Это фото со снежинками в самом высоком разрешении

[deda13]

Зачем бывшему техническому директору Microsoft Натану Мирволду потратить полтора года на создание специальной 100-мегапиксельной супер-охлаждаемой камеры из углеродного волокна с сапфировыми линзами и светодиодной подсветкой, чтобы делать снимки снежинок?



Потому что может.

Потому что он хотел.

И ... потому что снежинки намного важнее, чем мы думаем.

«Снежинки - это то, что мы не воспринимаем как еду, но большинство из нас, в Северной Америке, в любом случае проводят все лето, выпивая растаявшие снежинки, верно? Натан Мирволд сказал мне об этом в недавнем выпуске подкаста TechFirst . «Без снежинок у нас не было бы воды. Это форма снега, которая позволяет нам измерять его в течение многих месяцев ».

Но, скорее всего, просто потому, что это круто.

Click to view

Мирвольд - не просто бывший технический директор Microsoft. Он автор множества кулинарных книг, в которых подробно рассказывается об искусстве и науке приготовления пищи. Он работал со Стивеном Хокингом над квантовыми теориями гравитации. Он опубликовал рецензируемые исследования по таким разнообразным темам, как палеонтология, климатология и астрономия, и в настоящее время работает над массивным мультигигапиксельным изображением галактики Млечный Путь.

«Когда я был ребенком, я видел фотографии снежинок ... этих красивых граненых кристаллов, почти похожих на драгоценные камни, но более хрупких, чем драгоценные камни», - сказал мне Мирвольд. «Когда я стал старше, я как бы понял, почему они так выглядят. Я также стал фотографом и начал снимать еду и пейзажи ».

Оказывается, снимать снежинки сложно.

Очень трудно.

Послушайте интервью, которое стоит за этой историей в подкасте TechFirst :

Конечно, есть очевидная проблема: таяние. Но снежинки не просто тают. Они также сублимируются, что представляет собой прямое преобразование из твердого (лед) в газообразное состояние без прохождения стадии жидкой воды. И они могут срастаться: добавляя массу за счет атмосферной влаги. Кроме того, они маленькие, в основном прозрачные, а свет, который вы обычно используете для фотографирования, на самом деле превращает их в непривлекательную кашу. Чтобы сделать всю работу по фотографии снежинок более увлекательной, лучшая погода для их поиска и фотографирования - довольно холодная от минус 15 до 20 по Фаренгейту, или от минус 26 до 29 по Цельсию.

Поэтому Мирвольду пришлось изобрести систему камеры, которая подключается к микроскопу, который может фотографировать его недолговечные мимолетные объекты.



Еще одна снежинка Натана Мирволда. НАТАН МИРВОЛЬД

Крошечный размер означает, что его камера и микроскоп должны были перемещаться ближе или дальше всего на микрон за раз. Микрон, или миллионная часть метра, на самом деле крошечный. Человеческий волос имеет ширину от 80 до 100 микрон, поэтому двигатели должны были быть удивительно точными и очень точными.

Кроме того, когда вы работаете в микронах и не можете полностью контролировать температуру, рамка, на которой установлена ​​ваша камера и микроскоп, может сжиматься или расширяться. Вам нужно что-то очень прочное и очень стабильное, но вам также нужно что-то не из металла, которое будет расти или сжиматься в зависимости от температуры.

Отсюда углеродное волокно, произведенное компанией в Ванкувере, Канада.

И свет тоже имеет значение.

«Мы пробовали использовать светодиодное освещение, непрерывное светодиодное освещение, но это не сработало», - говорит Мирвольд. «Это давало слишком много энергии снежинке, а это означало, что она либо таяла, либо сублимировалась намного быстрее, чем следовало бы. Другая проблема заключается в том, что когда вы используете непрерывный свет, вам нужно использовать затвор в камере. Что ж, но проблема с затвором в том, что все вокруг трясется, а это нехорошо ".

Решение было предложено японской компанией, которая производит сверхскоростные импульсные светодиодные лампы. Разработанные для заводов, которым необходимо очень быстро делать снимки продукции на быстрых сборочных линиях для контроля качества, они могут излучать импульс длительностью от микросекунды, одной миллионной секунды. Преимущество первое: отсутствие значительной теплоотдачи. Преимущество два: сверхкороткие импульсы нейтрализуют любые воздействия вибрации, которые могут возникнуть в раме, камере или узле микроскопа.



Нет двух одинаковых снежинок. Вот еще одна фотография Натана Мирвольда. НАТАН МИРВОЛЬД

В дополнение к деталям из США, Японии, Канады и, несомненно, других источников, Мирвольд добавил охлаждение: блоки жидкостного охлаждения от гипер-тактовых игровых ПК. (Примечание: обычный автомобильный антифриз имеет консистенцию желе при температуре минус 20 градусов: Мирволду нужен был специальный антифриз, который оставался жидким.) Он также добавил линзы из искусственного сапфира для своей камеры («теплопроводность в восемь раз выше, чем у стекла», - говорит он). и несколько других тайных элементов.

Теперь у него была камера, способная делать качественные снимки снежинок.

Все, что ему было нужно, это снежинки. Это тоже было проблемой.

«Большинство горнолыжных курортов расположены в слишком теплых местах - хотите верьте, хотите нет - особенно там, где они размещают слишком тепло», - говорит Мирвольд.

Решение?

Летите на Аляску и летите в северную Канаду. Тимминс, Онтарио, по-видимому, имеет идеальную погоду для большого снега с эффектом озера, а также излишек арендных коттеджей с удобными крыльцами. Фэрбенкс на Аляске тоже работает, хотя иногда снега не хватает, даже если на земле лежит снег. Кроме того, в Йеллоунайфе, Северо-Западные территории, есть еще и фотогеничный снег.

Принесите камеру в сборе и начните бегать по снегу с черной пенопластовой доской. Если ветрено, используйте более липкую доску с фетровым покрытием. При необходимости используйте крошечную кисть размера три-ноль, создайте на ней немного статического заряда и аккуратно переместите снежинку в идеальное положение папарацци, в идеале, не касаясь ее.

Затем: сфотографируйте.



Бывший технический директор Microsoft Натан Мирвольд НАТАН МИРВОЛЬД

Каждая изображенная здесь снежинка представляет собой комбинацию от 100 до 500 сложенных кадров. У снежинок есть некоторая глубина - возможно, 10 микрон - поэтому вам нужно немного двигать камеру внутрь и наружу, чтобы уловить все детали в фокусе. По словам Мирвольда, большинство поездок длятся от трех до четырех дней. За это время он сделает около 50 000 снимков своей 100-мегапиксельной камерой.

Результатом всех этих усилий является несколько идеальных снимков, сделанных, возможно, в 200, 300 или даже 500 составных кадров по 100 мегапикселей: фотографии снежинок самого высокого разрешения, которые когда-либо были сняты.

Что дальше?

Возможно 3D.

Мирвольд говорит, что он может добавить лазер Fanbeam, который может измерять очень мелкие различия в расстоянии, так же, как датчик LIDAR в беспилотном автомобиле, чтобы он мог печатать 3D-модели размером с метр для каждой снежинки. В результате получатся идеальные копии снежинок примерно трех футов шириной: потенциально впечатляющее дополнение к домашнему или офисному декору большинства людей, особенно на Рождество.

Остается только один вопрос: почему Натан Мирвольд вообще начал этот квест? Потому что он может и потому, что хотел, конечно. И да, потому что это было круто.

Но в конечном итоге чесаться чешется.

«Мне все интересно, - сказал мне Мирвольд. «Так что мне любопытно узнать что-то и попытаться понять то, чего не понимают люди. Или попытка понять что-то, чего я не понимаю, приобретение нового навыка, например, научиться справляться с этими снежинками ... ну, это вещь для обучения ».

Что в целом звучит как отличная мотивация для обучения. И катализатор для бесконечной череды поисков знаний ... как следующий проект: гигантская мультигигапиксельная мозаика Млечного Пути.

Однако не рассчитывайте, что это можно будет распечатать в 3D.

Джон Кутсьер - журналист, аналитик, автор и спикер.