Die Jagd nach den Gigapixeln

Durham (USA) – Kameras mit über zehn Millionen Bildpixeln stecken heute schon in Smartphones. Aber in ihren Laboren denken Entwickler bereits an Aufnahmen mit einer tausendfach höheren Auflösung. Diese Gigapixelbilder sollen nicht nur die Fotografie revolutionieren, sondern als wichtiges Werkzeug für Astronomen, in der Überwachungstechnik oder für Beobachtungen der Tierwelt dienen. Für diese Zwecke bauten Forscher nun eine Gigapixelkamera, die viel kleiner ist als ihre Vorgänger und zugleich günstiger aus bereits verfügbarer Elektronik zusammengesetzt wird.

Halbkugel aus Metall in einem Gestell, die Kugel besitzt viele Löcher, durch einen Teil davon ragen Drähte heraus.
Rückseite der Gigapixelkamera

„Unser Ziel ist eine Plattform für eine Superkamera mit einem bis 50 Gigapixeln“, sagt David Brady von der amerikanischen Duke University in Durham. Ihren Prototyp Aware-2 präsentieren die Forscher in der Zeitschrift „Nature“ präsentieren. Bis zu 220 Standard-Digitalkameras mit jeweils 14 Megapixeln ordneten die Forscher auf einem durchlöcherten Kugelsegment mit etwa einem halben Meter Durchmesser an. Als Linse dient eine kompakte gewölbte Linse. Diese fängt ein Motiv mit einem sehr weiten Blickwinkel von 120 Grad in der Breite und 40 Grad in der Höhe ein und reicht damit nahe an das vollständige Blickfeld eines Menschens heran.

Bis zu drei Bilder pro Minute konnten Brady und seine Kollegen mit ihrer Kamera etwa von der Größe eines Koffers schießen. Um dieses Tempo zu erreichen, konstruierten sie eine ausgeklügelte Elektronik, die die Daten jedes einzelnen Bildchips binnen Sekunden zu einem Gesamtbild vereinten. Ein wichtiger Aspekt bei der Entwicklung war zudem die effiziente Kühlung der Superkamera. Denn mit 430 Watt lieferten Bildchips und Elektronik während eines Schnappschusses so viel Wärme wie ein einzelner Flutlichtstrahler im Fußballstadium. 

„Wir erwarten, dass solche Kameras für Sicherheitszwecke, Veranstaltungen und Natur- und Umweltbeobachtungen in Kürze benutzt werden“, sagt Brady. Ein kommendes Kameramodell soll dazu auch Farbbilder in Gigapixelqualität aufnehmen. Denn bisher schießt der Prototyp nur Schwarz-Weiß-Bilder, um die Grenzen der Auflösung optimal ausloten zu können.