其实相机，摄像头或者说光学成像设备，都可以看成是电子眼镜或者说光学眼镜，和眼镜的成像原理一样。但是到现在为止，我们所还无法造出来超过我们人眼成像素质的成像设备。其实我们人眼的成像素质在自然界很一般，就好像我们形容一个人的眼睛好，说他有一双鹰的眼睛一样。在自然界中，鹰的眼睛也的确非常厉害。它能够在高空几公里以外就可以看见在陆地上的动物，然后俯冲加速去抓捕动物。乌贼是动物界眼睛进化程度最高的动物，它们的瞳孔呈古怪的W形，无法识别颜色，但却能看到光的偏振。因此，即使是在昏暗的光线下，也能看到鲜明对比。虽然人类能够通过改变眼睛晶状体的形状来达到更好的聚焦，但是乌贼却能改变整个眼睛的形状。另外，这种动物的内部传感器使其可以同时观测到位于它们身前和身后的东西。尤其是其中最有名的大王乌贼，依靠着自身一双硕大的眼睛，能够在几千米的深海生活，并且还能够和鲸鲨搏斗。蝴蝶（蜻蜓）和很多昆虫一样也长着一对复眼，这种眼睛由数百个微小的六边形晶状体组成，因此它们能同时看到各个方向。并且蝴蝶还能看到人眼所见不到的紫外光，正是这紫外光为它们提供了方位感，指引它们找到拥有各种美味花蜜的花朵。变色龙的眼睛没有上、下眼睑，但却拥有一个锥形结构，大小正好容得下它们的瞳孔。每个锥形结构可以独自旋转，因此变色龙实际上可以同时看方向完全不同的两个独立物体。这种视觉优势使它们特别擅长捕捉高速飞行的昆虫。实际上青蛙也有这方面的功能，它们对高速运动的物体有非常敏锐的观察能力。猫头鹰的眼睛也非常厉害，它们拥有出色的深度感知能力，尤其是在光线暗淡的环境下。因此能够在黑夜里在林间高速飞行，不但能够躲避各种障碍物，更能够发现地上的一些猎物。从这上面来说，它这双眼睛可是一点都不比蝙蝠的超声波差。我们人类一直是大自然的好学生，在不断学习大自然所蕴藏的丰富知识。也是通过模仿这些各种各样动物眼睛的特异功能，我们也仿生研发出来了各种各样的光学成像设备。比如长焦镜头吗，能够看到很远距离的舞台。一些先进的军事光学侦查卫星，能够在好几百公里的太空上看清楚地面上汽车的车牌。比如高速摄像机，我们能够通过它看情高速飞行的子弹和炮弹，甚至科学家们还研发出来了能够看清光运动轨迹的超高速摄像机。米国加州大学的科学家们开发了一种可以在一秒钟之内拍摄六百一十万张照片的超高速摄影机，快门速度高达440万亿分之一秒。科学家们试图利用这样一台超高速摄像机来解决众多科研难题。再比如夜视仪，红外相机等等，夜视仪能够在漆黑的夜里看清楚目标，现在的全彩夜视仪甚至能够显示出颜色。红外热成像呢，则能够看清楚各种舞台所发出的温度，并广泛运用在各种领域。至于复眼，事实上科学家们也以此为灵感，研发出来了很多复眼技术。可能对于这个大家有些陌生，但实际上我们都用过这项技术。现在智能手机上的多摄成像技术，其实就是利用了这项技术原理。将多颗摄像头所拍摄出来的画面合成到一起，从而形成了一张更高质量的照片。不仅如此，多颗摄像头所拍摄合成出来的照片拥有更高的像素。而且复眼却能提供与众不同的优势，它可以产生全景视角，呈现显著的深度感官。随着手机或者说移动设备上的各种功能的摄像头越来越多，有人担心会不会有一天手机背面全部被摄像头所占据了。所以专家们就在像能不能有一种技术来替代这么多颗摄像头，让一颗摄像头可以干多颗，甚至是数十颗上百颗摄像头能够做的事情。于是复眼技术再次被技术专家们所关注起来，但如何将昆虫上的复眼仿生出来，这也成了大家纷纷在研究的课题。而光学成像技术实验室的正在研究的项目就是复眼集成镜头技术，这个项目简单来说，就是研究复眼镜头的。如何将多颗摄像头集中到一颗镜头上面，让这颗镜头拥有其它镜头的不同功能。说到底，还是在镜头上面，而在镜头上，镜片又是其中的关键中的关键。如何设计制造这些镜片，从而让其实现各种功能，这也是研究团队所面临的主要难题。刚开始，项目研究团队的方向主要放在将这些不同摄像头的镜头全部集中到一颗镜头上面。简单来说就是多颗镜头共用一个感光元件，这项技术其实早就有了，早在胶片时代，就已经有了多镜头相机了。只不过那时候的多镜头也就一两枚，两三枚镜头，而项目研究团队要做的是将更多的镜头，七八颗，甚至十几颗镜头集中到一起。这就有增加了课题难度，如何让这十几颗镜头共用一个有限面积的感光元件上，这是一个棘手的问题。事实上在过去，技术人员为了仿生复眼，也研发出来的所谓复眼相机。它是将无数的相机按照蜻蜓或者蝴蝶的眼睛做成半球形阵列排列，从而形成一个类似于昆虫复眼外形的复眼相机。然后呢在将这些相机所拍摄的照片通过特殊的算法合成起来，于是就得出了一张复眼相机所拍摄出来的照片。不过这样太过麻烦了，这种复眼相机中的每一个相机都是完整的个体，合成在一起太过复杂，而且成本太高。吴浩他们当然不会中意这种技术，他们要做的是极大的简化这个结构。首先要做的就是将复眼中所有镜头所成像的画面集中到一块感光元件上面，这样就极大的消减了复眼相机的结构。但是如何将这些镜头的所成像的画面集中到一块感光元件上面，这是个问题。泽雨轩 zeyuxuan.cc
