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从显微镜下的细胞到望远镜中的星辰

文章来源: 新浪       发布时间:2019-05-15

一、我们的征途是星辰大海


1831年的6月,“小猎犬号”载着22岁的科技青年达尔文一行人登陆了加拉帕戈斯群岛,达尔文注意到了一只奇怪的小鸟,它小小的身体上顶着一个格外“粗壮”的喙,这个喙有多厉害呢?虽然大嘴地雀的体重只有33克,但是喙的咬合力按比例计算却是霸王龙的320倍。[1]


这种鸟就是大嘴地雀,这也是它首次被人类发现。与此同时,达尔文发现大嘴地雀在加拉帕戈斯群岛上还有15种亲戚,但是它们的喙的大小形状却各不相同。他对这种现象进行了更加深入的研究,最终发表了巨著《物种起源》。可以说正是达尔文对自然的细微观察,才打开了生物进化研究的锁匙。


从显微镜下的细胞到望远镜中的星辰


从达尔文第一次登上加拉帕戈斯群岛到现在,人们对世界的探知已经跨过了一百多年的时光鸿沟,多年的科技发展让现代人对世界的探索要比达尔文时代更加便利。相比当时需要一笔一画勾勒生物标本的特征和线条,现在我们用一台手机就能轻松记录世间百态,甚至能够通过10倍混合光学变焦技术,清晰记录远距离的拍摄对象。不信?那就来看看我们布置的这一片“星辰大海”,体验新技术带来的混合光学变焦成像效果。


二、多远都能拍得清晰是怎么做到的?


人类不止热衷于观察眼前的事物,探索世界的视野也一直在延展。


科技的重大飞跃,带来了狙击枪瞄准镜和天文望远镜,让人们看的越来越远。虽然看的对象不同,最终成像的位置也不同,但是瞄准镜和长焦镜头的成像原理却是一样的,都是通过一片(组)或几片(组)光学元件,使入射光线发生偏折,汇聚于某一个平面并清晰成像。


从显微镜下的细胞到望远镜中的星辰


可是怎么才能在清晰的基础上,还能把镜头中的物体放大呢?这还不简单,拧镜身上的变焦环呗。这个镜头缩短变长的过程,就是老司机们口中的光学变焦。在拍摄或观察的过程中,可以通过移动镜片来调整视角和焦距,放大/缩小需要拍摄的景物。


光学变焦倍数越大,远处的景物就能被拍得越大。所以高倍瞄准镜和一些的相机镜头非常长,内部的镜片的移动拥有“四室两厅”的超大空间,感光元件从被摄体中直接感光并形成影像,而没有经过其他任何的电子放大处理,实现更大变焦倍数的同时也能拍得清楚。


无论是瞄准镜还是长焦镜头,为了追求多倍放大的最终清晰成像效果,光学元件之间的阵列结构都是非常重要的。如果元件之间排列不开或者太紧凑,那么光学变焦也不能实现。这也是为什么在用手机直接拍照时,效果的确蛮好的,但如果两个手指一拉近拍摄对象,画质就变得非常模糊。这时只能通过设备的“数码变焦”剪裁、放大图片和像素来实现拍摄对象的放大,弥补不能光学变焦的遗憾。


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