[와우! 과학] 1초당 10조 프레임 촬영…‘세계 최고속 카메라’ 등장

세계 최고 속도의 카메라가 그 모습을 드러냈다.

사이언스데일리 등 과학 전문매체의 12일 보도에 따르면 캐나다 국립과학연구소(INRS)와 미국 캘리포니아공과대학이 공동으로 개발한 이것은 일명 ‘티-컵’(T-cup)으로 불리며, 1초당 무려 10조 프레임을 촬영하는 것이 가능하다. 일반적으로 스마트폰 카레라는 1초 당 30프레임 정도를 촬영한다.

공동 연구진에 따르면 이 카메라는 ‘CUP(Compressed Ultrafast Photography)’라는 기술을 토대로 개발됐다. 압축된 초고속 사진을 뜻하는 CUP는 초당 1000억 프레임을 촬영할 수 있으며, 이렇게 얻은 데이터는 5 나노초(nanosecond, 10억분의 1초) 이내에 CCD 소자를 통해서 컴퓨터로 전송된 후 컴퓨터 이미지 처리를 통해서 볼 수 있다.

뿐만 아니라 펨토 포토그래피(femto-photography)로 불리며 레이저를 통해 1초에 1조 프레임을 촬영하는 초고속 카메라의 기술도 참고했다. 약 1조분의 1초 동안만 유지되는 레이저 빛이 사진기의 플래시와 같은 역할을 하고, 검출되는 빛을 아주 짧은 시간 단위로 쪼개 서로 다른 감지기로 검출하는 ‘스트릭 튜브’가 필름 역할을 하는 원리다.

연구진은 “펨토 포토그래피 기술을 사용하는 것이 사진의 품질에 제한을 가져다준다는 사실을 알고 있었다”면서 “이를 개선하기 위해 정적인 이미지를 얻는 카메라를 추가했다. 이를 펨토 포토그래피 카메라로 얻은 이미지와 결합해 초당 10조 프레임을 녹화하면서 고품질 이미지를 얻을 수 있다”고 설명했다.

전문가들은 이 기술이 실시간 영상 촬영 속도의 세계 기록을 세웠으며, 생체 의학이나 재료 과학 및 기타 응용 분야에 새로운 세대의 현미경을 탄생시킬 것이라고 기대했다.

뿐만 아니라 빛과 물질간의 상호작용을 면밀하게 관찰할 수 있게 되면서 의료분야에서 환자들의 혈액 테스트 및 결과를 확인할 때 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대했다.

송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr