想象一下，从帝国大厦顶端拍摄一张全景照片，然后放大一个斑点，就能看到人行道上的一枚硬币。这就是单次拍摄千兆像素相机的承诺——相机拍摄的图像由至少十亿像素或图像元素组成。除了对摄影师的明显吸引力外，千兆像素图像在执法和军事领域也具有巨大的潜力。如此高的分辨率将使无人驾驶飞行器能够在过高的海拔高度飞行时捕捉到车牌号码的细节，而从地面上是无法发现的。
互联网上已经充斥着诸如 Google Earth、360world.eu 和 GigaPan（由卡内基梅隆大学、NASA 和 Google 创建）等网站，这些网站允许千兆像素数码照片在网络上上传、查看和共享。但这些照片实际上是由几张百万像素大小的图像数字拼接而成的。这通常是使用安装在电动支架上的长焦数码单反 (SLR) 相机完成的。软件控制相机的移动，相机捕捉数百甚至数千张图像的马赛克，当这些图像拼接在一起时，就会创建一个单一的高分辨率场景。这种方法的主要缺点是完成拍摄可能需要几个小时，在此期间，光照条件可能会发生变化，物体可能会在帧内和帧外移动。
研究人员正在努力开发一种可以在单次快照中拍摄千兆像素质量图像的相机。美国国防高级研究计划局将在未来三年半内投资 2500 万美元用于开发此类紧凑型设备。“我们不再处理固定装置或陆军坦克部队或导弹发射井部队，”DARPA 该计划的顾问 Ravi Athale 说。“[打击恐怖主义需要] 了解中等城市大小的广阔区域内正在发生的事情。” Athale 说，当前的卫星图像或无人机拍摄的图像分辨率极高，但视野非常狭窄，就像“透过吸管看东西”。
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但是，今天的相机尺寸的数字处理器和内存还没有准备好管理千兆像素图像，千兆像素图像包含的信息量是百万像素图像的 1000 多倍。（一张 10 千兆像素的图像将占用超过 30 千兆字节的硬盘空间。）在 DARPA 的资助下，哥伦比亚大学工程学院的 Oliver Cossairt 和 Shree K. Nayar 采取了一种很有希望的方法：使用计算来降低这种复杂性。“与其将其视为捕捉最终图像，不如将其视为捕捉您需要计算最终图像的信息，”哥伦比亚大学计算机科学系主任 Nayar 说。
在 4 月份在匹兹堡举行的 IEEE 国际计算摄影会议上发表的一篇论文中，Cossairt 和 Nayar 提出了三种紧凑型千兆像素相机设计，其中两种是他们自己制造的。每种设计都依赖于他们选择的独特球形镜头，因为其简单性——事实上，他们的第一个原型是围绕他们在纽约市 Canal Street 购买的水晶球构建的。与边缘分辨率会降低的扁平镜头不同，球体的完美对称性允许均匀的分辨率。哥伦比亚大学的一种镜头设计类似于苍蝇的眼睛，半个球体覆盖着小的六边形中继镜头，这些镜头将图像传输到位于它们上方的传感器阵列。
当然，任何先进的成像技术都会引发对隐私的担忧。Securitas Security Services 的安全顾问 Christopher Hills 同时也是网站 gigapixel360.com 的运营者，他承认，城市的景观千兆像素图像可能会被仔细检查以查看房屋的窗户内部。“不过，如果你走到你的窗户边，附近另一栋建筑物或街道上的人也能够看到你。这就是他们制作窗帘的原因，”Hills 评论道。