一個比藍鯨還長的精致漂流者，色彩繽紛的古老珊瑚花園充滿生機，高聳的巖石煙囪噴出熱騰騰的富含礦物質(zhì)的水——深海是令人驚嘆的動物和棲息地的家園。

MBARI遙控車輛(ROV)上的高清或高清攝像機記錄了數(shù)千小時的視頻，幫助該研究所的研究團隊拼湊出地球上最大但探索最少的生活空間的奧秘。

現(xiàn)在，MBARI和DeepSea Power&Light之間的合作提供了在海面以下數(shù)千米處以4K超高清(UHD)分辨率捕獲視頻的工具。

“看到4K成像的迅速采用，并認識到提高分辨率為我們的研究團隊帶來的科學價值，MBARI開始評估在4年將ROV上的高清攝像頭系統(tǒng)升級到2018K的機會，”MBARI電氣工程師Mark Chaffey解釋道。“我們與DeepSea Power&Light合作開發(fā)的新型MxD SeaCam以驚人的細節(jié)捕捉了深海中的生命。

視頻是MBARI寶貴而獨特的資源。

在34年的深海研究中，MBARI的ROV已經(jīng)記錄了5，800多次潛水。整個研究所的研究小組挖掘了超過27，600小時的視頻的相關檔案，以了解深海。視頻對于教育和外展也很重要。ROV Ventana，Tiburon(現(xiàn)已退休)和Doc Ricketts錄制的圖像和視頻在MBARI的社交媒體平臺上共享，并在世界各地的出版物，制作和展覽中展示。

“在MBARI，我們對ROV捕獲的所有視頻進行注釋，并將這些發(fā)現(xiàn)永久存檔到我們獨一無二的視頻注釋和參考系統(tǒng)(VARS)中。隨著我們積累這些非常有價值的細節(jié)，更大的圖景開始變得更加清晰，并豐富了我們對深海動物不同群落、它們棲息的環(huán)境以及事物如何隨著時間的推移而變化的理解，“視頻實驗室經(jīng)理 Nancy Jacobsen Stout 解釋道。“當然，這種令人驚嘆的圖像簡直令人著迷，我們喜歡與公眾分享這些靈感。

MBARI視頻成像能力的最后一次重大進步是在20多年前，當時該研究所過渡到高清電視格式的錄制 - 1080i分辨率，或1920 x 1080像素。更高的質(zhì)量使研究人員能夠更好地記錄深海動物和環(huán)境。隨著全球視頻成像現(xiàn)在向4K分辨率過渡，MBARI看到了開發(fā)相機系統(tǒng)的令人興奮的機會，該系統(tǒng)充分利用了這種格式提供的更高分辨率，色彩再現(xiàn)，動態(tài)范圍和幀速率。該團隊選擇了廣播級質(zhì)量的 4K UHD 格式，像素分辨率為 3840 x 2160，分辨率恰好是高清的四倍。

MBARI的使命是推進海洋科學和技術，以了解不斷變化的海洋，并將這些知識傳播給整個社區(qū)。與成熟的商業(yè)供應商合作有助于MBARI將技術創(chuàng)新轉移到全球市場。2019年4月，MBARI聘請DeepSea Power & Light開發(fā)新的水下<>K相機。DeepSea Power & Light在壓力玻璃攝像機圓頂方面擁有豐富的經(jīng)驗，并了解為MBARI的深潛ROV開發(fā)相機所面臨的挑戰(zhàn)。

“創(chuàng)建最高質(zhì)量的新型深海攝像機系統(tǒng)具有重大的技術挑戰(zhàn)和風險!”Chaffey說。

設計深水 4K 攝像機需要仔細考慮在極端條件下的操作——深海是一個嚴酷的環(huán)境，寒冷且承受著壓抑的壓力。由于MBARI的ROV每年進行數(shù)百次潛水，因此可靠性也很重要。

實現(xiàn)相機的性能目標需要一個大而精密的光學半球端口，該端口比當時可用于這些深度的任何商用外殼都要大。DeepSea Power & Light團隊擁有成功生產(chǎn)新型深水外殼所需的仿真、制造和驗證專業(yè)知識和工具。

DeepSea Power & Light聘請Fathom Imaging提供光學設計，這對于實現(xiàn)4K格式的全部功能至關重要。為了在相機的長焦和焦距范圍內(nèi)實現(xiàn)高分辨率和低失真的圖像目標，F(xiàn)athom Imaging的任務是設計定制的光學適配器。

“每個合作伙伴的專業(yè)領域都解決了三大技術挑戰(zhàn)：包裝相機、設計必要的光學鏡頭以及設計深海壓力外殼和玻璃圓頂系統(tǒng)，”Chaffey 解釋道。

在過去的兩年里，相機雄心勃勃的設計逐漸形成。此次合作的成果是MxD SeaCam，這是首創(chuàng)的4K水下成像系統(tǒng)。

MxD SeaCam相機于2021年秋季首次部署在MBARI的ROV Ventana上進行了一系列測試潛水。該相機現(xiàn)在正積極用于MBARI的另一個ROV，Doc Ricketts的科學操作。使用MxD SeaCam的前幾次探險已經(jīng)證明是有益的，提供了高質(zhì)量的視頻來推動MBARI的研究。

“4K為我們研究我們研究的動物的結構提供了更高的分辨率，特別是透明物種，”研究中水生命的MBARI高級科學家Bruce Robison說。眾所周知，生活在這片廣闊水域深處和遠在海底之上的生物都很難拍攝。“4K讓我們可以看到這些動物如何組合在一起的細節(jié)，以及所有單獨的部分如何單獨和一起工作。

在十一月的一次探險中，羅賓遜和他的團隊有幸用4K錄制了罕見的巨型幻影果凍(Stygiomedusa gigantea)。這個令人驚嘆的物種超過一米(約三英尺)，尾隨10米(33英尺)長的口腔手臂。它太大而無法收集，因此研究人員依靠視頻觀察來研究其自然歷史，行為和生態(tài)。

MBARI視頻實驗室的高級研究技術員Kyra Schlining加入了Robison的探險之旅。她回憶起與冥河美杜莎的遭遇，“當我們近距離掃描它時，它看起來鈴鐺的外部和手臂都覆蓋著線蟲。這些細節(jié)在4K中變得更加明顯。我們可以放大到的水平確實令人驚嘆。

除了提供對深海動物和棲息地的詳細觀察外，MBARI的科學家們還對更高分辨率和強大的變焦功能如何改善他們的研究感到興奮。“由于高分辨率，我們可以遠離我們正在調(diào)查的動物，比我們以前的高清攝像機更遠，”羅賓遜說。“這很重要，因為我們與動物的接近可能會偏向它們的行為，所以我們可以離得越遠并且仍然看得很清楚越好。

MxD SeaCam 攝像機為深海提供了令人興奮的新視野。這臺相機拍攝的鏡頭不僅有望推動研究，還有望推動教育。圖像是傳達深海之美和重要性并與公眾分享那里的科學知識和發(fā)現(xiàn)的最有力方式。

MBARI的4K視頻將在該研究所的教育和保護合作伙伴蒙特利灣水族館即將舉行的展覽中展出。進入深海：探索我們未被發(fā)現(xiàn)的海洋將把游客帶入地球上最大的生活空間，講述生活在那里的生物的故事，以及照亮我們星球最后未開發(fā)范圍的人和發(fā)現(xiàn)。新展覽將于 9 年 2022 月 4 日開幕，將讓參觀者與深海動物面對面，并展示 MBARI 視頻，包括新的和從未見過的 <>K 鏡頭。

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