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字幕表 動画を再生する

  • Translator: Joseph Geni Reviewer: Thu-Huong Ha

    エジャートン博士の リンゴを撃ちぬく弾丸の写真は

  • Doc Edgerton inspired us with awe and curiosity

    100万分の1秒を捉えたもので

  • with this photo of a bullet piercing through an apple,

    誰もが驚き 好奇心をかき立てられました

  • and exposure just a millionth of a second.

    そして今 50年を経て 撮影速度が その100万倍も速くなり

  • But now, 50 years later, we can go a million times faster

    100万でも

  • and see the world not at a million or a billion,

    10億でもなく

  • but one trillion frames per second.

    毎秒1兆フレームで 世界を見られるようになりました

  • I present to you a new type of photography,

    ご紹介するのは新しい撮影技術

  • femto-photography,

    フェムト・フォトグラフィーです

  • a new imaging technique so fast

    この非常に高速な 新しいイメージング技術では

  • that it can create slow motion videos of light in motion.

    伝わっていく光でさえも スローモーション撮影できます

  • And with that, we can create cameras that can look around corners,

    またこの技術を使って

  • beyond line of sight,

    見通せない角の

  • or see inside our body without an x-ray,

    先を見られるカメラや

  • and really challenge what we mean by a camera.

    X線を使わないで 体内を観察できるカメラを作れます

  • Now if I take a laser pointer and turn it on and off

    カメラという言葉の意味が 大きく変わるのです

  • in one trillionth of a second --

    レーザーポインターを点滅させるとしましょう

  • which is several femtoseconds --

    1兆分の1秒で点滅させれば

  • I'll create a packet of photons barely a millimeter wide.

    つまり数フェムト秒の間隔なら

  • And that packet of photons, that bullet,

    生じた光子の塊の長さは

  • will travel at the speed of light,

    ほんの1ミリ程度になり

  • and again, a million times faster than an ordinary bullet.

    この光子の塊 すなわち弾丸が

  • Now, if you take that bullet and take this packet of photons

    光の速度で進みます

  • and fire into this bottle,

    これは普通の弾丸より 100万倍速いのです

  • how will those photons shatter into this bottle?

    そんな光子の塊という弾丸を使って

  • How does light look in slow motion?

    ボトルに打ち込んだら

  • [Light in Slow Motion ... 10 Billion x Slow]

    光子はどんなふうに砕け散るでしょう

  • Now, the whole event --

    スローモーションの光は どう見えるでしょう

  • (Applause)

    そしてお見せしたー(拍手)

  • Now remember, the whole event is effectively taking place

    (拍手)

  • in less than a nanosecond --

    お見せした全ての事象は ナノ秒より短い

  • that's how much time it takes for light to travel.

    時間で起きていることを念頭にご覧ください

  • But I'm slowing down in this video by a factor of 10 billion,

    光が通過する時間が ナノ秒以下なのです

  • so you can see the light in motion.

    このビデオは100億倍遅く再生しているので

  • (Laughter)

    光の動きが見えるのです

  • But Coca-Cola did not sponsor this research.

    ちなみに コカコーラからのご支援は頂いていません (笑)

  • (Laughter)

    ビデオでは色々な事が起こっています

  • Now, there's a lot going on in this movie,

    何が起きているか順に説明しましょう

  • so let me break this down and show you what's going on.

    パルスすなわち弾丸がボトルに入ります

  • So the pulse enters the bottle, our bullet,

    光子の塊が横切り始めると

  • with a packet of photons that start traveling through

    内部での散乱も始まります

  • and that start scattering inside.

    漏れだす光もあり テーブルを照らします

  • Some of the light leaks, goes on the table,

    そしてさざ波のようなものも見えます

  • and you start seeing these ripples of waves.

    最終的に大半の光子がキャップに到達して

  • Many of the photons eventually reach the cap

    あらゆる方向に飛び散ります

  • and then they explode in various directions.

    空気の泡も見えますが

  • As you can see, there's a bubble of air

    そこでは内部に跳ね返ります

  • and it's bouncing around inside.

    同時にテーブル上の波も広がっていきます

  • Meanwhile, the ripples are traveling on the table,

    上面での反射のために

  • and because of the reflections at the top,

    何フレームか後にはボトルの底側に

  • you see at the back of the bottle, after several frames,

    反射光が集まります

  • the reflections are focused.

    普通の弾丸を撃って

  • Now, if you take an ordinary bullet

    同じ距離進む映像を撮って

  • and let it go the same distance and slow down the video --

    100億倍でスロー再生したら

  • again, by a factor of 10 billion --

    どれほど時間のかかるビデオになるでしょう

  • do you know how long you'll have to sit here to watch that movie?

    一日?一週間?実はまる一年もかかります

  • (Laughter)

    かなり退屈な映像でしょう (笑)

  • A day, a week? Actually, a whole year.

    普通の弾丸がゆっくりと動いていくのです

  • It'll be a very boring movie --

    こんな静物の写真を撮ってみました

  • (Laughter)

    テーブル表面やトマトや後ろの壁を

  • of a slow, ordinary bullet in motion.

    流れるさざ波が見えます

  • And what about some still-life photography?

    池の水面に石を投げ込んだみたいです

  • You can watch the ripples, again, washing over the table,

    フェムト秒で撮った写真を

  • the tomato and the wall in the back.

    自然はこう彩るのかと驚きました

  • It's like throwing a stone in a pond of water.

    もちろん人の眼には 統合された合成画像が見えます

  • I thought: this is how nature paints a photo,

    ただもう一度トマトを見てもらうと

  • one femto frame at a time,

    トマトが光に洗い流されている間

  • but of course our eye sees an integral composite.

    光り続け 暗くなることはありません

  • But if you look at this tomato one more time,

    なぜでしょう それはトマトが熟していて

  • you will notice, as the light washes over the tomato,

    光はトマトの内部で反射を繰り返し

  • it continues to glow.

    一兆分の数秒で外に出てくるからです

  • It doesn't become dark. Why is that?

    将来このフェムトカメラが

  • Because the tomato is actually ripe,

    携帯電話に付いたら

  • and the light is bouncing around inside the tomato,

    スーパーに行って

  • and it comes out after several trillionths of a second.

    果物が熟しているかどうか 手も触れずに調べられるでしょう

  • So in the future, when this femto-camera is in your camera phone,

    MIT の私のチームはどうやって このカメラを作ったのでしょう

  • you might be able to go to a supermarket

    写真を撮る人はご存知のように

  • and check if the fruit is ripe without actually touching it.

    露出時間を短くすると 光の量は大変少なくなります

  • (Laughter)

    さらに 通常の短時間露光よりも

  • So how did my team at MIT create this camera?

    百億倍以上速くしようというのです

  • Now, as photographers, you know,

    だから光はほとんどありません

  • if you take a short exposure photo, you get very little light.

    我々は光の塊の弾丸を

  • But we're going to go a billion times faster than your shortest exposure,

    何百万回も発射します

  • so you're going to get hardly any light.

    非常に巧妙に 同期を取りながら記録を繰り返し

  • So what we do is we send that bullet --

    何ギガバイトものデータから

  • that packet of photons -- millions of times,

    計算によって織り出される物が

  • and record again and again with very clever synchronization,

    先ほどご覧になったフェムトビデオです

  • and from the gigabytes of data,

    処理前のデータをいろいろ使って

  • we computationally weave together

    非常に興味深い処理もできます

  • to create those femto-videos I showed you.

    スーパーマンは空を飛び

  • And we can take all that raw data and treat it in very interesting ways.

    透明になるヒーローもいます

  • So, Superman can fly.

    これからのスーパーヒーローの新しい能力として

  • Some other heroes can become invisible.

    角の先を見通すのはどうでしょう

  • But what about a new power for a future superhero:

    このアイデアは扉を照らした光が

  • To see around corners.

    跳ね返って部屋の中に入ると

  • The idea is that we could shine some light on the door,

    その一部が反射されて扉に戻り

  • it's going to bounce, go inside the room,

    カメラまで戻ってくるので

  • some of that is going to reflect back on the door,

    こんなふうに多重反射した光を利用できるのです

  • and then back to the camera.

    これは空想SFではなく実際に作りました

  • And we could exploit these multiple bounces of light.

    左にあるのがフェムトカメラです

  • And it's not science fiction. We have actually built it.

    壁の後ろにマネキンが隠れています

  • On the left, you see our femto-camera.

    光は扉で跳ね返ります

  • There's a mannequin hidden behind a wall,

    我々の論文がネイチャー・コミュニケーションズ誌に

  • and we're going to bounce light off the door.

    掲載された後で

  • So after our paper was published in Nature Communications,

    ネイチャーのサイトで特集され

  • it was highlighted by Nature.com,

    こんなアニメーションを作ってくれました

  • and they created this animation.

    (音楽)

  • (Music)

    光の弾丸を発射するところです

  • [A laser pulse is fired]

    壁に当たります

  • (Music)

    光子の塊は

  • Ramesh Raskar: We're going to fire those bullets of light,

    あらゆる方向に飛び散り

  • and they're going to hit this wall,

    隠れたマネキンに当たる光子もあります

  • and because of the packet of the photons,

    そのマネキンがまた光を散乱させ

  • they will scatter in all the directions,

    そして再び今度は扉が

  • and some of them will reach our hidden mannequin,

    散乱光の一部を反射します

  • which in turn will again scatter that light,

    光子のほんの一部が

  • and again in turn, the door will reflect some of that scattered light.

    カメラに戻ります 大事なのは

  • And a tiny fraction of the photons will actually come back to the camera,

    光が帰ってくるタイミングが 少しずつ違っていること

  • but most interestingly,

    (音楽)

  • they will all arrive at a slightly different time slot.

    使用したカメラは 大変高速なフェムトカメラなので

  • (Music)

    独特な能力があります

  • And because we have a camera that can run so fast --

    時間分解能が大変優れていて

  • our femto-camera -- it has some unique abilities.

    世界を光の速度で眺めることができるわけです

  • It has very good time resolution,

    こうして 扉までの距離や 隠れた物体までの距離がわかります

  • and it can look at the world at the speed of light.

    こうして 扉までの距離や 隠れた物体までの距離がわかります

  • And this way, we know the distances, of course to the door,

    ただどの点が

  • but also to the hidden objects,

    どの距離に相当するのかわかりません

  • but we don't know which point corresponds to which distance.

    (音楽)

  • (Music)

    レーザー光を一度光らせて 未処理写真が一枚撮れますが

  • By shining one laser, we can record one raw photo,

    これだけ見ても 何だか分かりません

  • which, if you look on the screen, doesn't really make any sense.

    しかし こういう写真をたくさん撮って

  • But then we will take a lot of such pictures,

    こういう写真を何十枚も 組み合わせ

  • dozens of such pictures, put them together,

    光の多重散乱の解析を試みれば

  • and try to analyze the multiple bounces of light,

    そこから 隠れた物体を見られないでしょうか?

  • and from that, can we see the hidden object?

    完全な立体として見ることはできないでしょうか?

  • Can we see it in full 3D?

    我々が再構成した結果はこうなりました

  • So this is our reconstruction.

    (音楽)

  • (Music)

    (音楽)(拍手)

  • (Applause)

    この技術を実験室の外に持ち出す前に

  • Now, we have some ways to go

    まだやるべきことはありますが いずれは

  • before we take this outside the lab on the road,

    曲がり角の先の物との

  • but in the future, we could create cars that avoid collisions

    衝突を避ける自動車や

  • with what's around the bend.

    危険な状況下での生存者探索に

  • Or we can look for survivors in hazardous conditions

    開いた窓ごしに反射されてくる光を使ったり

  • by looking at light reflected through open windows.

    体内の見通せないものの奥まで見られる

  • Or we can build endoscopes that can see deep inside the body around occluders,

    内視鏡や血管内視鏡も

  • and also for cardioscopes.

    作ることができるでしょう

  • But of course, because of tissue and blood,

    もちろん 細胞や血液があるので

  • this is quite challenging,

    これは大変に難しい課題ですが

  • so this is really a call for scientists

    科学者の皆さんに考えはじめて欲しいことは

  • to start thinking about femto-photography

    新しいイメージング手法のフェムト・フォトグラフィーで

  • as really a new imaging modality

    次世代の医療イメージングの答えになる可能性です

  • to solve the next generation of health-imaging problems.

    科学者であったエジャートン博士が

  • Now, like Doc Edgerton, a scientist himself,

    科学から超高速写真という芸術を生み出したように

  • science became art --

    私も実験のたびに集まる

  • an art of ultra-fast photography.

    数ギガバイトのデータを使って

  • And I realized

    単に科学的な画像を作るだけでなく

  • that all the gigabytes of data that we're collecting every time,

    新しい形のコンピュテーショナル・フォトグラフィが

  • are not just for scientific imaging.

    微速度撮影や色変換によって 実現できると気が付きました

  • But we can also do a new form of computational photography,

    さっきの波模様を見てみましょう

  • with time-lapse and color coding.

    この波どうしの時間差は

  • And we look at those ripples.

    一兆分の数秒ほどです

  • Remember:

    ここで面白いことが起きています

  • The time between each of those ripples is only a few trillionths of a second.

    キャップの下側を見てみると

  • But there's also something funny going on here.

    波は遠ざかるほうに進んでいます

  • When you look at the ripples under the cap,

    波は近づいてくるはずなのです

  • the ripples are moving away from us.

    何が起きているのでしょうか

  • The ripples should be moving towards us.

    実は 光の速度に

  • What's going on here?

    近い領域で記録したために

  • It turns out, because we're recording nearly at the speed of light,

    奇妙な効果が現われたのです

  • we have strange effects,

    アインシュタインはこの写真を見たかったことでしょう

  • and Einstein would have loved to see this picture.

    カメラに見える世界の中で起きる

  • (Laughter)

    出来事の順番はときどき逆転し

  • The order at which events take place in the world

    適切な時間と空間の歪みを考慮することで

  • appears in the camera sometimes in reversed order.

    この歪みを補正することができます

  • So by applying the corresponding space and time warp,

    角を見通す写真であれ

  • we can correct for this distortion.

    次世代の医用画像であれ

  • So whether it's for photography around corners,

    新たな可視化技術の開発であれ

  • or creating the next generation of health imaging,

    我々は発明した後は オープンソース化して

  • or creating new visualizations,

    全てのデータと詳細をウェブに公開しました

  • since our invention,

    もの作り好きやクリエイターや 研究者からの こんな提言を期待しているのです

  • we have open-sourced all the data and details on our website,

    カメラの画素が何メガピクセルかに こだわるのは止めよう

  • and our hope is that the DIY, the creative and the research communities

    (笑)

  • will show us that we should stop obsessing about the megapixels in cameras --

    イメージングについては 新たな次元にフォーカスしよう

  • (Laughter)

    「時」を考える 「時」になったのです ありがとう (拍手)

  • and start focusing on the next dimension in imaging.

    (拍手)

  • It's about time.

  • Thank you.

  • (Applause)

Translator: Joseph Geni Reviewer: Thu-Huong Ha

エジャートン博士の リンゴを撃ちぬく弾丸の写真は

字幕と単語

B1 中級 日本語 フェムト 弾丸 光子 カメラ 反射 イメージング

【TED】ラメッシュ・ラスカー: 毎秒一兆枚の高速度カメラ (Imaging at a trillion frames per second | Ramesh Raskar)

  • 3756 17
    Max Lin   に公開
動画の中の単語

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