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esponjas y corales MBARI

La MxD SeaCam es el primer sistema de imágenes submarinas 4K de su clase

Un delicado drifter que crece más que una ballena azul, coloridos jardines de antiguos corales llenos de vida, imponentes chimeneas rocosas que escupen agua caliente rica en minerales: las profundidades del mar albergan animales y hábitats asombrosos.

Las cámaras de alta definición, o HD, en los vehículos operados a distancia (ROV) del Monterey Bay Aquarium Research Institute (MBARI) han grabado miles de horas de vídeo que ayudan al equipo de investigación del instituto a descifrar los misterios del más grande espacio vital, pero menos explorado, de la Tierra.

Ahora, una colaboración entre MBARI y DeepSea Power & Light ha proporcionado las herramientas para filmar vídeo en resolución 4K de ultra alta definición (UHD) a miles de metros bajo la superficie del océano.

"Al ver la rápida adopción de imágenes 4K y reconocer el valor científico que aporta una mayor resolución a nuestro equipo de investigación, en 2018 MBARI comenzó a evaluar oportunidades para actualizar a 4K los sistemas de cámaras HD en nuestros ROV", explicó Mark Chaffey, ingeniero eléctrico de MBARI. "La nueva MxD SeaCam que desarrollamos con DeepSea Power & Light captura la vida en las profundidades del mar con un asombroso detalle".

El vídeo es un recurso valioso y único en el MBARI.

En 34 años de investigación en aguas profundas, los ROV del MBARI han registrado más de 5.800 inmersiones. Los grupos de investigación de todo el instituto extraen un archivo asociado de más de 27.600 horas de vídeo para aprender sobre las profundidades marinas. El vídeo también es importante para la educación y la divulgación. Las imágenes y vídeos grabados por los ROV Ventana, Tiburon (ahora retirado) y Doc Ricketts se comparten en las plataformas de redes sociales del MBARI y se han exhibido en publicaciones, producciones y exhibiciones en todo el mundo.

"En el MBARI anotamos todos los vídeos filmados por nuestros ROV y archivamos permanentemente estos descubrimientos en nuestros sistemas de referencia y anotación de vídeo únicos en su tipo, o VARS. A medida que acumulamos estos detalles tan valiosos, el panorama general comienza a hacerse más claro y enriquece nuestra comprensión sobre las diferentes comunidades de animales de aguas profundas, los entornos que habitan y cómo las cosas podrían cambiar con el tiempo", explicó la Gerente del Laboratorio de Vídeo, Nancy Jacobsen Stout. "Y, por supuesto, estas impresionantes imágenes son simplemente fascinantes y disfrutamos compartir estas inspiraciones con el público".

El último gran avance en las capacidades de imágenes de vídeo del MBARI fue hace más de 20 años, cuando el instituto hizo la transición a la grabación en un formato de televisión HD: resolución 1080i, o 1.920 por 1.080 píxeles. La mayor calidad permitió a los investigadores documentar mejor los animales y entornos de aguas profundas.

Este otro vídeo nos muestra 10 minutos de fascinantes animales de aguas profundas:

Ahora que las imágenes de vídeo en todo el mundo están en transición a resoluciones 4K, MBARI vio una oportunidad emocionante para desarrollar un sistema de cámara que aproveche al máximo la resolución más alta, la reproducción del color, el rango dinámico y las velocidades de cuadro que ofrece este formato. El equipo seleccionó el formato 4K UHD con calidad de transmisión con una resolución de píxeles de 3.840 por 2.160, una resolución exactamente cuatro veces mayor que la de HD.

La misión del MBARI es promover la ciencia y la tecnología marinas para comprender los cambios en el océano y difundir este conocimiento a la comunidad en general. Asociarse con un proveedor comercial bien establecido ayuda al MBARI a transferir innovaciones tecnológicas al mercado global. En octubre de 2019, MBARI reclutó a DeepSea Power & Light para desarrollar la nueva cámara 4K submarina. DeepSea Power & Light tiene una amplia experiencia con domos de cámara de vidrio a presión y entendió los desafíos para desarrollar una cámara para los ROV de inmersión profunda del MBARI.

"La creación de un nuevo sistema de cámara de vídeo para aguas profundas de la más alta calidad tiene importantes desafíos técnicos y riesgos", dijo Chaffey.

El diseño de una cámara 4K para aguas profundas requería una cuidadosa consideración sobre el funcionamiento en condiciones extremas: las profundidades marinas son un entorno implacable, frío y bajo una presión aplastante. Dado que los ROV de MBARI realizan cientos de inmersiones cada año, la confiabilidad también era importante.

Alcanzar los objetivos de rendimiento de la cámara requería un gran puerto de cúpula óptica de precisión que fuera más grande que cualquier carcasa comercial disponible para estas profundidades en ese momento. El equipo de DeepSea Power & Light tenía la experiencia y las herramientas de simulación, fabricación y validación necesarias para producir con éxito una nueva carcasa para aguas profundas.

calamar Gonatus onyx

Imagen: Una captura de cuadro 4K de la SeaCam MxD de una hembra de calamar de ojos negros (Gonatus onyx). Los detalles y los reflejos posibles con la cámara MxD son asombrosos, incluso para organismos gelatinosos que son notoriamente difíciles de fotografiar. Crédito: MBARI

DeepSea Power & Light contrató a Fathom Imaging para contribuir con el diseño óptico, que fue fundamental para aprovechar todas las capacidades del formato 4K. Para lograr objetivos de imagen de alta resolución y baja distorsión en el teleobjetivo y el rango focal de la cámara, se encargó a Fathom Imaging el diseño de un adaptador óptico a medida.

"El área de especialización de cada socio abordó los tres principales desafíos técnicos: empaquetar la cámara, diseñar las lentes ópticas necesarias y diseñar los sistemas de cúpula de vidrio y carcasa de presión de aguas profundas", explicó Chaffey.

En los últimos dos años, tomó forma el ambicioso diseño de la cámara. El resultado de esta colaboración es la MxD SeaCam, el primer sistema de imágenes submarinas 4K de su clase.

La cámara MxD SeaCam se implementó por primera vez en el ROV Ventana del MBARI para una serie de inmersiones de prueba en el otoño de 2021. La cámara está ahora en uso activo para operaciones científicas en el otro ROV del MBARI, el Doc Ricketts. Las primeras expediciones que utilizaron la MxD SeaCam ya han demostrado ser gratificantes, proporcionando vídeos de alta calidad para impulsar la investigación del MBARI.

cámara MxD SeaCamImagen derecha: Después de una prueba en el ROV Ventana, la MxD SeaCam ahora está instalada en el ROV Doc Ricketts de MBARI, un vehículo capaz de sumergirse a 4.000 metros (13.100 pies) de profundidad. Imagen: Mark Chaffey © 2021 MBARI

"4K nos brinda una resolución mucho más alta para estudiar la estructura de los animales que investigamos, particularmente las especies transparentes", dijo el científico principal de MBARI Bruce Robison, que estudia la vida en el medio agua. Muchas de las criaturas que viven en esta vasta extensión de agua en las profundidades de la superficie y muy por encima del lecho marino son notoriamente difíciles de filmar. "4K nos permite ver los detalles finos de cómo se ensamblan estos animales y cómo funcionan todas las partes individuales, individualmente y juntas".

Durante una expedición en noviembre, Robison y su equipo tuvieron la afortunada oportunidad de grabar en 4K la rara vez vista medusa fantasma gigante (Stygiomedusa gigantea). Esta impresionante especie mide más de un metro (unos tres pies) de ancho y arrastra brazos orales de 10 metros (33 pies) de largo. Es demasiado grande para coleccionarla, por lo que los investigadores dependen de las observaciones en vídeo para estudiar su historia natural, comportamiento y ecología.

Kyra Schlining, técnica de investigación sénior en el Laboratorio de Vídeo de MBARI, se unió a Robison para su expedición. Ella recordó el encuentro con la Stygiomedusa: "Cuando lo escaneamos de cerca, parecía que tanto el exterior de la campana como los brazos estaban cubiertos de nematocistos. Estos detalles se vuelven más evidentes con 4K. El nivel al que podemos acercarnos es realmente sorprendente".

Más allá de ofrecer una mirada detallada a los animales y hábitats de aguas profundas, los científicos del MBARI están entusiasmados con la forma en que la resolución más alta y las potentes capacidades de zoom pueden mejorar su investigación. "Debido a la alta resolución, podemos pararnos, alejarnos más del animal que estamos investigando, que en el caso de nuestras cámaras HD anteriores", dijo Robison. "Esto es importante porque nuestra proximidad a los animales puede sesgar su comportamiento, por lo que cuanto más lejos podamos estar y seguir viendo con claridad, mejor".

La cámara MxD SeaCam proporciona un nuevo y emocionante nivel de visibilidad en las profundidades del mar. Las imágenes filmadas por esta cámara prometen avanzar no solo en la investigación, sino también en la educación. Las imágenes son la forma más poderosa de comunicar la belleza y la importancia de las profundidades marinas y compartir con el público el conocimiento científico y los descubrimientos realizados allí.

El vídeo 4K del MBARI se presentará en una próxima exhibición del socio de educación y conservación del instituto, el Acuario de la Bahía de Monterey. Into the Deep: Exploring Our Undiscovered Ocean transportará a los visitantes al espacio habitable más grande de la Tierra, contando historias de las criaturas que viven allí y las personas y los descubrimientos que están iluminando los últimos rincones inexplorados de nuestro planeta. Inaugurada el 9 de abril de 2022, la nueva exposición pondrá a los visitantes cara a cara con animales de aguas profundas y exhibirá videos del MBARI, que incluyen nuevas y nunca antes vistas imágenes 4K.

Imagen de cabecera: El vídeo es invaluable para la investigación del MBARI. La nueva cámara submarina MxD SeaCam 4K MBARI desarrollada con DeepSea Power & Light filma la vida en las profundidades del mar con un detalle notable. Esta captura de un cuadro muestra corales y esponjas filmados en resolución 4K a 60 cuadros por segundo. La nitidez de esquina a esquina y la baja distorsión en el campo de visión de gran amplitud es una característica distintiva de esta cámara. Crédito: MBARI

Etiquetas: CámaraSubmarina4K
 
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