки на такова микро ниво.

Хората понякога ме питат как работи [моят фотоапарат] или как изглежда и е много трудно да се отговори, защото е изграден като проект, подобен на гараж, казва Либбрехт. Няма план; хвърляте го заедно, докато вървите.

Настъпвайки на тази непозната територия, Либбрехт казва, че не е сигурен какво ще означават тези снимки с висока разделителна способност при изследването на снежинките.Не знам какво ще открие човек с това,той казва.Когато гледате снимки, виждате неща, които не сте знаели, че са там. По-важно е да снимате много снежинки, отколкото просто да получите снимка с висока разделителна способност, но и това е важно. Трудно е да се предскаже какво ще откриете.

Снежинка Cam.jpg

Поглед отблизо към камерата на снежинката.(Галерия за модернистична кухня, LLC)

Myhrvold добавя, че са необходими много опити и грешки, за да се стигне до неговия проект до момента, в който се намира в момента. И дори сега, той все още се занимава с различни елементи, за да добави към своята система за фотографиране на снежинки.

[Модифицирам го] в момента и добавям нови функции, казва той. Проблемът ни в момента е, че сега, когато зимата започна, Канада е заключена, така че използвам това време за надграждане на нещата.

Един възможен ъпгрейд, който Myhrvold споменава, е някой ден да свърже системата му с 3-D принтер, но съществува един малък проблем:Понастоящем няма принтер, който да може да печата с разделителна способност на истинска снежинка, казва той. Но ако сте го увеличили до размера на чиния за вечеря, абсолютно.

Звучи ни като полезен проект.

Отпечатъци от снимките на снежинката на Myhrvold са на разположение в Галерия за модернистична кухня .





^