bestimmt ne derbe Datenbombe..

[sasquash]

Bei so vielen Bildern/Sekunde kommt bestimmt eine Unmenge von Daten auf, was mich hierbei viel mehr interessieren würde, als die Sachen, die Golem hier schreibt ^^

Besonders die Datenverarbeitung ..

[HDUser]

dei den andern kommentaren hab ich schonmal abgeschätzt was da zusammenkommt... da genaue auflösung und farbtiefe nicht genannt wurden eben nur ne grobe abschätzung.... aber es waren dann so in der Größenordnung von 40MB pro Aufnahme mit der Dauer 1 Nanosekunde

[CodeMagnus]

> [...] da genaue auflösung und farbtiefe nicht genannt wurden [...]
Ich will Dich nicht enttäuschen, aber bei 1 Nanosekunde "Aufnahme" gibt es schlichtweg keine Farbinformation :-) Insofern sind die Bilder alle schön monochrom (schwarz/weiß), haben also (vereinfacht gesagt) 1 Bit/Pixel, was natürlich auch schon sehr hohe Datenmengen verursacht bei so hoher Aufnahmefrequenz. Die im Video sichtbaren farbigen Aufnahmen, auf die die anderen Datensammlungen tricktechnisch (per Software) "draufprojiziert" wurden, wurden mit herkömmlichen (Digital-)Videokameras in "Normalzeit" aufgenommen.

Kurze Erklärung: Farben sind eine Illusion! Sie entstehen quasi durch (natürliche?) Frequenzmodulation/-filterung des Lichts. Die vom Sehnerv gemeldetete Farbinformation basiert auf der bioinformatischen Auswertung der Frequenz des auf der Netzhaut (den Zapfen und Stäbchen) eintreffenden Lichts. Misst man in zeitlichen Größenordnungen wie hier eingehendes Licht, so stellen sich "Lichtwellen" eher als ein Haufen von Teilchenindikationen dar. Aus einer Frequenzanalyse könnte man jedoch später natürlich wieder die Farbinformation (Wellenlänge) berechnen.

Bin kein Physiker, aber lies Dir mal was durch zum
-> Welle-/Teilchen-Dualismus.

[HDUser]

ich verstehe schon was du meinst, bin aber nicht sicher ob dies das filmen in farbe ausschliest oder nicht...

verliert das Licht als Photon gesehen die Information der Wellenlänge? was ist wenn ich vor die kamera einen Filter baue der nur Licht mit einer bestimmten Wellenlänge durchlässt? und das dann 3 mal wiederhole mit jeweils einem anderen Filter? (RGB)

habe ich dann letztendlich nicht ein "Farbbild"

Und selbst wenn ohne filter gearbeitet wird und ich somit keine unterscheidung der wellenlänge habe, gibt es denn bei dieser kamera auch keine unterscheidung der "intensität"? kann jeder pixel nur sagen Photon war da/Photon war nicht da? es können ja mehrere photonen pro einzelbild auf einen "Pixel" treffen.. dann würde ich ja auch mehr als nur 1bit/pixel benötigen....

mehr informationen würden hier echt nicht schaden :)

[Yeeeeeeeeha]

HDUser schrieb:
--------------------------------------------------------------------------------
> verliert das Licht als Photon gesehen die Information der Wellenlänge? was
> ist wenn ich vor die kamera einen Filter baue der nur Licht mit einer
> bestimmten Wellenlänge durchlässt? und das dann 3 mal wiederhole mit
> jeweils einem anderen Filter? (RGB)
>
> habe ich dann letztendlich nicht ein "Farbbild"

Nein, es handelt sich hierbei um Laserlicht, das also nur eine bestimmte Wellenlänge (bzw. einen sehr kleinen Bereich) besitzt, d.h. mit einem Farbfilter würde man (außer der passt genau so präzise) einfach nichts sehen.
Allerdings kann man Farben emulieren, wenn man die Oberflächenbeschaffenheit der beleuchteten Gegenstände kennt, d.h. zuvor mir weißem (-> über das ganze Spektrum verteilten) Licht misst.

> Und selbst wenn ohne filter gearbeitet wird und ich somit keine
> unterscheidung der wellenlänge habe, gibt es denn bei dieser kamera auch
> keine unterscheidung der "intensität"? kann jeder pixel nur sagen Photon
> war da/Photon war nicht da? es können ja mehrere photonen pro einzelbild
> auf einen "Pixel" treffen.. dann würde ich ja auch mehr als nur 1bit/pixel
> benötigen....

Das ist richtig, für jegliche Abstufungen in der Helligkeit (RGB speichert auch nichts anderes als Helligkeitsabstufungen, allerdings dreifach) braucht man natürlich mehr als 1/bit/Pixel.
Aber Achtung, die beschriebene "Kamera" arbeitet deutlich anders als die üblichen Bildverfahren und erzeugt vollkommen andere Daten, welche nachträglich zu einem normalen Bild umgerechnet wird. Die zweite Dimension des aufgenommenen Bilds ist die Zeit. Grundsätzlich misst jeder Pixel die Menge/Energie an Photonen bei einer Raumkoordinate in einem bestimmten Zeitraum. Dabei bestimmt eine Dimension (z.B: die Zeile), an welcher Raumkoordinate (deshalb eindimensionale Darstellung), die andere (die Spalte) zu welcher Zeit.


Edith sagt:
Die Datenmenge dürfte übrigens nicht sonderlich groß sein. Im Endeffekt 480 Einzelbilder in einer nicht genannten Auflösung, die halt innerhalb von 1,71 Picosekunden entstehen und deshalb hochgerechnet auf eine Sekunde 1 Billion Bilder ergäbe.
Dabei ist bei diesem Aufnahmeverfahren tatsächlich die Länge begrenzt (durch die Anzahl der aufgenommenen Pixel in einer Dimension) sowie die Auflösung in einer Raumdimension (z.B. der Breite), nicht jedoch der zweiten Raumdimension (z.B. der Höhe), da die nur von der Anzahl der gemachten Einzelaufnahmen abhängt, bei denen jeweils eine Pixelzeile entsteht und zwar animiert über alle 480 Bilder des fertigen Videos.

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1 mal bearbeitet, zuletzt am 13.12.11 13:51 durch Yeeeeeeeeha.

[NighteeeeeY]

Ich würde jetzt mal mit meinem Physikwissen 2. Güte behaupten, dass ein Photon an sich ja keine Wellenlänge hat. Sondern eben nur ein großer Haufen an Photonen bzw. deren Wechselwirkung als Wellenlänge definiert werden kann.

Und dass mehrere Photonen pro Einzelbild auf ein Pixel treffen können, halte ich jetzt mal für einen Denkfehler. Denn genau das ist ja der Sinn der Kamera, dass sie so viele Einzelbilder pro Sekunde macht, dass wir das Photon noch in Zeitlupe sehen können. Das heisst ja das pro Einzelbild nichtmal ein ganzes Photon 'ankommt'.

[Kabelsalat]

Aber das Photon muss ja ankommen, sonst könnte es nicht fotografiert werden.

[Yeeeeeeeeha]

NighteeeeeY schrieb:
--------------------------------------------------------------------------------
> Und dass mehrere Photonen pro Einzelbild auf ein Pixel treffen können,
> halte ich jetzt mal für einen Denkfehler. Denn genau das ist ja der Sinn
> der Kamera, dass sie so viele Einzelbilder pro Sekunde macht, dass wir das
> Photon noch in Zeitlupe sehen können. Das heisst ja das pro Einzelbild
> nichtmal ein ganzes Photon 'ankommt'.

(als Beispiel nehme ich die beliebige End-Auflösung 320*240)

Halt Moment! Es werden keine Einzelbilder pro Sekunde gemacht. Jedes aufgenommene Einzelbild deckt den kompletten Zeitverlauf ab (1,71 Picosekunden) und zwar verteilt über die Pixel z.B. der Höhe des Aufnahmechips, die 480 Stück betragen. Des weiteren enthält jedes Bild eine sehr schmale Zeile mit so vielen Pixeln wie der Chip halt in der Breite hergibt (z.B. 320). D.h. man erhält ein Video mit einer Auflösung von 320*1 und einer Länge von 480 Frames. Der Unterschied zu einer normalen Videoaufnahme ist nun, dass es in einer einzigen Belichtung über jeden 1,71 Pikosekunden entstanden ist, wobei die zuerst angekommenen Photonen z.B. in der obersten Pixelzeile landen, die zuletzt angenommenen in der untersten (das passiert durch die genannte Ablenkung).

Will man nun aber ein Video mit einer Auflösung von 320*240 (mit insgesamt 480 Frames), muss man das 320*1 Video genau 240 Mal aufnehmen, dabei die "Kamera" aber immer so weit "drehen", dass die aufgenommene Zeile ein bisschen höher liegt.
Man halt dann also 240 Videos mit einer Auflösung von jeweils 320*1. Wenn man die aufeinander stapelt und gleichzeitig abspielt, erhält man das gewünschte Video in 320*240.

So viel noch mal zum Verfahren an sich.

Mit der Menge der eingetroffenen Photonen pro Pixel hat das eigentlich gar nichts zu tun. Die ist quasi beliebig hoch (mit quantenphysikalischen Grenzen).

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[HDUser]

>Und dass mehrere Photonen pro Einzelbild auf ein Pixel treffen können, halte ich jetzt mal für einen Denkfehler. Denn genau das ist ja der Sinn der Kamera, dass sie so viele Einzelbilder pro Sekunde macht, dass wir das Photon noch in Zeitlupe sehen können. Das heisst ja das pro Einzelbild nichtmal ein ganzes Photon 'ankommt'.

und wo ist jetzt das Problem das mehrere Photonen gleichzeitig auf einem Pixel ankommen?

>Nein, es handelt sich hierbei um Laserlicht, das also nur eine bestimmte Wellenlänge (bzw. einen sehr kleinen Bereich) besitzt, d.h. mit einem Farbfilter würde man (außer der passt genau so präzise) einfach nichts sehen.

in einem der gezeigten Beispiele wird laserlicht verwendet... aber das Verfahren an sich ist imho nicht auf laserlicht beschränkt...

>Die Datenmenge dürfte übrigens nicht sonderlich groß sein. Im Endeffekt 480 Einzelbilder in einer nicht genannten Auflösung, die halt innerhalb von 1,71 Picosekunden entstehen und deshalb hochgerechnet auf eine Sekunde 1 Billion Bilder ergäbe.

[Mac Jack]

Wo wir wieder bei Schrödinger wären :)

Kabelsalat schrieb:
--------------------------------------------------------------------------------
> Aber das Photon muss ja ankommen, sonst könnte es nicht fotografiert
> werden.

* The president is a duck? *

[Yeeeeeeeeha]

Einfachster Fall:
Ein einzelnes Photon wird direkt auf den Chip geschickt: Photon kommt an, die Position auf dem Chip ist irgendwo im Wahrscheinlichkeitsbereich.

Etwas komplizierter:
Ein einzelnes Photon wird wird auf einem perfekten Spiegel geschickt. Dort wird es absorbiert, wobei ein neues Photon losgeschickt wird, das in einem bestimmten Winkel weiterfliegt und durch die (perfekte) Optik der Kamera wiederum in einem Wahrscheinlichkeitsbereich auf dem Chip landet.

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[ThadMiller]

Ein Photon fotografieren - schön :)
Merk ich mir.

[Kuermel]

Mein Problem bei den Aufnahmen ist die Aufnahme des Lasers. Was reflektiert den Laserimpuls denn zur Kamera? Soweit ich das erkennen kann geht er einfach durch die Flasche..solange da kein Wasser drinne ist, was wieder ganz andere Effekte gehabt hätte, und nicht enorm viel Staub oder Nebel, kann die Kamera unmöglich "wissen", dass da ein Photon unterwegs ist, oder trügt mich mein Wissen gerade?

Die anderen Videos, bei denen Licht reflektiert wird und anschließend von der Kamera aufgezeichnet wird, die halte ich für möglich, aber Licht ist nur dann sichtbar, wenn es von etwas gestreut wird und direkt ins Auge / in die Linse fällt, nicht weil es irgendwo herumschwirrt und vor sich hin leuchtet...

Ich wäre sehr dankbar, wenn mich da jemand korrigieren könnte, ich studiere Physik im ersten Semester ;)

EDIT:
Ich habe wohl seit heute Vormittag schon wieder so einiges vergessen. Als ich mir gerade das Video erneut angesehen habe, habe ich gemerkt, dass da wohl (recht trübes) Wasser in der Flasche ist. Also haben wir ein Streumedium und daher ziehe ich beschämt meine Aussage zurück :) die von mir geforderten "anderen Effekte" treten auch auf, ich hatte das wohl ganz anders in Erinnerung ;)



1 mal bearbeitet, zuletzt am 13.12.11 16:29 durch Kuermel.

[Yeeeeeeeeha]

Kuermel schrieb:
--------------------------------------------------------------------------------
> Mein Problem bei den Aufnahmen ist die Aufnahme des Lasers. Was reflektiert
> den Laserimpuls denn zur Kamera? Soweit ich das erkennen kann geht er
> einfach durch die Flasche..solange da kein Wasser drinne ist, was wieder
> ganz andere Effekte gehabt hätte, und nicht enorm viel Staub oder Nebel,
> kann die Kamera unmöglich "wissen", dass da ein Photon unterwegs ist, oder
> trügt mich mein Wissen gerade?

Deshalb sieht man die Lichtwelle ja auch auf der Flasche. Die besteht nicht aus perfekten, 100% durchlässigem und absolut staubfreien Superglas (gibt es sowas überhaupt?), deshalb wird ein Teil der auf der Flasche auftreffenden Photonen absorbiert und als diffuse Reflektion wieder emittiert, wovon wieder ein Teil die Kamera erreicht.
(sonst wäre die Flasche ja immer quasi unsichtbar und höchstens durch Brechung erkennbar).

Yeeeeeeeeha - Nur echt mit 2^3 e
Perl-Monk, Java-Trinker, Objective-C Wizard, PHP-Kiddie, unfreiwilliger FreeBSD-/Linux-Teilzeitadmin

[nf1n1ty]

CodeMagnus schrieb:
--------------------------------------------------------------------------------
> Kurze Erklärung: Farben sind eine Illusion! Sie entstehen quasi durch
> (natürliche?) Frequenzmodulation/-filterung des Lichts. Die vom Sehnerv
> gemeldetete Farbinformation basiert auf der bioinformatischen Auswertung
> der Frequenz des auf der Netzhaut (den Zapfen und Stäbchen) eintreffenden
> Lichts. Misst man in zeitlichen Größenordnungen wie hier eingehendes Licht,
> so stellen sich "Lichtwellen" eher als ein Haufen von Teilchenindikationen
> dar. Aus einer Frequenzanalyse könnte man jedoch später natürlich wieder
> die Farbinformation (Wellenlänge) berechnen.

Äääh Junge...äh Junge echt jetz weißte!? Dat könnte jetz echt unter den aller gröbsten Umständen bedeuten, dat wir jetz echt noch irgendwo Benzin herkriegen, Junge!

Sry...hat mich so daran erinnert. ;)

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Wenn einer fuddelt, dann klatscht et. aber richtig!

[Kuermel]

Yeeeeeeeeha schrieb:
--------------------------------------------------------------------------------
> Kuermel schrieb:
> ---------------------------------------------------------------------------
> -----
> > Mein Problem bei den Aufnahmen ist die Aufnahme des Lasers. Was
> reflektiert
> > den Laserimpuls denn zur Kamera? Soweit ich das erkennen kann geht er
> > einfach durch die Flasche..solange da kein Wasser drinne ist, was wieder
> > ganz andere Effekte gehabt hätte, und nicht enorm viel Staub oder Nebel,
> > kann die Kamera unmöglich "wissen", dass da ein Photon unterwegs ist,
> oder
> > trügt mich mein Wissen gerade?
>
> Deshalb sieht man die Lichtwelle ja auch auf der Flasche. Die besteht nicht
> aus perfekten, 100% durchlässigem und absolut staubfreien Superglas (gibt
> es sowas überhaupt?), deshalb wird ein Teil der auf der Flasche
> auftreffenden Photonen absorbiert und als diffuse Reflektion wieder
> emittiert, wovon wieder ein Teil die Kamera erreicht.
> (sonst wäre die Flasche ja immer quasi unsichtbar und höchstens durch
> Brechung erkennbar).


Schon klar ;) Aber wenn du ein Photon durch eine Flasche schickst, in deren Inneren nichts als Luft ist (wovon nur die Staubpartikel etc. reflektieren und man sicher nicht so viel vom Licht sieht, wie in dem Video), dann sieht man es nicht. nur wenn das Photon sich permanent auf der Flaschenoberfläche bewegen würde, was bei einem punktuell fokusierten Laser mit einer so geformten Flasche nicht möglich ist.

Nur durch das Streuende Medium (dieses trübe Wasser IN der Flasche) können wir das Licht erkennen. Wäre da drinne nichts, würden wir nur kurz etwas sehen, am Anfang und am Ende der Flasche.

[hubie]

erstmal, was interessiert dich die datengröße? Die ist wenig informativ bei der ganzen Sache... außerdem kann man den Lichtimpuls triggern mit der Kamera, geh ich jedenfalls mal davon aus (ich hab schon forschungsprojekte gesehen wo Laser und diverse Gerätschaften auf die ich nicht näher eingehen darf zusammen getriggert werden im ns-bereich. Du denkst doch nicht wirklich, dass die die Kamera da Minuten lang laufen lassen, ich würde mal behaupten die läuft für den Bruchteil einer Sekunde. Kann mich natürlich auch irren ^^

So long.

[polpo]

hi
man sollte nicht vergessen das der quantenwirkungsgrad des laser vermutlich nur einige wenige prozent ist. bei der aufnahmeoptik sieht es wohl noch viel schlechter aus, also milchmädchenrechnung 1 photon löst 1 elektron aus kommt so nicht hin...

mfg