Однопиксельная камера работает подобно художнику, создающему картину через трафарет с множеством отверстий. В каждом кадре на единственный датчик попадает лишь часть светового потока, модулированная маской — пространственным модулятором света, — а затем компьютер реконструирует целостное изображение, собирая эту мозаику с помощью вычислительных алгоритмов. Раньше последовательность масок была фиксированной: словно художник всегда применял один и тот же трафарет, не вглядываясь в сюжет. Новый метод, основанный на адаптивной оптимизации, позволяет камере самой подбирать порядок масок в реальном времени. Она как бы прищуривается, чтобы сначала уловить главные контуры сцены, а затем фокусируется на тонких деталях именно там, где они действительно есть, динамически перераспределяя измерения. Такой подход позволяет прибору различать даже невидимые глазу спектральные оттенки в инфракрасном «тепловом» диапазоне, где каждый материал имеет уникальную сигнатуру.
Парадоксально, но единственный датчик, улавливающий суммарную интенсивность, способен заметить следы химиката на яблоке, хотя внешне оно безупречно: разные вещества по-разному поглощают и отражают инфракрасное излучение, и адаптивное сканирование выявляет эти спектральные аномалии, невидимые в обычном свете.
Однопиксельная камера может делать тысячи снимков в секунду, восстанавливая цвет и детализацию быстрее, чем человеческий морг.
Самонастраивающийся спектрометр напоминает карманные анализаторы из фантастики — провёл по предмету и сразу узнал, из чего он сделан.