一颗盐粒大小的相机，还真的能拍照？

原标题:一个盐粒大小的相机真的能拍照吗？

让我们先猜猜这幅画是什么。

你能想象它原来是一架照相机吗？而且还是那种可以正常射击的。

虽然长得没有一粒米那么大，但是拍出来的照片一点也不差。

有图有真相。

左边是超小型相机拍摄的照片。

右边是普通光学相机拍摄的照片。▼

超小型相机拍摄的照片，除了边缘有点模糊外，可以“看到”所有细节。

不算，连录的视频都是它清晰播放的。

左边是普通摄像头拍摄的视频，

右边是超小型摄像机录制的视频。▼

视频中的花瓣线条分明，我甚至无法亲眼看到这些细节。

那么为什么这个比瞳孔小的摄像头能看得这么清楚呢？

这要归功于一种叫做“超结构化表面”的新材料，这是超微型相机洞察的关键。它具有与传统光学元件完全不同的光学特性。

传统的镜片需要结合不同功能的镜片，将光线调节到合适的光路。

透镜调节光路的理论核心是光波通过材料时变慢。

镜片的不同区域有薄有厚，光波通过镜片的时间预测（数据为往年仅供参考）有早有晚。***几束光会聚形成虚像的位置将落在***一束光通过透镜的方向上。

简而言之，可以通过让来自不同区域的光花费不同的时间预测（数据为往年仅供参考）穿过介质来控制光路的方向。

传统上，光波通过物质的速度是由介质本身决定的。改变介质的光学特性不是不可能的。我们可以找到调节温度、压力和内部分子排列的方法，但这种方法很难微观控制，而且成本很高。

因此，科学家们制定了一个更可行的方案。

由于成像的本质是改变光通过介质的时间预测（数据为往年仅供参考），因此有必要以另一种方式满足这一要求。

我们在物理课上学过的光的衍射也可以改变光波的速度。只要障碍物的大小小于光波的波长，光就可以走很长的弯路。

如果设置了更多的障碍物，那么光就要走更长的时间预测（数据为往年仅供参考），才能实现对光速的人工控制。

这就是“超结构化表面”的工作原理。介质的不同区域设置了不同的障碍物，使得人们可以人为地设计光路。

在这台超微型相机的“超结构表面”上，160万个不同形状的圆柱体被规则地排列成障碍物，通过这些障碍物，光线将被调整到规定的路线并传输到光敏元件。

放大这些圆柱体。

图中密集的柱状物和空间隙是光波需要经过的路径。不同尺寸的圆柱体作用于不同波长的光线，将光线顺利导入感光元件。

但是考虑到圆柱体的形状设计和数量，如果光路要完全符合人体设计，成功的概率比所有考试都得满分的概率小几个数量级，大大小小。

能达到的***效果是什么？发送到感光元件的图片是这样的。

嗯，当你摘下眼镜看着真实的东西时，就是这样。这个镜片的散光有点严重。

我们要想办法把光影收集回来，这样才能得到高清的大图。

既然是聚光能力差的问题，不如先取一个光斑研究一下，镜片要配多少度的“眼镜”。

其原理是将感光元件接收到的所有光信号都丢给AI进行处理。

反正他们比人快，在不断实验和结果反馈的过程中，能得到比较好的调整结果，比光学店老板测量你的视力还快。

光拿回晕光圈是不够的，AI必须重新重绘边缘。

提取增强轮廓特征的这一步是经典老电影到4K的反卷积运算。在描摹的过程中，还可以校正失真，增加像素，让画质更清晰。

算法处理后的照片变成了这样。

照片处理的真的很好，可以放到视频里吗？

处理后的视频效果已经达到了和智能手机媲美的水平。

不得不说，超微型相机不仅光学材料性能优异，而且算法强大。有了这个算法加持，无论镜头有多烂，画质都可以保存。

除了这种▼

然而，正是因为你需要一个强大的算法来恢复图像质量，镜头和显卡，你不得不烧掉你的一个相机。

开发者的初衷是为了解决医疗器械应用范围的限制，让纳米镜头代替人眼来窥探病灶，从而为纳米机器人的发展做出贡献。

然而超小型摄像头这个词足以让人警醒，更不用说高清的拍摄质量了。

技术是好技术，要看人歪不歪。

作者:邢鲲编辑:面线

图像和数据源:

https://www . nature . com/articles/s 41467-021-26443-0

https://light . Princeton . edu/publication/neural-nano-optics/回到搜狐看看更多。

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