Uit het oog en toch op de foto

Een camera die laserflitsen van 0,000000000000001 seconde uitzendt, kan dingen zien die om de hoek staan. Een deur of stoeprand werkt als spiegel.

„We hebben een camera gebouwd die om de hoek kan kijken.” Dat meldt cameraonderzoeker Ramesh Raskar van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Boston. Een om het hoekje gemaakte foto kan Raskar nog niet overleggen, maar zijn experimenten van de afgelopen maand zijn veelbelovend.

Hij heeft aangetoond dat het oppervlak van alledaagse objecten – een muur, een deur – een heel klein beetje te gebruiken is als een spiegel. Een gebrekkige spiegel weliswaar, maar met precieze meetapparatuur en complexe berekeningen valt uit de lichtstralen die ze weerkaatsten toch het begin van een beeld te reconstrueren.

Raskar schetst een toekomst waarin we via de stoeprand een beeld krijgen van een auto die om de hoek komt aanrijden. Waarin de internist met zijn colonoscoop voorbij de kronkels in onze darmen kijkt. Of waarin de brandweer een speciale camera gebruikt voor het opsporen van slachtoffers die verstopt zitten in ingestorte of brandende huizen.

Zo ver is het niet. Raskars camera verstuurt laserflitsen van een miljoenste van een miljardste van een seconde. Uit de weerkaatsing van die flitsen wordt een beeld van de omgeving gereconstrueerd.

Hij beschrijft het voorbeeld van een persoon die om de hoek verborgen zit in een kamer met een openstaande deur (zie illustratie boven). Als de laser flitst, gaat een heel klein deel van het licht via de deur de hoek om, wordt weerkaatst door de verdekt opgestelde persoon, en reist via de deur weer terug naar de camera. De kunst is om die zeer zwakke ‘lichtecho’ te detecteren in een zee van ruis. Want veruit het meeste licht gaat helemaal niet de hoek om, maar wordt direct verstrooid door de deur.

De nieuwe camera elimineert storend licht door rekening te houden met de lichtsnelheid en de afstand die een laserstraal moet afleggen voordat hij is teruggekaatst. Zo arriveert het felste licht, de straling die direct terugkaatst van de deur, ook als eerste bij de camera. Door de sluiter eerst een fractie van een seconde dicht te houden wordt deze storende factor geëlimineerd.

In een kleinschalige proefopstelling heeft Raskar twee gefiguurzaagde vogeltjes verstopt achter een plankje. Een tweede plankje fungeert als ‘spiegel’. De computermonitor vervormt de vogeltjes vooralsnog tot een onherkenbare streep. Maar in elk geval is duidelijk dat er daar om de hoek een object aanwezig is.

Door de vogeltjes tientallen keren met een laserstraal te beschieten moet de computer uiteindelijk een herkenbaar beeld reconstrueren. Daartoe moeten de algoritmen voor het selecteren en samenvoegen van de teruggekaatste laserstralen nog verder verbeterd worden.

De website van de BBC (www.bbc.co.uk) heeft een filmpje van het experiment met de vogeltjes. Zoek op ‘laser camera’.