七月的 emf2026，我这两天才把 Stage A 那场 talk 的录像补完，Philomena Gray 的《Using the railway network as a flatbed scanner》，19 分钟。名字起得很准：火车就是平板扫描仪里那张往下滚的纸，铁路网就是那块玻璃板。做法不神秘，把一台工业线阵相机架在车窗外面，车一边跑它一边出图，每秒几千行，跑完再把这些行按顺序摞成一张极宽的图。
我一开始是当奇观看的，看完留下来的却是另外一件事：这套东西里最难的既不是相机也不是拼接，是测速。
线阵相机一次只出一行像素，这点同行都清楚。也正因为一次只出一行，图像的横向那一维来自传感器像元数，是个固定值；纵向那一维完全由行数决定——最后那张图有多「长」，不是光学问题，是个计数问题，你出了多少行，图就有多少行。
这直接带出那个比值。要让纵向和横向的比例尺一致、图既不被拉伸也不被压缩，就得满足：
线速率(行/秒) = 车速(米/秒) / 每行对应的地面距离(米/行)
拿数字跑一遍，火车按 30 m/s 算，也就是 108 km/h，希望每行覆盖 1 cm 的地面：
3000 行/秒 = 30 (m/s) / 0.01 (m/行)
正好落在几千行每秒这个量级上。也就是说这个规格不是随便定的，是车速决定的。想拍细一点，每行 5 mm，线速率就得翻倍到 6000 行/秒。顺着往下推一步还会碰到另一件事：行速率的上限其实不是相机能不能出这么快，而是每行的曝光窗口被压到了 1/6000 秒，实际曝光还得比这个更短，不然相邻的行会互相糊上——所以真正卡住你的是光够不够、快门能不能在这么短的窗口里收进足够的曝光。这段我绕了一圈才想明白，一开始以为瓶颈在传感器读出速度上。
然后才是真正卡人的地方。上面那个 0.01 m/行 是事后拼图用的常数，相机在车上跑的时候并不知道自己走多快。如果线速率一直按设定值跑，而车速变了——进站、爬坡、过弯、轮子打滑——图上的比例尺就跟着漂，而且这种偏差是沿纵向累积的，一小段速度对不上，几万行之后就是整片被压扁或者整片被拉长，事后修不回来。
talk 里提到测速难，我一开始没当回事，心想 GPS 就能给速度，有什么难的。后来把事情放到两个时间尺度上比了一下才明白：相机一秒出三千行，意味着每几百行的窗口里车速基本不能变，速度信号的更新频率得跟这个尺度对得上才行；而 GPS 的速度输出是平滑过的，更新频率差着好几个数量级，进隧道更是直接没信号。火车上现成的、延迟够低的速度来源不多，轮轴转速这类信号是常见选择，但它有自己的麻烦——轮径会磨损会变，刹车时轮子锁死给出的速度是错的，这些都得单独处理。录像里他没展开最后用的是哪种方案，这一段属于我也没完全搞清楚的，记下来算留个坑。
想自己动手的话，不用真去架相机，从一段普通视频里抽一列像素就能模拟。步骤大概是这样：
- 用手机或相机对着窗外，水平方向拍一段稳定的视频。别开防抖，防抖会让画面整体在动，把「横向第 x0 列」这句话直接废掉。
- 用
ffmpeg把视频拆成帧序列：
ffmpeg -i window.mp4 -vsync 0 frames/%06d.png
- 固定取每一帧的某一列像素，按帧的顺序横向摞起来。拼接本身真的就是几行代码：
import glob
import numpy as np
from PIL import Image
col = 800
frames = sorted(glob.glob("frames/*.png"))
lines = [np.asarray(Image.open(f))[:, col, :] for f in frames]
Image.fromarray(np.stack(lines, axis=1)).save("stitched.png")
跑完你会得到一张时间横轴、空间纵轴的图。匀速平移的时候，画面里的东西被拉成横向的条纹；速度变化的时候，条纹跟着扭。这张图不好看，但它的形变是可解释的，这一点比好看有用。
我一开始以为难点在存储和后期拼接，跑完这段发现拼接反而是最省事的一环。麻烦的是两处。
一是取列的时机。视频帧率是固定的，而你想要的「每行进 d 米出一行」不是固定的，除非能把帧的时间和位移对上，否则取列时机一错 → 图上的比例尺就整体偏。
二是怎么验证比例尺对不对。方法很朴素：路线上找一个长度已知的固定物，量它在成品图里占了多少行，反推每行对应的实际距离，跟设定的 d 比。对不上就说明速度估计有问题。
划重点：第一，线阵成像的纵向维是个计数问题，不是光学问题，出多少行就有多长；第二，规格是被车速决定的，30 m/s 配 1 cm 一行，就得到 3000 行/秒这个量级，想拍细就得让快门和光跟上；第三，GPS 的更新频率喂不动几千行每秒的相机，轮轴信号是更常见的来源，但轮径磨损和锁死得单独处理；第四，验证比例尺不用高级工具，找个长度已知的固定物，量它占多少行，反推一下就行。这篇就记到这里，你可以拿手边一段视频试试抽列拼接，如果踩到别的坑，欢迎回来留言，我一起补一条笔记。