Máy ảnh tùy chỉnh quay video 4K lên tới 2,5 dặm dưới biển

Nếu gần đây có vẻ như cảnh quay về các sinh vật biển sâu ngoạn mục hơn, thì đó là bởi vì nó là như vậy. Viện Nghiên cứu Thủy cung Vịnh Monterey (MBARI) gần đây đã cập nhật máy ảnh biển sâu của mình để ghi lại cảnh quay 4K ở độ sâu đáng kinh ngạc.

MBARI đã sử dụng camera Full HD 1080p trong nhiều năm để ghi lại hàng ngàn giờ video nhằm nghiên cứu các sinh vật sống ở độ sâu 13.100 feet (gần 2,5 dặm) dưới bề mặt. Năm ngoái, viện nghiên cứu đã hợp tác với DeepSea Power & Light để nâng cấp hệ thống camera để sử dụng trên MBARI dưới nước ROVs Ventana và Doc Ricketts .

Máy ảnh biển sâu có độ phân giải cao tùy chỉnh

Video cực kỳ quan trọng đối với nỗ lực nghiên cứu của MBARI. Viện nghiên cứu cho biết trong 34 năm hoạt động nghiên cứu biển sâu, các ROV của họ đã ghi lại hơn 5.800 lần lặn và quay hơn 27.600 giờ video.

Video HD đã được thêm vào ROV của MBARI vào 20 năm trước – với việc bổ sung độ phân giải 1080i – nhưng 4K đã nhanh chóng trở thành một tiêu chuẩn và nhóm đã bắt đầu nghiên cứu cách thêm độ phân giải nâng cao vào các sản phẩm thủ công dưới nước của mình kể từ năm 2018.

“Nhận thấy sự áp dụng nhanh chóng của hình ảnh 4K và nhận ra giá trị khoa học mà độ phân giải tăng lên mang lại cho nhóm nghiên cứu của chúng tôi, MBARI đã bắt đầu đánh giá các cơ hội để nâng cấp hệ thống camera HD trên ROV của chúng tôi lên 4K vào năm 2018,” Kỹ sư điện MBARI Mark Chaffey giải thích . “MxD SeaCam mới mà chúng tôi đã phát triển với DeepSea Power & Light ghi lại cuộc sống dưới đáy biển sâu với độ chi tiết đáng kinh ngạc”.

Các kỹ sư của MBARI đã hoàn thành khâu lắp ráp và hiệu chỉnh cuối cùng của các thành phần quang học trong máy ảnh MxD SeaCam 4K. Tại đây, Kỹ sư điện của MBARI Paul Roberts chuẩn bị thiết lập thử nghiệm căn chỉnh trên băng ghế quang học. | Hình ảnh: Mark Chaffey © 2021 MBARI

Hệ thống camera mới hiện có thể quay 4K UHD có độ phân giải gấp bốn lần video Full HD ở 3840 x 2160 pixel. Đúng như dự đoán, việc gắn máy ảnh 4K vào ROV dưới nước không hoàn toàn đơn giản, vì áp lực khổng lồ ở độ sâu mà nhóm muốn khám phá sẽ đè bẹp các hệ thống máy ảnh RAWng thường. MBARI đã chọn làm việc với DeepSea Power & Light vì nhóm có nhiều kinh nghiệm với các mái vòm camera bằng kính có thể chịu được các loại áp lực được tìm thấy dưới đáy biển sâu.

“Việc thiết kế một máy ảnh 4K nước sâu đòi hỏi sự cân nhắc kỹ lưỡng về việc hoạt động trong các điều kiện khắc nghiệt – biển sâu là một môi trường không khoan nhượng, lạnh giá và chịu nhiều áp lực. Vì các ROV của MBARI thực hiện hàng trăm lần lặn mỗi năm nên độ tin cậy cũng rất quan trọng, ”MBARI giải thích.

“Để đạt được các mục tiêu về hiệu suất cho máy ảnh yêu cầu một cổng vòm quang học lớn, chính xác, lớn hơn bất kỳ nhà ở thương mại nào có sẵn cho các độ sâu này vào thời điểm đó. Nhóm DeepSea Power & Light có chuyên môn và các công cụ để mô phỏng, sản xuất và xác nhận cần thiết để sản xuất thành công một nhà ở nước sâu mới lạ. ”

DeepSea Power & Light đã làm việc với Fathom Imaging về thiết kế quang học của ống kính đặt trước máy ảnh biển sâu. Mục tiêu của MBARI về hình ảnh có độ phân giải cao nhưng độ méo thấp trên phạm vi chụp xa mong muốn của máy ảnh có nghĩa là phải tạo ra một adapter quang học riêng.

MxD SeaCam, một cột mốc quan trọng về máy ảnh dưới đáy biển

Sau khi chạy thử nghiệm trên ROV Ventana, MxD SeaCam hiện đã được lắp đặt trên ROV Doc Ricketts của MBARI (hình trên), một phương tiện có khả năng lặn sâu 4.000 mét (13.100 feet). | Hình ảnh: Mark Chaffey © 2021 MBARI

Kết quả của những nỗ lực này là MxD SeaCam: hệ thống hình ảnh 4K dưới nước đầu tiên của loại hình này.

MxD SeaCam lần đầu tiên được triển khai trên Ventana cho một loạt các cuộc lặn thử nghiệm vào mùa thu năm 2021 trước khi được gắn vào Doc Ricketts cho các hoạt động khoa học tích cực. MBARI cho biết vài cuộc thám hiểm đầu tiên với nó đã được chứng minh là bổ ích.

“4K mang lại cho chúng tôi độ phân giải cao hơn nhiều để nghiên cứu cấu trúc của các loài động vật mà chúng tôi điều tra, đặc biệt là các loài trong suốt,” Nhà khoa học cấp cao của MBARI Bruce Robison, người nghiên cứu sự sống ở vùng nước trung lưu cho biết. “4K cho phép chúng tôi xem chi tiết tốt về cách những con vật này được ghép lại với nhau và cách tất cả các bộ phận riêng lẻ hoạt động, riêng lẻ và cùng nhau.”

Một đoạn video được quay bằng hệ thống máy ảnh mới có thể quen thuộc, vì đây là một trong những đoạn video ngoạn mục hơn được quay dưới biển trong một thời gian: con sứa ma khổng lồ hiếm thấy , được đăng trên vào tháng 12.

Giờ đây, độ phân giải tăng lên cho phép MBARI quay video chi tiết cũng như trích xuất ảnh tĩnh có độ phân giải cao hơn bao giờ hết.

“Máy ảnh MxD SeaCam cung cấp tầm nhìn mới thú vị xuống biển sâu. Các cảnh quay được camera này hứa hẹn không chỉ thúc đẩy nghiên cứu mà còn cả giáo dục, ”MBARI nói. “Hình ảnh là cách mạnh mẽ nhất để truyền đạt vẻ đẹp và tầm quan trọng của biển sâu cũng như chia sẻ kiến ​​thức và khám phá khoa học được thực hiện ở đó với công chúng.”

Các video clip được quay bằng MxD SeaCam có thể được coi là một phần của triển lãm Into the Deep sắp tới tại Thủy cung Vịnh Monterey, khai mạc vào ngày 9 tháng 4.

Tín dụng hình ảnh: Tất cả các hình ảnh của MBARI .