Probabil se întâmplă în fiecare minut al zilei: o fetiță cere să vadă fotografia pe care părintele ei tocmai a făcut-o. Astăzi, datorită smartphone-urilor și a altor camere digitale, putem vedea instantanee imediat, indiferent dacă vrem sau nu. Dar în 1944, când Jennifer Land, în vârstă de 3 ani, a cerut să vadă fotografia de vacanță în familie pe care tatăl ei tocmai o făcuse, tehnologia nu exista. Așa că tatăl ei, Edwin Land, a inventat-o.
Camera originală Polaroid a eliberat utilizatorii de la nevoia de a merge la o cameră întunecată pentru a-și dezvolta imaginile. (Lindsay Moe / Unsplash, CC BY) Trei ani mai târziu, după o mulțime de dezvoltări științifice, Land și Corporația sa Polaroid au realizat miracolul imagisticii aproape instantanee. Expunerea de film și hardware-ul de procesare sunt conținute în interiorul camerei; nu există nicio bătaie sau tampenie pentru fotograful care doar indică și trage și apoi urmărește imaginea materializându-se pe fotografie odată ce iese din camera foto.
Terenul este probabil cel mai cunoscut pentru „fotografia instantanee” sau progenitorul spiritual al selfie-ului omniprezent de astăzi. Camera sa Polaroid a fost lansată pentru prima dată în comerț în 1948 la locații de vânzare cu amănuntul și prețuri care vizau clasa de mijloc postbelică. Dar aceasta este doar una dintre o serie de descoperiri tehnologice Land inventate și comercializate, majoritatea centrate în jurul luminii și modul în care interacționează cu materialele. Tehnologia folosită pentru a arăta un film 3D și ochelarii pe care îi purtăm în teatru au fost posibile de Land și colegii săi. Camera de la bordul avionului spion U-2, prezentat în filmul Bridge of Spies, a fost un produs Land, așa cum au fost chiar și unele aspecte ale mecanicii avionului. De asemenea, a lucrat la probleme teoretice, bazându-se pe o înțelegere profundă atât a chimiei, cât și a fizicii.
Sunt un om de știință al viziunii, care a atins multe dintre domeniile în care Land a făcut mari progrese, prin propria mea lucrare la noi metode imagistice, tehnici de procesare a imaginilor și viziunea culorii umane. În calitate de primitor 2018 al Medaliei Land Edwin H., acordat de Optical Society of America și Society for Imaging Science and Technology, propria mea muncă se bazează pe inovațiile tehnologice ale Landului care au făcut imagistica modernă posibilă.
Controlul proprietăților luminii
Prima descoperire optică a lui Edwin Land a venit ca tânăr, când și-a dat seama de o metodă convenabilă și accesibilă pentru a controla una dintre proprietățile fundamentale ale luminii: polarizarea.
Vă puteți gândi la lumină ca unde se propagă dintr-o sursă. Majoritatea surselor de lumină produc un amestec de unde cu toate proprietățile fizice diferite, cum ar fi lungimea de undă și amplitudinea vibrațiilor. Lumina este considerată polarizată dacă amplitudinea variază într-o manieră constantă perpendiculară pe direcția în care se deplasează unda.
Un filtru polarizant poate bloca toate undele de lumină care nu se potrivesc cu orientarea sa. (Fouad A. Saad / Shutterstock.com) Având în vedere materialul potrivit pentru trecerea undelor de lumină, undele de lumină pot fi rotite în alt plan, încetinite sau blocate. Ochelarii 3D modern funcționează deoarece un ochi primește undele de lumină care vibrează de-a lungul planului orizontal, în timp ce celălalt ochi primește lumina care vibrează de-a lungul planului vertical.
Înainte de Land, cercetătorii au construit componente pentru a controla polarizarea din cristale de rocă, cărora li s-au atribuit nume și proprietăți aproape magice, deși au redus doar viteza sau amplitudinea undelor de lumină care călătoresc la orientări specifice. Terenul a creat „polarizatori” prin creșterea micilor cristale și înglobarea lor în foi de plastic, modificând lumina care trece în funcție de orientarea sa în raport cu rândurile de cristale. Polarizatorul său ieftin a făcut posibilă filtrarea fiabilă și practic a luminii, astfel încât numai lungimile de undă cu o anumită orientare să treacă.
Land a fondat Polaroid Corporation în 1937 pentru comercializarea noii sale tehnologii. Polarizatoarele sale de foi au găsit aplicații de la identificarea compușilor chimici până la ochelari de soare reglabili. Filtrele de polarizare au devenit standard în fotografie pentru a reduce strălucirea. Astăzi, principiile luminii polarizate sunt utilizate în majoritatea ecranelor pentru computere și telefoane mobile, pentru a îmbunătăți contrastul, a scădea strălucirea și chiar pentru a porni sau opri pixeli individuali.
Filtrele de polarizare îi ajută pe cercetători să vizualizeze structuri care s-ar putea să nu fie văzute altfel - de la trăsături astronomice la structuri biologice. În propriul meu domeniu de știință a vederii, imaginea de polarizare localizează clase de substanțe chimice, cum ar fi moleculele de proteine care se scurg din vasele de sânge în ochii bolnavi. Polarizarea este, de asemenea, combinată cu tehnici imagistice de înaltă rezoluție pentru a detecta deteriorarea celulară sub suprafața retinei reflectoare.
O nouă modalitate de a scoate datele
Înainte de zilele de captare digitală de mare viteză de date și afișaje de înaltă rezoluție la prețuri accesibile sau utilizarea de înregistrări video, fotografia Polaroid a fost metoda aleasă pentru a obține producție în multe laboratoare științifice. Experimentele sau testele medicale au avut nevoie de o ieșire grafică sau picturală pentru interpretare, deseori dintr-un osciloscop analog care a trasat o tensiune sau o schimbare de curent în timp. Osciloscopul a fost suficient de rapid pentru a surprinde caracteristicile cheie ale datelor, dar înregistrarea ieșirii pentru analize ulterioare a fost o provocare înainte de a veni camera instantanee Land.
Un exemplu obișnuit în știința vederii este înregistrarea mișcărilor oculare. Un studiu de cercetare raportat în 1960, a reprezentat lumina reflectată din ochiul în mișcare al observatorului pe un ecran osciloscop, care a fost fotografiat cu o cameră Polaroid montată - nu spre deosebire de camera foto Polaroid consumatoare, o familie ar putea scoate la o petrecere de ziua de naștere. Timp de zeci de ani, laboratoarele de cercetare și facilitățile medicale au folosit configurații constând dintr-o cameră Polaroid și o platformă de montare pentru a colecta semnale electrice afișate pe ecranele osciloscopului. Mărimile de format sunt mai puțin orbitoare comparativ cu rezoluțiile digitale moderne, dar au fost revoluționare la acea vreme.
Invențiile landului au dus la utilizarea pe scară largă a luminii polarizate pentru a caracteriza țesuturile și obiectele, ca în această imagine pseudo-coloră a retinei unui pacient diabetic care demontează structurile neregulate cauzate de edem. (Ann Elsner, CC BY-ND) În 1987, odată cu fondarea noului meu laborator de imagistică retiniană, nu a existat nicio metodă ieftină care să ofere rezultate de schimb ale imaginilor noastre noi. După câțiva ani în care ne-am străduit să obținem rezultate de înaltă calitate pentru conferințe și publicații, Polaroid Corporation a venit la salvarea noastră, cu donația unei imprimante, permițând contribuțiilor noastre științifice să ajungă la o audiență dincolo de laboratorul nostru.
Ochii nu sunt camere foto
Contribuțiile terenului depășesc brevetarea a peste 500 de inovații și inventarea produselor pe care milioane le-au achiziționat. Înțelegerea sa despre interacțiunea dintre lumină și materie a promovat noi modalități de caracterizare a substanțelor chimice cu lumina polarizată. Și a oferit informații despre funcționarea sistemului vizual uman care părea să sfideze legile fizicii, apărând ceea ce el a numit teoria Retinex a viziunii culorilor pentru a explica modul în care oamenii percep o gamă largă de culoare, fără ca lungimile de undă preconizate să fie prezente. în camera.
Imprimările rapide pot fi partajate și afișate. (Hillary Hartley, CC BY-SA) În ciuda strălucirii sale, Land Polaroid Corporation a reușit în cele din urmă perioade grele în deceniile de după moartea sa în 1991. Investit puternic în vânzările de filme, Polaroid nu a fost pregătit, deoarece toate nivelurile de pe piața imagistică au devenit digitale, cu toată lumea, de la fotografi consumatori la nivel înalt. terminarea imaginilor medicale și optice care abandonează filmul și prelucrarea.
Însă, mai degrabă decât să se afunde cu piața de film, Polaroid s-a reinventat cu produse noi care ar putea ajuta la producerea noii lumi a imaginilor digitale. Și într-un caz de istorie care se repetă, Polaroid și alți producători de camere instant se bucură de o popularitate reînnoită cu generațiile tinere care nu au avut nicio expunere la versiunile originale. La fel ca micuța Jennifer Land, mulți oameni astăzi își doresc încă o versiune tangibilă a imaginilor lor, chiar acum.
Acest articol a fost publicat inițial pe The Conversation.
Ann Elsner, profesor de optometrie, Universitatea Indiana
