Взлёт бабочки на 1057 к/с: крылья с красивым узором — защитная оптическая иллюзия проти...
Взлёт бабочки на 1057 к/с: крылья с красивым узором — защитная оптическая иллюзия против птиц Учёные Эксетерского и Эссекского университетов в Великобритании сняли взлёт бабочек высокоскоростной камерой на 1057 кадров в секунду и объяснили, зачем им такие яркие крылья. В полёте узор работает как оптическая иллюзия: хищная птица видит движение совсем не там, куда на самом деле летит бабочка, и промахивается. Работа вышла в журнале Nature и лежит в открытом доступе. Загадка давняя: бабочку видно издалека, ядовитых среди европейских видов мало, а хищников, которые специализируются на ловле бабочек прямо в воздухе, — единицы. Как так вышло, долгое время оставалось загадкой, но на все вопросы ответила высокоскоростная съёмка. Как снимали: ⚬ Камера — высокоскоростная Chronos 1.4 канадской Kron Technologies, запись в RAW с разрешением 1280×1024 на скорости 1057 к/с. ⚬ Европейских бабочек ловили сачком в саду под Парижем и снимали на улице, в сетчатом вольере на фоне зелёного хромакея, с масштабной линейкой и колор-чекером X-Rite в кадре. Баночку с бабочкой ставили вверх дном и поднимали, когда та садилась на крышку, — дальше бабочка взлетала сама. После съёмки «моделей» отпускали. ⚬ В кадре пять видов: адмирал, махаон, зорька и два африканских — гиполимнас мисипп и парусник дардан. ⚬ RAW-видео перевели в последовательность DNG, отделили бабочку от фона и прогнали через компьютерную модель зрения мелкой птицы — лазоревки. Первое же видео удивило: модель «светилась» движением вниз, хотя бабочка поднималась вверх. Один из авторов признался, что сначала искал ошибку в коде — не перепутал ли верх и низ. Эффект похож на иллюзию парикмахерского столба: полосатый цилиндр крутится на месте, а кажется, что полосы ползут вверх. Крылья в полёте то схлопываются, то раскрываются, полосы на них меняют угол и хищнику мерещатся ложные направление и скорость. Решающий бросок птицы длится десятки миллисекунд, скорректировать его она уже не успевает — и промахивается или хватает бабочку за менее важную часть: задние крылья с «хвостиками». Дальше иллюзию проверили на узорах почти 400 европейских видов — она оказалась массовой. Сто добровольцев ловили виртуальных бабочек на сенсорном экране с частотой 240 Гц и тапали почти всегда позади цели. Далее генетический алгоритм, который с нуля «вывел» 57 600 узоров ради максимальной защиты виртуального насекомого, сам пришёл к рисункам, поразительно похожим на естественные. Съёмка со скоростью в тысячу с лишним кадров в секунду потребовалась неспроста: на 30 к/с бросок длиной в 30 мс умещается в один кадр, а на 1057 к/с — в три десятка. Смартфоны и большинство беззеркалок снимают слоу-мо на 120–240 к/с в Full HD, компакты вроде Sony RX100 умеют до 1000 к/с, но кадр там низкого разрешения — всего 1244×420 пикселей. Chronos 1.4 стоит от $4500 — для научного инструмента почти бюджетно: Phantom TMX 5010, о которой мы писали, стоила от $60 000. Свет на таких скоростях нужен в огромных количествах. Выдержка, чтобы заморозить взмах крыла, нужна 1/2000 и короче: это в 40 раз меньше света на кадр, чем у обычного видео на 1/50, — больше пяти ступеней. Поэтому такие съёмки делают при ярком солнце или под мощным светом без мерцания. В альбоме — взлёт адмирала на 1057 к/с, модель птичьего зрения, камера Chronos 1.4 и «эволюция» узоров. А вы снимали слоу-мо бабочек или птиц? На смартфон, беззеркалку или что-то посерьёзнее?