慢速攝影（Slo-mo）不僅是智慧機上的一項趣味功能，因為科學家們也在藉助這項技術，去捕捉令人難以置信的實驗細節，比如更好地理解火箭發射、閃電模式、以及毒蛇攻擊等。

近日，來自瑞士洛桑聯邦理工學院（EPFL）的一支研究團隊，展示了他們最新開發的成像技術。其特點是能夠藉助普通的攝像頭，捕獲令人難以置信的超高速影像。

【研究配圖 - 2：虛擬幀技術可讓普通攝像頭捕獲令人難以置信的高速影片。via：Optics Express】

據悉，這項被稱作“虛擬幀”的技術，由 EPFL 軟介面工程力學實驗室和哈佛大學的研究人員們共同打造。其開發出了一種全新的成像方法，可捕捉令人難以置信的一閃而過的細節。

在深入“虛擬幀”之前，我們先來描述下這樣一個場景。當一滴水撞擊水面、織物被撕碎、或是氣球被彈出的時候，普通相機難免會拍下模糊的畫面。

但若能夠在拍攝時，以恰當的方式去照亮主體，科學家們就可以採用全新的方法，去描述這些高速發生的事件。EPFL 工程學院教授 John Kolinski 解釋稱：

初始照明必須恰當地完成，以便圖片模糊部分包含的正確資訊可被使用。基於此，物體必須具有可量化的瞬時狀態 —— 要麼完全遮擋住光線，要麼完全讓它透過。

【研究配圖 - 5：畫素解析度與幀速率之間的權衡。via：Optics Express】

後續照片會被處理成二進位制影象，其中的物體被以黑色或白色畫素點表示，而沒有任何中間態。換言之，一塊織物要麼已被撕裂，要麼就是完整的；物體的表面要麼是乾的，要麼就是溼的。

研究人員可以放棄分配給普通影象的每千個畫素的數千組灰度值，並藉助感測器的功能，輕鬆將之塗成黑白或相反色。

這樣一來，該方法能夠在保持全空間解析度（或影象畫素數）的同時，實現更高的幀速率。據悉，在 400 萬畫素的情況下，他們已經實現了高達 65MHz 的幀速率（相當於 6500 萬 fps）。

Kolinksi 表示，這就像是拍攝幾乎瞬間消失的現象的延時照片。原則上，現代智慧手機可藉此實現超過 100 萬 fps 的幀速率。

【Drop of water impacting a drop of water - Jamani Caillet】

目前，研究人員正在各種領域測試這種新穎的成像技術。從常規的智慧手機，到專業級的射擊分析。當物體得到正確的照明時，它會始終如一地返回所需的結果。

有關這項研究的詳情，已經發表在近日出版的《光學快訊》（Optics Express）期刊上。原標題為：《The virtual frame technique: ultrafast imaging with any camera》。

普通攝像頭不能拍攝超高速影片，能夠做到的只是在影片中間插值實現提高幀率的效果。不過插值數量不宜過多，比如30fps的影片，提速成60fps都會相當失真了。這個演算法由NVIDIA提出。