在自然和工业中发生的许多现象发生得非常迅速：例如，穿过一块织物的撕裂，从硬地板上弹出的橡胶球，润湿干燥表面的一滴水和一片透明胶带剥落。捕获这些现象的图像将有助于科学家更好地理解它们，但传统相机不够快 - 而高速相机的价格过高。

但是，EPFL的软接口工程力学实验室的科学家与SMR实​​验室的哈佛大学研究人员合作开发了一种新的成像方法，称为虚拟帧技术(VFT)，可以产生数千个这些现象的图像。步骤，使用从任何类型的设备拍摄的照片，包括智能手机。更重要的是，VFT比高速摄像机表现更好。

使用传统照片

该方法从分析传统照片开始。“如果你使用普通相机拍摄一滴水击中干燥的表面，水的运动将导致图像模糊。但这些模糊的区域正是这种现象在空间和时间上发生的地方。这就是我们的技术用于拼凑潜在现象的方式，“EPFL工程学院教授John Kolinski说。换句话说，VFT通过解构图像的模糊部分来工作。

一种二元现象的方法

第一步是在拍摄传统照片时照亮现象，以便可以利用模糊部分。“这个初始照明步骤必须正确完成，以便图像的模糊部分包含正确的信息并可以使用。此时，物体必须具有可量化的瞬时状态，要么完全阻挡光线，要么完全让它通过，”科林斯基说。下一步是采用先进的图像处理方法来改善传统图像的时间分辨率和特定的照明方案，然后将其转换为二进制图像 - 即包含黑色或白色像素。

这种方法具有优势，因为许多自然现象是二元的;例如，一块织物要么撕裂要么不撕裂，表面要么是湿的，要么是干的。这意味着只需要两个灰度值来描绘它们 - 不需要传统相机可用的15,000+强度值。通过牺牲分辨强度的能力，科学家们能够使用相机传感器的位深度或传感器可以获得的信息量来提高帧速率，同时保持全空间分辨率。通过调节光脉冲的定时，可以进一步改善时间分辨率。

极短时间内的延时照片

因此，VFT将快速运动中的物体的传统照片分解成数千个显示该过程的每个步骤的图像。“这就像拍摄几乎瞬间现象的延时照片一样，”科林斯基说。科学家在各种设备拍摄的照片上测试了他们的技术，从智能手机到复杂的专业相机，发现它始终如一地提高了帧速率。虽然需要仔细照明，但该方法非常普遍，并且已被用于记录从液滴冲击到断裂力学的各种各样的现象。