概述
攝像機video camera
攝像機種類繁多,其工作的基本原理都是一樣的:把光學圖象信号轉變為電信号,以便于存儲或者傳輸。當我們拍攝一個物體時,此物體上反射的光被攝像機鏡頭收集,使其聚焦在攝像器件的受光面(例如攝像管的靶面)上,再通過攝像器件把光轉變為電能,即得到了“視頻信号”。
當水滴輕輕地落入池塘時,它産生一系列幾乎無形的壯觀過程的。小水滴首先在水面上跳躍奔騰,接着水珠四方散射而支離,直到完全被池水吸收而消失。
以肉眼看起來,這看起來不過就是水面的震動,但是透過高速攝像機觀看,整個過程看起來就如籃球反彈的超級慢動作。高速影像專家馬特‧克尼(Matt Kearney)在剪輯這段水滴的視頻時表示,“這将會沖擊你的世界。”克尼拍攝的這段影片稱為“聚集滴落”,是為了探索頻道的電視影集“Time Warp”所做,而此節目運用高速影像拍攝了一系列自然界活動。
應用
高速攝像機多年來被使用在研究上,有些非常實用,例如車禍模拟測試的紀錄。一直到當下,才有這類研究工具被娛樂界所運用。高速攝像機有較為便攜的款式,可以用來拍攝商業電視和影片,捕捉“CSI”影集中子彈的沖擊畫面、“流言終結者”節目中的大爆炸,以及迪士尼新作“Earth”中的動物飛行特技。
在電視上,視頻是以每秒30幀的速度播放,适合于人眼觀看。多數電視節目和家庭電影都是以相同的速度錄制。不過高速攝像機能夠以每秒325,000幀的速度錄影(一秒可以作為三小時播放)。當照相機運作如此快速時,大功率的照明設備是必需的,而且所有攝影成員都還必須使用烤箱手套來操作聚焦透鏡。
高速攝像機還不斷在演化中。在“Time Warp”攝制中,加入了一款小型的、以電池供電的攝像機進入拍攝,以用來捕捉跳傘中的影像。克尼還想要運用紫外線、紅外線,和延時攝影技術來将扭曲時間。
高速攝像機系統工作原理
高速攝像機可以在很短的時間内完成對高速目标的快速、多次采樣,當以常規速度放映時,所記錄目标的變化過程就清晰、緩慢地呈現在我們眼前。高速攝像機技術具有實時目标捕獲、圖像快速記錄、即時回放、圖像直觀清晰等突出優點。
高速攝像在流體力學中的應用
高速攝像在工業應用中應用廣泛,高速攝像機能拍攝到肉眼無法看清楚的圖像和運動過程。流體力學中的湍流、流體的流速、流場、氣泡、沸騰、兩相流等運動規律的觀察和分析更是少不了高速攝像機的參與。
如用高速攝像拍攝的石頭進入水中一刹那的細節。通過高速攝像機影像,研究人員能夠了解石頭水下的受力情況,并通過流體動力學,分析出為何石頭能在水面上連續多次漂浮。