Исследовательская группа Института национальных научных исследований (INRS) под руководством профессора Жиньян Ляна разработала технологию для сверхскоростной трёхмерной визуализации. Система C-BLIP (профилометрия с хроматически ограниченным полосой освещением) снимает до 150 000 кадров в секунду. Работа, опубликованная в журнале Nature Communications, устанавливает новый рекорд скорости в профилометрии.
Технология предназначена для наблюдения за быстрыми и трудно воспроизводимыми процессами. Её потенциальные области применения включают механику, аэродинамику, микрофлюидику, испытания материалов при высоких скоростях и аддитивное производство.
Наблюдение за быстрыми процессами
С помощью C-BLIP исследователи запечатлели и измерили столкновение снаряда с лопаткой турбовентиляторного двигателя, аэродинамику падающего кленового семени-крылатки и колебания мембраны громкоговорителя. Команда из Исследовательского центра энергетики, материалов и телекоммуникаций INRS также показала, что система выявляет ультразвуковые колебания поверхности объекта и позволяет извлекать из них акустическую информацию.
По словам руководителя работы Жиньяна Ляна, технология позволяет непрерывно снимать быстрые, неповторяющиеся трёхмерные явления и количественно их анализировать. Лян — профессор INRS и обладатель Канадской исследовательской кафедры по сверхскоростной вычислительной визуализации.
Более доступная система
Существующие системы сверхскоростной 3D-визуализации могут ограничиваться скоростью съёмки, сложностью вычислительной реконструкции изображений и высокой стоимостью специализированного оборудования. В C-BLIP применены сравнительно недорогая оптическая схема, безопасное для глаз светодиодное освещение и облегчённый метод реконструкции.
Первый автор исследования, постдокторант INRS в области энергетики и материаловедения Чэн Цзян, отметил, что система позволила визуализировать ультразвуковые колебания и восстановить произнесённое сообщение по этим колебаниям. Сейчас команда оптимизирует систему, в том числе интегрируя обработку с ускорением на GPU; в перспективе это может обеспечить визуализацию в реальном времени.
Исследование выполнено при поддержке Совета по естественным наукам и инженерным исследованиям Канады (грант RGPIN-2024-05551), программы Canada Research Chairs (CRC2022-00119), кафедры INRS по нанобиофотонике, Фонда исследований Квебека — природы и технологий (грант 203345, Центр оптики, фотоники и лазеров), а также Mitacs — программ Business Strategy Internship и Globalink Research Internship.
Статья Чэна Цзяна и Жиньяна Ляна «Ultrahigh-speed chromatically band-limited illumination profilometry» опубликована в Nature Communications, том 17, статья 11567 (2026). DOI: 10.1038/s41467-026-78478-w.
INRS — университет Квебека, специализирующийся на исследованиях и последипломном образовании в стратегических областях. Он основан в 1969 году и включает пять междисциплинарных исследовательских и учебных центров в Квебек-Сити, Монреале, Лавале, Варенне и Шарлевуа. Направления работы центров: вода, Земля и окружающая среда; энергетика, материалы и телекоммуникации; урбанизация, культура и общество; здоровье и биотехнологии Армана-Фрапье; устойчивое развитие сельских территорий. С 2005 года INRS входит в Pasteur Network. В университете учатся и работают около 1 500 студентов, постдокторантов, преподавателей и сотрудников.
