энтузиаста использует мощный лазер, луч которого пересекает пространство гаража, отражается от зеркала и движется зигзагом между параллельными зеркалами, прежде чем достигнуть стены. Частички тумана в воздухе рассеивают свет, делая его видимым для сенсора. На скорости в два миллиарда кадров в секунду луч света превращается в завораживающее зрелище, ведущее себя странным, почти фантастическим образом.
Ранее в 2024 году ютубер уже создавал камеру, способную снимать с частотой один миллиард кадров в секунду. Для достижения нового рекорда ему потребовалось полностью переработать существующую систему. Были улучшены моторы для повышения точности, усилена оптика для получения более четких изображений, и переработано программное обеспечение, предназначенное для обработки колоссальных объёмов данных в режиме реального времени. Благодаря этим изменениям камере удалось зафиксировать движение света невиданным ранее способом.
Расположение камеры оказывает влияние на восприятие света. Если камера находится непосредственно за лазером, то исходящий луч воспринимается как движущийся медленно, а возвращающийся свет – как почти мгновенный. Это не противоречит законам физики. Причина эффекта заключается в том, что свет, отражённый от частиц, расположенных рядом с камерой, достигает сенсора быстрее, чем свет, отражённый от более удалённых частиц. Когда Хайдет перемещает камеру на другую сторону гаража, эффект обращается: свет от дальних объектов кажется достигающим сенсора мгновенно, а свет от близких – с задержкой.
Создание полномасштабного изображения с частотой два миллиарда кадров в секунду недоступно с использованием традиционных технологий. Хайдет предложил решение, применив небольшое зеркало, установленное на кардане, для направления лазерного луча на единственный высокочувствительный сенсор. Каждое перемещение зеркала фиксирует один пиксель, которые впоследствии объединяются в полное изображение. Данная методика отличается низкой скоростью, но обладает высокой точностью, фактически воспроизводя работу камеры, стоимость которой составляет миллионы долларов, с тысячами синхронизированных сенсоров. Чтобы добиться такого уровня аккуратности, Хайдет заменил обычные сервомоторы на компоненты с высокоточными энкодерами и зубчатыми ремнями, обеспечивающими контроль над перемещением зеркала с точностью до доли градуса. Каждая деталь имеет критическое значение, поскольку даже незначительные отклонения способны испортить изображение.
Система электроники отличается высокой сложностью. Фотоумножитель преобразует падающие фотоны в электрические сигналы, которые по коаксиальным кабелям поступают на осциллограф, осуществляющий до двух миллиардов выборок в секунду. Разработчик предложил оригинальный метод уменьшения шума, передавая сигнал с фотоумножителя и синхроимпульс по одному кабелю, точно вычисляя интервал между их независимым прибытием. Сочетание оптики, электроники и программного обеспечения позволяет создать впечатление бесперебойной записи полных кадров с рекордной скоростью.