Una nueva técnica revoluciona las cámaras fotográficas

Un equipo de investigación de la Universidad de Oxford ha creado una herramienta que permite capturar imágenes fijas de gran resolución y vídeo de alta velocidad con una misma cámara y al mismo tiempo. Las aplicaciones de esta nueva tecnología pasan por los medios de comunicación, donde podrían utilizarse en circuitos cerrados de televisión o fotografía deportiva por ejemplo, pero también resultan decisivas en el campo de la ciencia, en el que, actualmente, la capacidad de captura de imágenes fijas de alta calidad que se correspondan exactamente con vídeo de alta velocidad es muy limitada y supone una gran inversión económica.

Según un comunicado referente a un artículo publicado en la revista Nature Methods, la tecnología ha sido patentada por Isis Innovation, la oficina de transferencia de tecnología de la Universidad de Oxford, y financiada por Biotechnology and Biological Sciences Research Council y la Fundación Británica del Corazón.

Desde el laboratorio al consumidor

Hasta hace poco el grupo de investigación que firma el artículo, liderado por Peter Kohl, analizaba el corazón humano mediante imágenes sofisticadas y técnicas informáticas que, sin embargo, no bastaban para alcanzar la velocidad y el detalle suficiente exigido en el estudio celular. El propio Kohl explica en el comunicado el problema que suponía trabajar con estas herramientas: “Cualquiera que haya tratado de tomar fotografías o vídeos de una escena de alta velocidad, como en el fútbol o el automovilismo, incluso con una réflex digital bastante decente, sabrá que es muy difícil obtener una imagen nítida, porque el movimiento causa una visión borrosa. Tenemos el mismo problema en la ciencia, donde se puede perder información realmente vital, como cambios muy rápidos en la intensidad de la luz a partir de moléculas fluorescentes que nos hablan de lo que está sucediendo dentro de una célula. Tener un sensor de capacidad masiva de 10 o 12 megapíxeles, como muchas cámaras tienen ahora, no hace absolutamente nada para mejorar esta situación”.

La solución vino de la mano de unos de sus colaboradores, Gil Bub, al que se le ocurrió la idea de reunir imágenes de alta resolución y secuencias de vídeo de alta velocidad, al mismo tiempo y en el mismo chip de la cámara. Pero además con un valor añadido de vital importancia en la ajustada fracción presupuestaria que se destina a la ciencia: la técnica de Bub reduce el coste que hasta ahora suponía obtener similares resultados con las cámaras más empleadas en los laboratorios.

Esta novedosa técnica ya ha llamado la atención de Cairn Research, un fabricante de instrumentación científica con sede en el Reino Unido, que ha manifestado su deseo de utilizarla para ampliar las capacidades de sus dispositivos.

Pero que el ingenio de la Universidad de Oxford salte de las manos de los científicos y la industria a las tiendas de fotografía es sólo cuestión de tiempo. De hecho, un grupo de investigación de la Universidad de Nottingham, capitaneado por Mark Pitter, ya está planificando la compresión de esta tecnología en una especie de “todo-en-uno” de sensores que podría ser colocado dentro de las cámaras normales. "El uso de un sensor de estado sólido nos permitirá diseñar cámaras compactas y simples, microscopios y otros dispositivos ópticos que contribuyen a reducir el coste y el esfuerzo necesarios para esta apasionante técnica. Esto hará que sea útil para una gama mucho más amplia de aplicaciones, tales como cámaras de consumo, sistemas de seguridad, o el control de fabricación", afirma.

Imagen y vídeo capturados al mismo tiempo

La principal novedad de esta técnica reside en que la imagen y el vídeo son capturados al mismo tiempo en el mismo sensor. Pero… ¿cómo se logra esto? Como explica el padre del invento, Gil Bub, se trata de permitir que los píxeles de la cámara actúen “como si fueran parte de decenas o incluso cientos de cámaras individuales que toman fotografías en una sucesión rápida durante una exposición normal”. El truco es que el patrón de las exposiciones de píxel mantenga el contenido de alta resolución de la imagen global, que puede ser utilizado como está, es decir para formar una fotografía de alta resolución con la combinación de todas sus partes, o bien, estas imágenes pueden ser decodificadas individualmente y colocadas en forma de secuencia para generar una película de alta velocidad. Este sistema ha sido desarrollado mediante la combinación de tecnologías "off-the-shelf", o lo que es lo mismo, software y hardware libre de patentes.