Neue High-Speed-Kamera zeichnet 4,4 Billionen Frames/Sekunde auf

Wissenschaftler aus Japan haben die weltweit schnellste Kamera gebaut. Mit dieser können Bildaufzeichnungen mit 4,4 Billionen Frames pro Sekunde angefertigt werden. Dies erlaubt Zeitlupen-Videos in einer bisher nicht erreichten Qualität. mehr... Licht, Optik, Lila Bildquelle: Informationsdienst Wissenschaft Licht, Optik, Lila Licht, Optik, Lila Informationsdienst Wissenschaft

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"...Schon mit ihr war es möglich, in einem Zeitlupen-Video zu beobachten, wie sich Licht durch eine Flasche bewegt." Voll abgefahren... trotzdem musste ich irgendwie direkt an "Ab durch die Hecke" denken :)
 
@Yamben: Hier mal das Video, welches mit der MIT-Kamera ("die langsamere") erstellt wurde: http://video.golem.de/foto/6618/ein-laserpuls-wandert-in-zeitlupen-durch-eine-flasche.html
 
@F98: Das Label vom Sponsor ist extra drauf geblieben? Da sieht schon genial aus.. :)
 
@Yamben: Was eine Cola so alles bewirkt ^^
 
Die Frage, welche sich mir stellt...Wieviel Speicher benötigt man dafür pro Sekunde Film und vor allem, welcher Speicher ist schnell genug für die Aufzeichnung?
 
@tommy1977: Mit einer SD Karte wirds wohl schwierig ;) Ich vermute mal ein starker SSD RAID Verbund.
 
@master452: Auch das reicht sicher nicht. Mal schnell rechnen: 450x450 Pixel = 202.500 Pixel. Nehmen wir mal nur 256 Farben an ~ 1 Byte pro Pixel. Also hat 1 Bild 202.500 Byte. Bei 4,4 Billionen Bildern / Sec. bedeutet das 891 * 10^15 Byte / Sec. ~ 830.000.000 GB / Sec. Ich kenne keine Technologie, die solche Datenmengen verarbeiten kann (das heißt nicht, dass es so etwas nicht gibt). Die Speicherung wäre dann das nächste Problem. Selbst wenn ich jedes Bild um 90 % komprimiere (wie auch immer ich diese schnelle Komprimierung hinbekommen will), dann bleiben ca. 83 Mio. GB / Sec. zu speichern. Das leistet KEINE Standard-Technologie. SSDs haben ca. 500 MB / Sec. - das lass ich Dir zum Rechnen wieviele Tausende SSDs Du bräuchtest....
 
@Nunk-Junge: wer sagt denn, dass diese daten in echtzeit auf dem festspeicher geschrieben werden?
 
@medienfux: Sie müssen in Echtzeit verarbeitet werden, weil sie in Echtzeit anfallen. Siehe auch den Kommentar von Laggy dazu.
 
@Nunk-Junge: Ja aber nicht auf festspeicher... Sowas wird in flüchtigen Speicher wie beispielsweise RAM geschrieben und dann "langsam" runter gespeichert. Zumindest machen wir das so mit "normalen" high speed Kameras die halt nur ein paar Tausend Bilder/s schaffen...
 
@paul1508: Und wie hast Du das RAM angeschlossen? Welchen Durchsatz schafft das? Selbst wenn man nur 1/10 Sekunde aufzeichnet, dann hat man 4,4 Milliarden Bilder ~ 830.000 GB. Die muss man in 1 /10 Sekunde in den Speicher bringen. Und wer hat 830.000 GB Ram...
 
@Nunk-Junge: Du hast 3 Nullen vergessen, 830.000 GB wären vergleichsweise Peanuts - das würden viele Rechenzentren bereits einzeln bereit stellen können. Die Daten werden vermutlich irgendwie verteilt zur Verarbeitung, nur weil diese in Echtzeit aufgezeichnet werden müssen, heißt das nicht das sie in einer festen Reihenfolge auch berechnet werden. Ohne Lichtwellenleiter kann das nicht funktionieren, selbst mit Infiniband wären 16Mio Anschlüsse notwendig... Und dabei untertreiben wir mit den 256Farben vermutlich ;-)
 
@Nunk-Junge: Denk doch mal nach! Wenn man so kurze Prozesse aufnehmen will, die eine Kamera mit 4,4 Billionen Frames/sec erfordert, werden die Wissenschaftler sicherlich nicht 1 GANZE Sekunde aufnehmen. Es wird wahrscheinlich nur eine Milliardstel Sekunde oder sowas aufgenommen... Das Datenaufkommen wird sicherlich nichtmal im Gigabyte Bereich liegen... Was mir allerdings sorgen macht, ist trotzdem die Speicherung. Damit Frame 1 nicht verloren geht, nachdem Frame 2 aufgenommen wurde oder umgekehrt muss Frame 1 bereits in irgend einem Speicher oder RAM festgehalten werden. Folglich braucht man trotz vermutlich sehr kleiner Datenmengen einen Speicher der Unglaublich schnell ist. Eben einen, der so wie du es ausgerechnet hast 830.000.000 GB/sec aufnhemen kann. Sprich Ein Bild mit 450x450 Pixeln MUSS mit 830.000.000 GB/sec abgespeichert werden, bzw. die Speicherung muss so extrem schnell abgearbeitet werden, da sonst das nächste Bild verloren geht. Ich kann mir nicht vorstellen, wie das funktionieren soll... Mir ist kein Speicher, bekannt, der so schnell daten aufnehmen kann. Die Menge spielt ja keine Rolle. Einzig die Geschwindigkeit ist wichtig.
 
@Nunk-Junge: EDIT: Es handelt sich gerade einmal um 6 Einzelbilder die durch physikalische Effekte räumlich versetzt auf einen Bildsensor fallen, der Sensor an sich nimmt also nicht mal einen zeitlichen Unterschied wahr. Das wäre auch utopisch, da allein das Auslesen eines Frames einige Millionen oder Milliarden mal länger dauern würde als die Zeit, die zwischen zwei Frames vergeht. Es wird also effektiv nur ein einziges Bild aus dem Sensor ausgelesen. Man sehe sich mal folgende Animation an, die auch auf der Webseite zur Veröffentlichung zu finden ist: http://goo.gl/hcC0dq
 
@>>Daniel: Danke für die Info. Das bedeutet ja dann, dass der Bericht reißerisch, aber in der Sache eher falsch ist.
 
@Nunk-Junge: naja, falsch ist übertrieben, aber zumindest irreführend. das hängt auch davon ab, was man noch als "kamera" bezeichnen will und was nicht. aber besonders die vergleiche mit herkömmlichen high-speed-aufnahmen oder dem MIT-versuchsaufbau hinken sehr, das sind eigentlich 3 paar schuhe mit drei sehr unterschiedlichen funktionsweisen und v.a. verschiedenen einsatzgebieten (den lichtpuls durch die flasche könnte man z.b. mit dem versuhsaufbau aus japan rein prinzipiell schon nicht aufnehmen)
 
@tommy1977: Lass mich dir helfen: Auflösung x Farbtiefe x Einzelbild pro Sekunde = Bit pro Sekunde

Bei 32 Bit Farbtiefe also z.B.
450 x 450 x 32 Bit x 4.400.000.000.000 Frames = ... Bit pro Sekunde / 8 = ... Byte pro Sekunde / 1024 / 1024 / 1024 / 1024 = 3.241.439,1 TebiByte pro Sekunde - wenn ich jetzt keine Kommas verschoben habe und wenn die Technik nicht auf bestimmte Komprimierungsverfahren setzt ;)

Man muss aber dazu sagen, dass diese 4,4 Billionen Frames für einen Film mit 50.925.926 h Stunden ausreichen - bei 24 Frames pro Sekunde. Man muss also nicht 1 Sekunde lang draufhalten.

//EDIT: TebiByte, nicht TeraByte - alte Schule, sorry ;)
 
@xploit: ... diese Zahlen gelten für eine unkomprimierte Bitmap; ob man auf eine Komprimierung verzichtet, müsste man abwägen (Rechengeschwindig vs I/O Geschwindigkeit).

Natürlich wird diese Geschwindigkeit nicht dauerhaft aufrecht erhalten, sondern nur einen winzigen Sekundenbruchteil.
 
@rallef: Jau, steht ja auch oben. Ohne Komprimierung und für eine ganze Sekunde - sonst würde man gar nicht dazu kommen, den ganzen "Film" zu sehen :D
 
@rallef: ja aber mal ernsthaft: von den 4,4billionen Frames/Sekunde kannst du hinterher nur die Standard-100Frames (ok... 24Frames sind ja Standard) sehen. eben extrem kurze Augenblicke extrem in die länge gezogen. Das ist ja keine Technik um ganze Kinofilme zu drehen... die dürften dann recht lang werden :-D
 
@tommy1977: GDDR5 vielleicht >>> mit nem Datacenter dahinter sollte das schon klappen ;)
 
@tommy1977: Ich denke die werden einfach Dinge filmen, die gar keine Sekunde dauern, sondern nur einen Bruchteil davon. Dadurch wird der Speicherbedarf auch weniger.
 
mit so vielen Frames währe wohl jeder pcler glücklich ^^
 
Würde ja gerne mal ein entsprechendes Video von dieser Kamera sehen...
 
@doubledown: http://www.nature.com/nphoton/journal/vaop/ncurrent/full/nphoton.2014.163.html
siehe ganz unten
 
hmm wie ist das nun eigentlich? Könnte man damit nicht auch theoretisch die Ausbreitung eines Lichtstrahl sichtbar machen? Also wenn ich das Licht anschalte? oder irgendwie war doch das das es doch nicht geht. Weiß da jemand mehr?
 
@legalxpuser: news komplett gelesen?!
 
@slashi: ja! naja wie sich Licht durch eine Flasche bewegt... Möchte mal son richtiges Video sehen, wie jemand in nem Raum steht, auf den Lichtschalter drückt, und sich dann das Licht in ganzem Raum ausbreitet.
 
@legalxpuser: Das ganze lässt sich schwierig aufnehmen, da sich das Licht nunmal mit Lichtgeschwindigkeit ausbreitet. Würde sich das Licht wellenförmig von der Quelle ausbreiten, dann bewegt es sich auf einer Seite auf die Kamera zu. Da man aus dem Relativsystem der Kamera schaut, kann man nur das Licht wahrnehmen, welches sich auf die Kamera zu bewegt. Jeglicher Teil des Lichtes, welches sich von der Kamera weg bewegt, kann man nicht wahrnehmen, da sich dies mit Lichtgeschwindigkeit von der Kamera weg bewegt. Erst wenn es von der Wand reflektiert wird, und auch erst wenn es an der Kamera angekommen ist, kann man es wahrnehmen. Deswegen ist auch das Licht welches sich durch die Flasche bewegt eine Illusion. Man kann allerhöchstens das Licht sehen, welches innerhalb der Flasche gestreut, und in Richtung der Kamera abgelenkt wird. Die Photonen, die die Flasche durchqueren, um an der gegenüberliegenden Seite etwas zu beleuchten, kann man nicht sehen. Das ist physikalisch unmöglich.
 
@legalxpuser: nein, wie soll das gehen? Der Moment wo du auf den Lichtschalter drückst käme ja genau so schnell zur Kamera, wie das Licht selber. Die Glühlampe sendet auch einen konstanten Lichtstrom aus, keinen Einzelimpuls. In dem oben erwähnten Video, sieht man den Lichtimpuls auch nicht zu jedem beliebigen Zeitpunkt. Des weiteren ist die "Lichtgeschwindigkeit" im Wasser ist langsamer, nämlich Lichtgeschwindigkeit in Materie= Lichtgeschwindigkeit Vakuum/Brechungsindex. Brechungsindex Wasser= 1.33, bei Luft nur minimal größer als eins.
Wenigstens bei einer optimalen Glühlampe, die sofort angeht, ein Schalter der sofort schaltet usw. diese Zeitverzögerung würde die Kamera eventuell anzeigen, hat dann aber wenig mit dem Licht selber zu tun. (Ich bin nur Techniker, vielleicht findet sich noch ein Physikstudent der dir das besser erklären kann. ;) )
 
Witzig find ich den vergleich zum iPhone!
 
Hauptsache die haben das englische "billion" nicht einfach 1:1 ins deutsche übersetzt.
 
@Hans Meiser: lol ja, denn das ist sie mal so locker um den Faktor 1000 leistungsärmer^^
 
@Hans Meiser: Im Link steht 4.4Trillion. Also wurde es korrekt umgerechnet.
 
Gut und damit können wir dann auch genau so schnell reagieren wie die Kamera Bilder aufzeichnet? ^^
 
Das Licht bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von ca. 300.000.000 Meter/Sekunde. Die Flasche ist ca. 0,3 Meter lang. Rechnng: 0,3 m / 300.000.000 m/s = 1x10^-9 Sekunden. In Kommazahlen wäre das 0,000000001 Sekunden. D.h. die Aufnahmezeit ist sehr gering.
 
@emre90: Wenn das Licht 300.000 Sekunden pro Meter braucht, dann habe ich gut 3,5 Tage Zeit um Einzelaufnahmen, mit meinem verstaubten Fotoapparat aus dem Keller, vom Lichtstrahl zu machen. Du sprichst aber noch von 300.000.000 also habe ich noch mehr Zeit :)
 
@wieselding: Da habe ich schneller getippt als gedacht. Aber um fair zu bleiben: In der Rechnung ist es richtig ;)
 
@emre90: Die eigentliche Frage bleibt aber: Kann Stoiber die gludernde Flut vermeiden um dann schon am Bahnhof zu sein um seinen Flug nicht zu verpassen...in 10 Minuten? ;)
 
@emre90: <klugscheiss>nur der Vollständigkeit halber 225407860 m/s, da im Wasser </klugscheiss> ;)
 
@Lastwebpage: Wieder was dazugelernt, danke :)
 
Und ich wette, dass die Japaner auch die Highspeed-Aufnahmen an den "entscheidenen Stellen" verpixeln. ^^
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