Ramesh Raskar : Une imagerie à un trillion d'images par seconde
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0:01 - 0:07Doc Edgerton nous a impressionnés et intrigués
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0:07 - 0:12avec cette photo d'une balle qui transperce une pomme,
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0:12 - 0:17en un temps de pose d'un millionième de seconde.
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0:17 - 0:24Maintenant, 50 ans plus tard, nous pouvons aller un million de fois plus vite
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0:24 - 0:28et voir le monde non pas à un million
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0:28 - 0:30ou un milliard,
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0:30 - 0:33mais un trillion d'images par seconde.
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0:33 - 0:38Je vous présente un nouveau type de photographie,
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0:38 - 0:40la femto-photographie,
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0:40 - 0:44une nouvelle technique d'imagerie tellement rapide
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0:44 - 0:49qu'elle peut créer une vidéo au ralenti de la lumière en mouvement.
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0:49 - 0:52Avec ça, nous pouvons créer des appareils photo
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0:52 - 0:54qui peuvent regarder dans les coins,
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0:54 - 0:56derrière la ligne de vision
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0:56 - 1:01ou voir à l'intérieur de notre corps sans rayons X,
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1:01 - 1:06et vraiment défier notre conception d’un appareil photo.
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1:06 - 1:10Si je prends un pointeur laser et je l'allume et je l'éteins
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1:10 - 1:12dans l'espace d'un trillion de secondes,
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1:12 - 1:15ce qui représente plusieurs femtosecondes,
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1:15 - 1:18je crée un paquet de photons
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1:18 - 1:20d’à peine un millimètre de largeur,
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1:20 - 1:23et ce paquet de photons, cette balle,
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1:23 - 1:25voyagera à la vitesse de la lumière,
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1:25 - 1:29et, encore une fois, un million de fois plus vite qu'une balle ordinaire.
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1:29 - 1:34Si vous prenez cette balle et ce paquet de photons
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1:34 - 1:37et que vous tirez dans cette bouteille,
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1:37 - 1:42comment ces photons iront-ils se fracasser dans cette bouteille ?
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1:42 - 1:46A quoi ressemble la lumière au ralenti ?
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2:06 - 2:10Tout l'évènement ... (Applaudissements)
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2:10 - 2:14(Applaudissements)
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2:14 - 2:17Rappelez-vous, tout l'évènement
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2:17 - 2:20se déroule en fait en moins d’une nanoseconde,
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2:20 - 2:22c'est la vitesse de la lumière,
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2:22 - 2:27mais je ralentis la vidéo de 10 milliards de fois
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2:27 - 2:30pour que vous puissiez voir la lumière en mouvement.
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2:30 - 2:35Coca-Cola n'a pas sponsorisé cette recherche. (Rires)
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2:35 - 2:37Il se passe beaucoup de choses dans cette vidéo,
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2:37 - 2:39je vais donc la décomposer et vous montrer ce qui se passe.
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2:39 - 2:43L'impulsion rentre dans la bouteille, notre balle,
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2:43 - 2:45avec un paquet de photons qui commence à la traverser
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2:45 - 2:47et commence à se disperser à l'intérieur.
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2:47 - 2:49De la lumière s'échappe, va sur la table,
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2:49 - 2:52et vous commencez à voir cette ondulation.
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2:52 - 2:55Une grande partie des photons arrivent finalement au bouchon
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2:55 - 2:58et ensuite ils explosent dans toutes les directions.
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2:58 - 3:00Vous voyez, il y a une bulle d'air,
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3:00 - 3:01et elle rebondit à l'intérieur.
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3:01 - 3:04Pendant ce temps, l'ondulation se déplace sur la table,
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3:04 - 3:06et à cause du reflet en haut,
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3:06 - 3:09vous voyez à l'arrière de la bouteille, après plusieurs images,
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3:09 - 3:12les reflets se concentrent.
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3:12 - 3:18Si vous prenez une balle ordinaire
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3:18 - 3:22et vous lui faites parcourir la même distance et vous ralentissez la vidéo
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3:22 - 3:24à nouveau d'un facteur de 10 milliards, savez-vous
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3:24 - 3:30combien de temps il vous faudrait rester assis pour regarder la vidéo ?
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3:30 - 3:34Une journée, une semaine ? En fait, un an.
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3:34 - 3:38Ce serait un film très ennuyeux, (Rires)
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3:38 - 3:42d'une balle ordinaire qui se déplace lentement.
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3:42 - 3:47Et si nous prenions une nature morte ?
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3:53 - 3:58A nouveau vous voyez les ondes inonder la table,
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3:58 - 4:01la tomate et le mur à l'arrière.
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4:01 - 4:05C’est un peu comme lancer un caillou dans un étang.
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4:07 - 4:11J’ai pensé : c’est ainsi que la nature représente une photo,
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4:11 - 4:14une image- femto à la fois,
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4:14 - 4:19mais bien sûr, nos yeux voient une composition intégrale.
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4:19 - 4:22Mais si vous regardez encore une fois la tomate,
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4:22 - 4:25vous remarquerez que pendant que la lumière inonde la tomate,
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4:25 - 4:28elle continue de luire. Elle ne devient pas sombre.
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4:28 - 4:31Pourquoi ? Parce que la tomate est mûre,
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4:31 - 4:33et la lumière rebondit à l’intérieur de la tomate,
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4:33 - 4:38et en ressort plusieurs trillions de secondes plus tard.
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4:38 - 4:40A l’avenir, quand cet appareil photo femto
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4:40 - 4:42sera dans votre portable,
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4:42 - 4:44vous pourrez aller dans un supermarché
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4:44 - 4:48et vérifier si les fruits sont murs sans les toucher.
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4:48 - 4:54Comment mes collègues au MIT ont-ils créé cet appareil photo ?
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4:54 - 4:55En tant que photographes, vous savez,
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4:55 - 5:00si vous prenez une photo avec un temps de pose très court, vous capturez très peu de lumière,
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5:00 - 5:02mais nous irons un milliard de fois plus vite
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5:02 - 5:04que l’exposition la plus courte que vous utilisez,
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5:04 - 5:05nous capturerons à peine la lumière.
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5:05 - 5:07En fait, nous envoyons la balle,
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5:07 - 5:10ces paquets de photos, des millions de fois,
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5:10 - 5:13en enregistrant encore et encore avec une synchronisation très ingénieuse,
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5:13 - 5:15nous rassemblons informatiquement
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5:15 - 5:17ces giga-octets de données,
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5:17 - 5:21pour créer les vidéos-femto que je vous ai montrées.
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5:21 - 5:23Nous pouvons prendre toutes les données brutes
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5:23 - 5:26et les traiter de façon intéressante.
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5:26 - 5:28Superman peut voler.
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5:28 - 5:30D’autres héros peuvent devenir invisibles,
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5:30 - 5:35mais que diriez-vous d’un nouveau pouvoir pour un futur superhéro :
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5:35 - 5:38voir dans les coins ?
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5:38 - 5:43L’idée est de projeter la lumière sur la porte.
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5:43 - 5:45Elle rebondira, elle entrera dans la pièce,
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5:45 - 5:48une partie sera réfléchie sur la porte,
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5:48 - 5:49et à nouveau vers l’appareil photo,
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5:49 - 5:53et nous pourrions exploiter ces multiples rebondissements de la lumière.
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5:53 - 5:55Ce n’est pas de la science-fiction. Nous l’avons vraiment construit.
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5:55 - 5:57Sur la gauche, vous voyez notre appareil photo femto.
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5:57 - 6:00Il y a un mannequin caché derrière le mur,
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6:00 - 6:03et nous allons faire rebondir la lumière sur la porte.
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6:03 - 6:05Apres la publication de notre article
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6:05 - 6:07sur Nature Communications,
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6:07 - 6:09il a été repris par Nature.com,
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6:09 - 6:11et ils ont créé cette animation.
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6:11 - 6:18(Musique)
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6:18 - 6:21Nous allons tirer ces balles de lumière,
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6:21 - 6:24qui vont heurter ce mur,
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6:24 - 6:27et parce que le paquet de photons,
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6:27 - 6:29se dispersera dans toutes les directions,
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6:29 - 6:32et certains atteindront le mannequin caché,
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6:32 - 6:34qui à son tour dispersera la lumière,
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6:34 - 6:38et à nouveau la porte renverra
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6:38 - 6:40une partie de cette lumière dispersée,
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6:40 - 6:43et une minuscule fraction de photons
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6:43 - 6:45reviendra vers l’appareil photo, mais plus intéressant encore,
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6:45 - 6:49ils arriveront tous à différents intervalles de temps.
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6:49 - 6:54(Musique)
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6:54 - 6:56Et puisque nous avons un appareil photo aussi rapide,
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6:56 - 6:59notre appareil photo femto a des capacités uniques.
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6:59 - 7:02Il a une très bonne résolution,
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7:02 - 7:06et il peut voir le monde à la vitesse de la lumière.
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7:06 - 7:09De cette manière, nous connaissons les distances, jusqu'à la porte,
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7:09 - 7:11mais aussi jusqu'aux objets cachés,
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7:11 - 7:13mais nous ne savons pas quel point correspond
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7:13 - 7:15à quelle distance.
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7:15 - 7:18(Musique)
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7:18 - 7:22En projetant un laser nous pouvons enregistrer une photo brute qui,
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7:22 - 7:25vue à l’écran, n’a aucun sens,
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7:25 - 7:27mais ensuite nous prenons beaucoup de photos comme celle-ci,
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7:27 - 7:29des dizaines de photos de ce genre, nous les assemblons,
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7:29 - 7:32et nous essayons d’analyser les multiples rebondissements de la lumière,
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7:32 - 7:35et de là, pouvons-nous voir les objets cachés ?
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7:35 - 7:38Pouvons-nous le voir entièrement en 3D ?
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7:38 - 7:41Voilà donc notre reconstruction. (Musique)
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7:41 - 7:44(Musique)
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7:44 - 7:53(Musique) (Applaudissements)
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7:53 - 7:55Il nous faudra encore du temps avant
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7:55 - 7:58de sortir tout ceci du labo, mais à l’avenir,
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7:58 - 8:01nous pourrons créer des voitures qui évitent les accrochages
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8:01 - 8:03avec ce qui est derrière un virage,
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8:03 - 8:07ou nous pourrons chercher des survivants dans des conditions dangereuses
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8:07 - 8:12en regardant la lumière renvoyée à travers des fenêtres ouvertes,
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8:12 - 8:14ou nous pouvons construire des endoscopes qui voient
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8:14 - 8:17à l’intérieur de notre corps autour des occlusions,
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8:17 - 8:19et aussi pour les cardioscopes.
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8:19 - 8:22Mais bien sûr, à cause des tissus et du sang,
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8:22 - 8:24c’est assez difficile, donc c’est vraiment un appel
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8:24 - 8:27aux chercheurs pour qu’ils commencent à penser à la femto-photographie
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8:27 - 8:30en tant que nouvelle solution d’imagerie pour résoudre
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8:30 - 8:33les problèmes d’imagerie médicale de la prochaine génération.
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8:33 - 8:37Comme pour Doc Edgerton, lui-même scientifique,
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8:37 - 8:42la science est devenu un art de la photographie ultra-rapide,
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8:42 - 8:46et je me suis rendu compte que tous les giga-octets de données
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8:46 - 8:48que nous recueillons à chaque fois
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8:48 - 8:51ne sont pas uniquement pour l’imagerie scientifique, nous pouvons faire aussi
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8:51 - 8:55une nouvelle forme de photographie informatique
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8:55 - 8:59avec intervalles de temps et code couleur,
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8:59 - 9:02et nous regardons ces ondulations. Rappelez-vous,
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9:02 - 9:04le temps qui passe entre chaque ondulation est seulement
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9:04 - 9:09de quelques milliardièmes de seconde.
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9:09 - 9:11Mais il y a aussi une chose amusante.
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9:11 - 9:13Quand vous regardez ces ondulations sous le bouchon,
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9:13 - 9:17les ondulations s’éloignent de nous.
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9:17 - 9:19Les ondulations devraient se rapprocher de nous.
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9:19 - 9:21Qu’est-ce qui se passe ?
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9:21 - 9:23Il s’avère que, vu que nous sommes en train d’enregistrer
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9:23 - 9:27quasiment à la vitesse de la lumière,
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9:27 - 9:29nous avons des effets bizarres,
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9:29 - 9:33et Einstein aurait adoré voir cette photo.
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9:33 - 9:36L’ordre dans lequel les choses se passent dans le monde
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9:36 - 9:41apparaissent parfois dans l’appareil photo dans l’ordre inverse,
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9:41 - 9:44aussi en appliquant les décalages temporels et spatiaux correspondants
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9:44 - 9:48nous pouvons corriger cette distorsion.
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9:48 - 9:53Que ce soit pour photographier dans des coins,
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9:53 - 9:57ou pour créer la prochaine génération d’imagerie médicale,
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9:57 - 10:00ou pour créer de nouvelles visualisations,
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10:00 - 10:03puisque notre invention est open-source,
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10:03 - 10:07toutes les données et les détails sont sur notre site, nous souhaitons
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10:07 - 10:14que la communauté des bricoleurs, la communauté des créatifs et des chercheurs
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10:14 - 10:17nous montre qu’il faut qu’on arrête d’être obsédé
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10:17 - 10:21par les mégapixels des appareils photo, (Rires),
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10:21 - 10:26et qu'on commence à se concentrer sur la prochaine dimension d’imagerie.
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10:26 - 10:30Il est grand temps. Merci. (Applaudissements)
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10:30 - 10:40(Applaudissements)
- Title:
- Ramesh Raskar : Une imagerie à un trillion d'images par seconde
- Speaker:
- Ramesh Raskar
- Description:
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Ramesh Raskar présente la femto-photographie, un nouveau genre d’imagerie tellement rapide qu’elle montre le monde à 1 trillion d'mages par seconde, tellement détaillée qu’elle montre la lumière en mouvement. Cette technologie pourrait un jour être utilisée pour des appareils photo qui peuvent regarder « dans» les coins ou voir à l’intérieur du corps sans rayons X.
- Video Language:
- English
- Team:
- closed TED
- Project:
- TEDTalks
- Duration:
- 11:02
Anna Cristiana Minoli approved French subtitles for Imaging at a trillion frames per second | ||
Elisabeth Buffard accepted French subtitles for Imaging at a trillion frames per second | ||
Elisabeth Buffard commented on French subtitles for Imaging at a trillion frames per second | ||
Elisabeth Buffard edited French subtitles for Imaging at a trillion frames per second | ||
Elisabeth Buffard edited French subtitles for Imaging at a trillion frames per second | ||
Anna Cristiana Minoli added a translation |