Tamil
குவாண்டம் இமேஜிங்: இது கேமரா மாடுல்களை எவ்வாறு மறுபரிமாணம் செய்யலாம்
2025.12.25 துருக
ஸ்மார்ட்போன் புகைப்படம் மற்றும் தொழில்துறை படக்குழப்பத்தின் காலத்தில், கேமரா மாடல்கள் பழமையான ஒளியியல் எல்லைகளால் நீண்ட காலமாக கட்டுப்படுத்தப்பட்டுள்ளன. தெளிவற்ற குறைந்த ஒளி படங்கள் முதல் பெரிய லென்ஸ் அமைப்புகள் வரை, பாரம்பரிய கேமராக்கள் படங்களை உருவாக்க மில்லியன் கணக்கான ஃபோட்டோன்களை பிடிக்க நம்பிக்கையளிக்கின்றன—ஒளி குறைவாக இருக்கும், அளவு முக்கியமாக இருக்கும், அல்லது துல்லியத்திற்கான தேவைகள் பாரம்பரிய இயற்பியலால் அனுமதிக்கப்படும் அளவுக்கு முந்தியதாக இருக்கும் போது, இது ஒரு தடையை அடைகிறது. ஆனால், ஒரு காலத்தில் ஆய்வகப் பரிசோதனைகளுக்கே கட்டுப்பட்டிருந்த குவாண்டம் படமெடுப்பு, ஒரு விளையாட்டு மாற்றுபவராக உருவாகிறது. குவாண்டம் இயற்பியலின் எதிர்மறை மற்றும் அற்புதமான பண்புகளை—ஃபோட்டோன் சிக்கல், சூப்பர் பொசிஷன், மற்றும் குவாண்டம் தொடர்பு—பயன்படுத்துவதன் மூலம், இந்த புதுமை கேமராவின் செயல்திறனை மட்டுமல்ல; கேமரா மாடுல்கள் என்னவாக இருக்க, என்ன செய்ய, மற்றும் என்ன சாத்தியமாக்க வேண்டும் என்பதையும் மறுபரிசீலனை செய்கிறது.
குவாண்டம் படக்குழப்பம் என்றால் என்ன?
குவாண்டம் படமெடுப்பின் முக்கியத்துவத்தை புரிந்துகொள்ள, எளிய ஒப்பீட்டுடன் தொடங்குவோம். பாரம்பரிய கேமராக்கள்Buckets போல வேலை செய்கின்றன: அவை ஒரு காலப்பகுதியில் அதிகமான பிக்சல்களை (ஒளி அணுக்கள்) சேகரிக்கின்றன, பின்னர் அந்த பிக்சல்களை மின்சார சிக்னல்களாக மாற்றி ஒரு படத்தை உருவாக்குகின்றன. சிக்கல் என்ன? போதுமான பிக்சல்கள் இல்லையெனில் (எ.கா., இருட்டான சூழ்நிலைகளில்), படம் சத்தமாக அல்லது பயன்படுத்த முடியாததாக மாறிவிடும். நீங்கள் ஒரு சுருக்கமான கேமரா தேவைப்பட்டால் (எ.கா., அணியக்கூடிய அல்லது மருத்துவ சாதனங்களுக்கு), லென்ஸ் மற்றும் சென்சார் அமைப்பு ஒரு குறிப்பிட்ட அளவுக்கு குறைக்க முடியாது, தரத்தை இழக்காமல்.
குவாண்டம் படக்குழப்பம் இந்த உரையை மாற்றுகிறது. ஃபோட்டோன்களை சுதந்திரமான மூலக்கூறுகளாகக் கருதுவதற்குப் பதிலாக, இது குறைந்த ஃபோட்டோன்களில் இருந்து மேலும் தகவல்களைப் பெற குவாண்டம் பண்புகளைப் பயன்படுத்துகிறது—சில நேரங்களில் ஒரே ஃபோட்டோன்களை கூட. இரண்டு அடிப்படை கொள்கைகள் இதை இயக்குகின்றன:
• குவாண்டம் தொடர்பு: ஒளி கதிர்கள் இணைக்கப்பட்டுள்ளன (சேர்க்கை) எனவே ஒரு கதிரின் நிலை மற்றொன்றை உடனடியாக பாதிக்கிறது, வெவ்வேறு இடங்களில் இருந்தாலும். இது ஒளி கதிர்களின் தொடர்புகளை அளவிடுவதன் மூலம் கேமராக்களுக்கு “காண” அனுமதிக்கிறது, வெறும் எண்ணுவதற்குப் பதிலாக.
• ஒளி கதிர்களை அழுத்துதல்: குவாண்டம் இயற்பியல் விஞ்ஞானிகளுக்கு ஒளி கதிர்களின் அளவீடுகளில் உள்ள அசாதாரணத்தை (சத்தம்) குறைக்க அனுமதிக்கிறது, இதனால் மிகவும் குறைவான ஒளியுடன் தெளிவான படங்களை உருவாக்குகிறது.
முடிவு? முழுமையாக இருட்டில் செயல்படக்கூடிய கேமராக்கள், மில்லிமீட்டர் அளவிலான சாதனங்களில் பொருந்தும், மற்றும் பாரம்பரிய கேமரிகள் காண முடியாத விவரங்களை பிடிக்கும் - எல்லாம் எளிய, சிறிய உபகரணங்களைப் பயன்படுத்தி.
குவாண்டம் படக்காட்சி கேமரா மாடுல்களை மறுபரிமாணம் செய்யும் 5 வழிகள்
குவாண்டம் படமெடுப்பு வெறும் ஒரு incremental மேம்பாடு அல்ல; இது கேமரா மாடுல் வடிவமைப்பின் அடிப்படையான மறுபரிசீலனை. இங்கே அது எல்லைகளை உடைக்கும் முக்கிய பகுதிகள்:
1. பரவல் எல்லைகளை மீறுதல்: பெரிய லென்சுகள் இல்லாமல் உல்ட்ரா-உயர் தீர்மானம்
சாதாரண கேமராக்கள் ஒளியின் பரவலால் வரையறுக்கப்படுகின்றன—அதாவது, அவை பிடிக்கக்கூடிய மிகச் சிறிய விவரம் ஒளியின் அலைநீளம் மற்றும் லென்சின் திறப்பின் அளவால் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது. அதிக தீர்மானம் பெற, நீங்கள் பெரிய லென்சை (தொழில்முறை DSLR லென்சுகள் அல்லது தொலைக்காட்சி ஆப்டிக்ஸ் பற்றி சிந்திக்கவும்) தேவை, இது கேமரா மாடுல்களை எடை அதிகமாகவும், எடுத்துக்கொள்ளக்கூடிய சாதனங்களுக்கு பயன்படுத்த முடியாததாகவும் ஆக்குகிறது.
குவாண்டம் படமெடுத்தல் இந்த எல்லையை உடைக்கிறது. "குவாண்டம் கண்ணோட்டம்" போன்ற தொழில்நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தி (ஒரு படத்தை உருவாக்குவதற்கான எந்திரம், ஒரு கதிர் பொருளுடன் ஒருபோதும் தொடர்பு கொள்ளாதபோதிலும், இணைக்கப்பட்ட கதிர்களின் ஜோடிகளைப் பயன்படுத்தி), குவாண்டம் கேமராக்கள் பாரம்பரிய ஒளியியல் அனுமதிக்கும் அளவுக்கு மிக்க மேலே தீர்மானத்தை அடைய முடிகிறது - மிகச் சிறிய அளவிலான லென்ஸ்களுடன். எடுத்துக்காட்டாக, கிளாஸ்கோ பல்கலைக்கழகத்தில் உள்ள ஆராய்ச்சியாளர்கள், ஒரு பின்ஹெட்கும் அளவுக்கு சிறிய லென்ஸைப் பயன்படுத்தி, 3D படங்களை உப-மில்லிமீட்டர் தீர்மானத்துடன் பிடிக்கும் குவாண்டம் கேமராவை உருவாக்கினர். இதன் பொருள், எதிர்கால கேமரா தொகுப்புகள் ஸ்மார்ட்போன் அளவிலான (அல்லது அதற்கும் சிறிய) சாதனங்களில் DSLR-தரமான தீர்மானத்தை வழங்கலாம், வெளிப்படையான கேமரா பம்புகளை நீக்குகிறது.
2. லென்ஸ்லெஸ் குவாண்டம் கேமரா: அளவீட்டு புரட்சி
பாரம்பரிய கேமரா மாடுல்களின் மிகப்பெரிய சிரமங்களில் ஒன்று லென்ஸ் அமைப்பு. லென்சுகள் பெரிய, உடைந்துவிடக்கூடிய மற்றும் உற்பத்தி செய்ய விலையுயர்ந்தவை—மருத்துவப் புகைப்படம் அல்லது ட்ரோன் கண்காணிப்பு போன்ற உயர் செயல்திறன் பயன்பாடுகளுக்கு குறிப்பாக. குவாண்டம் புகைப்படம் கண்ணாடி மூலம் ஒளியை மையமாக்குவதற்குப் பதிலாக குவாண்டம் தொடர்புகளை நம்பும் “லென்ஸ்லெஸ்” கேமராக்களை செயல்படுத்துகிறது.
அது எப்படி வேலை செய்கிறது? லென்ஸில்லா குவாண்டம் கேமராக்கள் ஒரு ஒற்றை சென்சாரை எண்டாங்கள்ட் ஃபோட்டன் ஜோடிகளுடன் இணைக்கின்றன: ஒரு ஃபோட்டன் பொருளுடன் தொடர்பு கொள்ளும் போது, மற்றொன்று ஒரு குறிப்பிட்ட கண்டுபிடிப்பாளரால் அளவீடு செய்யப்படுகிறது. இரண்டு ஃபோட்டன்களுக்கிடையிலான தொடர்புகளை பகுப்பாய்வு செய்வதன் மூலம், கேமரா தெளிவான படத்தை மீட்டமைக்கிறது - லென்ஸ் தேவையில்லை. இந்த வடிவமைப்பு கேமரா மாடுல் அளவைக் 90% வரை குறைக்கிறது, இது சிறிய சாதனங்களில் ஒருங்கிணைக்க வாய்ப்புகளை திறக்கிறது: உட்புற மருத்துவ ஸ்கேன்களுக்கு உண்ணக்கூடிய கேமராக்கள், அணியக்கூடியவற்றுக்கான மைக்ரோஸ்கோபிக் கேமராக்கள், அல்லது சுயாதீன ரோபோக்களுக்கு அற்புதமாகக் компактமான சென்சார்கள்.
3. ஃபோட்டன்-நிலை உணர்வு: குறைந்த ஒளி படக்காட்சி மறுபரிமாணம்
ஒரு இருண்ட அறையில் அல்லது இரவில் புகைப்படம் எடுக்க முயன்றவர்கள், ஒலியுடன் கூடிய, தானியங்கி படங்களைப் பெறுவதில் உள்ள சிரமத்தை அறிவார்கள். பாரம்பரிய கேமராக்களுக்கு பயனுள்ள படத்தை உருவாக்க குறைந்தபட்சமாக சில ஃபோட்டன்கள் தேவை, எனவே அவை அல்லது ISO-ஐ அதிகரிக்கின்றன (ஒலியைச் சேர்க்கிறது) அல்லது ஃபிளாஷ் பயன்படுத்துகின்றன (காட்சி பாதிக்கப்படுகிறது). குவாண்டம் படக்காட்சி இதனை ஃபோட்டன்-நிலை உணர்வுடன் தீர்க்கிறது - சில ஃபோட்டன்களைப் பயன்படுத்தி படங்களைப் பிடிக்கும் திறன்.
2023-ல், கெல்டெக் நிறுவனத்தின் ஆராய்ச்சியாளர்கள் 0.0001 லக்ஸ்-ல் தெளிவான படங்களை உருவாக்கும் ஒரு குவாண்டம் கேமராவை காட்டு செய்தனர்—சந்திரமில்லா இரவுக்கு மாறுபட்டது. இந்த கேமரா "குவாண்டம் ஒளி" எனப்படும் தொழில்நுட்பத்தை பயன்படுத்துகிறது, இதில் இணைக்கப்பட்ட ஃபோட்டோன்கள் பொருளின் நோக்கத்தில் அனுப்பப்படுகின்றன; 10,000 ஃபோட்டோன்களில் 1 மட்டும் திரும்பப் பெறப்பட்டாலும், குவாண்டம் தொடர்பு சென்சாருக்கு சிக்னலையும் சத்தத்தையும் வேறுபடுத்த அனுமதிக்கிறது. கேமரா மாடல்களுக்கு, இதன் பொருள்:
• குறைந்த ஒளி சூழல்களில் மேலும் பிளாஷ் இல்லை (பாதுகாப்பு கேமரா அல்லது விலங்கியல் புகைப்படத்திற்கு முக்கியம்).
• குறைவான கதிர்வீச்சு பயன்படுத்தும் மருத்துவ படங்கள் (எ.கா., குவாண்டம் X-ray கேமராக்கள் பாரம்பரிய X-ray களுக்கு ஒப்பிடுகையில் 10 மடங்கு குறைவான புட்டிகளை தேவைப்படுத்துகின்றன).
• இரவு அல்லது மங்கலான சூழலில் நம்பகமாக செயல்படும் சுயாதீன வாகன கேமராக்கள்.
4. பல பரிமாண இமேஜிங்: காட்சியளிக்கும் ஒளியின் அப்பால்
பாரம்பரிய கேமராக்கள் காட்சியளிக்கும் ஒளியைப் பயன்படுத்தி 2D அல்லது 3D படங்களை பிடிக்கின்றன, ஆனால் குவாண்டம் இமேஜிங் மிகவும் அதிகமான தகவல்களைப் பெற முடியும்: ஸ்பெக்ட்ரல் தரவுகள் (RGB க்குப் பின் நிறம்), polarisation (பொருள் பகுப்பாய்வுக்கு பயனுள்ளது), மற்றும் நேரம்-ஃபிளைட் (துல்லியமான தூர அளவீடுகளுக்கு)—எல்லாம் ஒரு ஒற்றை மாடுலில்.
உதாரணமாக, குவாண்டம் கேமராக்கள் மங்கல், புகை அல்லது உயிரியல் திசுக்களை "காண" முடியும், ஏனெனில் அவை பாரம்பரிய கேமருகள் கவனிக்காத குவாண்டம் பண்புகளை கண்டறிகின்றன. தொழில்துறை சூழல்களில், இது பொருட்களின் உள்ளமைப்பை சேதப்படுத்தாமல் ஆய்வு செய்யக்கூடிய கேமரா மாட்யூல்களை குறிக்கிறது (உதாரணமாக, விமானத்தின் பறவைகளில் கீறுகள் அல்லது செமிகண்டக்டர்களில் குறைபாடுகளை கண்டறிதல்). விவசாயத்தில், குவாண்டம் படிமம் மாட்யூல்கள் பயிர்களின் ஆரோக்கியத்தை பகுப்பாய்வு செய்ய சுருக்க மற்றும் polarisation தரவுகளை அளவிடலாம், இது அளவுக்கேற்ப விவசாயத்தை சாத்தியமாக்குகிறது.
5. எதிர்ப்பு-இடையூறு நம்பகத்தன்மை: கடுமையான சூழ்நிலைகளில் இமேஜிங்
சாதாரண கேமரா கடுமையான சூழ்நிலைகளில் போராடுகின்றன—வலிமையான மாந்திரிகப் புலங்கள், கதிர்வீச்சு, அல்லது மின்னணு இடையூறுகள் (EMI) படங்களை மாறுபடுத்தலாம் அல்லது சென்சார்களை சேதப்படுத்தலாம். குவாண்டம் படமெடுப்பு இந்த இடையூறுகளுக்கு எதிராக இயல்பாகவே எதிர்ப்பு அளிக்கிறது, ஏனெனில் குவாண்டம் தொடர்புகள் வெளிப்புற சத்தத்தால் எளிதாக மாறுபடுத்தப்படுவதில்லை.
இதனால் குவாண்டம் கேமரா மாடுல்கள் சிறந்தவை:
• விண்வெளி ஆராய்ச்சி: கருப்பு கிணற்றுக்கு அருகில் அல்லது உயர் கதிர்வீச்சு சூழ்நிலைகளில் தெளிவான படங்களை பிடிக்கக்கூடிய கேமராக்கள் (NASA எதிர்கால மிஷன்களுக்கு குவாண்டம் சென்சார்களை சோதனை செய்யும்).
• இராணுவம் மற்றும் பாதுகாப்பு: இடையூறான சூழ்நிலைகளில் அல்லது மறைவு மூலம் செயல்படும் கண்காணிப்பு கேமராக்கள்.
• அணு சக்தி நிலையங்கள்: உயர் கதிர்வீச்சு பகுதிகளில் சேதமின்றி செயல்படும் ஆய்வு கேமராக்கள்.
உண்மையான உலக பயன்பாடுகள்: குவாண்டம் படமெடுப்பு செயல்பாட்டில்
குவாண்டம் படம் எடுப்பது வெறும் கோட்பாடு அல்ல—பல தொழில்கள் ஏற்கனவே குவாண்டம்-செயல்படுத்தப்பட்ட கேமரா மாடுல்களை சோதனை செய்கிறார்கள்:
• மருத்துவ படம் எடுப்பது: குவாண்டம் கேமராக்கள் 100 மடங்கு குறைவான கதிர்வீச்சு தேவைப்படும் காய்ச்சல் இல்லாத மூளை ஸ்கான்களை உருவாக்க பயன்படுத்தப்படுகின்றன. குவாண்டம் படம் எடுப்பதற்கான தொழில்நுட்பங்கள் போன்ற நிறுவனங்கள், மருத்துவர்களுக்கு உடலுக்குள் முன்னணி தெளிவுடன் பார்க்க அனுமதிக்கும் எளிதான குவாண்டம் மாடுல்களை உருவாக்குகின்றன.
• சுயாதீன வாகனங்கள்: டெஸ்லா மற்றும் வேமோ காட்சி மற்றும் வானிலை செயல்திறனை மேம்படுத்த குவாண்டம் கேமரா மாடுல்களை ஆராய்ந்து வருகின்றன. ஒரு குவாண்டம் சென்சார் பார்வைத் தடைகள் அல்லது தடைகளை மங்கலான நிலைகளில் கண்டுபிடிக்க முடியும், அங்கு பாரம்பரிய லைடார் மற்றும் கேமராக்கள் தோல்வியுறுகின்றன.
• பாதுகாப்பு மற்றும் கண்காணிப்பு: அரசோர் போன்ற தொடக்க நிறுவனங்களால் உருவாக்கப்பட்ட குவாண்டம் கண்ணோட்டப் புகைப்படக் கேமராக்கள் எல்லை பாதுகாப்பில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, இது காடுகள் அல்லது புகை மூலம் மைல்கள் தொலைவில் தெளிவான படங்களை பிடிக்கக்கூடியது.
• தொழில்துறை ஆய்வு: சிமென்ஸ் குவாண்டம் கேமரா மாடுல்களை தொழிற்சாலை ரோபோக்களில் ஒருங்கிணைக்கிறது, இது மின்சார அல்லது விண்வெளி கூறுகளில் மைக்ரோ-தவறுகளை துல்லியமாக கண்டறிய உதவுகிறது.
முன்னணி பாதை: சவால்கள் மற்றும் வர்த்தகமயமாக்கல்
குவாண்டம் படக்காட்சி மிகுந்த வாக்குறுதிகளை வழங்கினாலும், இது தடைகளை இல்லாமல் இல்லை. இன்று உள்ள மிகப்பெரிய சவால்கள்:
• செலவு: குவாண்டம் சென்சார்கள் மற்றும் இணைக்கப்பட்ட ஒளி கதிர்களின் மூலங்கள் இன்னும் தயாரிக்க மிகவும் செலவானவை. இருப்பினும், அரிசி உற்பத்தியில் முன்னேற்றங்கள் (எடுத்துக்காட்டாக, CMOS சென்சர்களில் குவாண்டம் புள்ளிகளை ஒருங்கிணைத்தல்) செலவுகளை குறைக்க உதவுகிறது.
• சக்தி உபயோகிப்பு: ஆரம்ப குவாண்டம் கேமராக்கள் முக்கியமான சக்தியை தேவைப்படுத்துகின்றன, ஆனால் ஆராய்ச்சியாளர்கள் பேட்டரி சக்தியில் செயல்படக்கூடிய குறைந்த சக்தி குவாண்டம் சிப்புகளை உருவாக்குகிறார்கள்.
• Mass Production: குவாண்டம் தொழில்நுட்பத்தை மாஸ்-மார்க்கெட் சாதனங்களுக்கு (ச்மார்ட்போன்கள் போன்றவை) அளவீட்டிற்கேற்ப உற்பத்தி செயல்முறைகளை தேவைப்படும்—இந்தத் தொழில்நுட்பத்தில் சோனி மற்றும் கானன் போன்ற தொழில்முனைவோர்கள் முதலீடு செய்கிறார்கள்.
இந்த சவால்களைத் தவிர, வர்த்தக காலக்கெடு பலரால் எதிர்பார்க்கப்படும் விட குறைவாக உள்ளது. நிபுணர்கள் 2028 ஆம் ஆண்டுக்குள், நாங்கள் உயர் தர ஸ்மார்ட்போன்கள் மற்றும் மருத்துவ சாதனங்களில் குவாண்டம்-செயலாக்கப்பட்ட கேமரா மாட்யூல்களை காண்போம் என்று கணிக்கிறார்கள். 2030 ஆம் ஆண்டுக்குள், நுகர்வோர் தர குவாண்டம் கேமராக்கள் இன்று உள்ள 4K கேமராக்களின் அளவுக்கு பொதுவாக இருக்கக்கூடும்.
தீர்வு: குவாண்டம் இமேஜிங் கேமரா மாடுல்களின் எதிர்காலம்
பல தசாப்தங்களாக, கேமரா மாடுல்கள் படிப்படியாக முன்னேறியுள்ளன—மேலான சென்சார்கள், அதிக லென்சுகள், அதிக மெகாபிக்சல்கள். குவாண்டம் படக்காட்சி ஒரு பரிமாண மாற்றத்தை பிரதிபலிக்கிறது, பாரம்பரிய இயற்பியலின் எல்லைகளை கடந்தே, சிறிய, அதிக உணர்வுள்ள மற்றும் மாறுபட்ட கேமரா மாடுல்களை உருவாக்குகிறது. இது உங்கள் ஸ்மார்ட்வாட்சில் பொருந்தும் லென்ஸ்லெஸ் கேமரா, அறுவை சிகிச்சை அறையில் உயிர்களை காப்பாற்றும் குவாண்டம் சென்சர், அல்லது இருளில் காணும் கண்காணிப்பு கேமரா ஆகியவற்றாக இருக்கலாம், குவாண்டம் படக்காட்சி என்ன செய்யக்கூடியதைக் மறுபரிசீலிக்கிறது.
தொழில்நுட்பம் வளர்ந்து செல்கையில் மற்றும் செலவுகள் குறைவாகும் போது, குவாண்டம் கேமரா மாடுல்கள் உள்ளமைவுகளை மேம்படுத்துவதற்கே மட்டுமல்ல, முற்றிலும் புதியவற்றை உருவாக்கவும் உதவும். குவாண்டம் இமேஜிங்கின் காலம் இங்கே, இது நாங்கள் காட்சியளிக்கும், செயலாக்கும் மற்றும் காட்சி தகவலுடன் தொடர்பு கொள்ளும் முறையை மாற்றுவதற்காக அமைக்கப்பட்டுள்ளது.
நீங்கள் ஒரு தொழில்நுட்ப ஆர்வலர், தொழில் நிபுணர் அல்லது இமேஜிங்கின் எதிர்காலத்தைப் பற்றி ஆர்வமாக இருந்தால், கவனமாக இருங்கள்—இது வெறும் தொடக்கம்.
தொடர்பு
உங்கள் தகவலை விட்டு நாங்கள் உங்களை தொடர்பு கொள்ளுவோம்.
WhatsApp
WeChat