Perché gli impulsi flash sono così brevi?

Sono stato sorpreso di apprendere che la maggior parte dei flash dura solo 1/1000 invece di accendersi per l'intero tempo di esposizione. Perché? Se il flash si accendesse prima dell'apertura dell'otturatore e si spenga dopo la chiusura dell'otturatore, non si verificherebbero mai problemi di sincronizzazione del flash.

Perché?

Fondamentalmente, è a causa del modo in cui funzionano i flash. I tubi flash generano luce scaricando un condensatore attraverso un tubo riempito di xeno. L'arco elettrico risultante produce una luce bianca brillante. Ma un arco elettrico continuo produrrebbe molto calore, che indebolirebbe il tubo e consumerebbe molta energia, che le batterie non possono fornire a lungo.

Questa è una vera affermazione, ma manca il punto cruciale. (Come lo vedrebbe l'otturatore), diventerebbe semplicemente luce continua, come qualsiasi lampadina a incandescenza (sempre accesa per tutta la durata dell'otturatore sarebbe indistinguibile dalla luce continua). Come la luce continua, non ci sarebbe alcuna capacità di fermare il movimento.

E anche una lampadina da 500 watt con otturatore di 1/200 di secondo è 500 x 1/200 = 2,5 watt di secondo di potenza assorbita, anche con un'efficienza di uscita molto bassa. Il normale lampeggiatore della fotocamera potrebbe essere di 75 watt di secondo, con un'efficienza di uscita parecchie volte superiore e un'emissione luminosa notevolmente maggiore. È veloce ed è molto più comodo da usare rispetto alla lampadina da 500 watt. I film di Hollywood devono usare luci continue, ma hanno anche grandi camion che trasportano enormi generatori di corrente.

Ma la tua descrizione è esattamente ciò che è High-Speed ​​Sync (HSS), una "modalità flash" opzionalmente offerta da alcune fotocamere e alcuni flash per fotocamere per imitare la luce continua (per evitare problemi di sincronizzazione). Quindi HSS è una scelta se vuoi acquistarlo e vuoi soffrire dei suoi grandi limiti (di velocità e potenza). Ma è semplicemente una sincronizzazione ad alta velocità (il che significa che è possibile utilizzare una velocità dell'otturatore elevata poiché non vi sono problemi di sincronizzazione), ma HSS è l' esatto contrariodi flash ad alta velocità. Nessuna velocità dell'otturatore può essere così veloce come può essere un lampeggiatore. E una luce continua che duri per una maggiore durata del tempo di posa richiederebbe una potenza eccessiva (quindi la modalità HSS in genere deve funzionare a non più del 20% circa del livello di potenza della modalità speedlight). Al contrario, i lampeggiatori scaricano semplicemente un grande condensatore come un impulso molto veloce. Che è in genere relativamente lento a livello di piena potenza, ma i lampeggiatori sono chiamati lampeggiatori perché sono molto più veloci a livelli di potenza inferiori.

La normale modalità flash della fotocamera normale si chiama speedlight (tutti i flash della fotocamera sono di tipo speedlight, ma solo pochi flash da studio) diventano ancora più veloci con impostazioni di livello di potenza inferiore, forse 1 / 30.000 secondi a forse 1/64 di potenza. Quale è l'ideale per fermare il movimento come schizzi di gocce di latte o ali di colibrì, in cui il flash può essere vicino all'azione. Vedi il mio sito all'indirizzo https://www.scantips.com/speed.html

Il flash è spesso leggermente più veloce di 1/1000 di secondo, il che ha un grande vantaggio per fermare il movimento e per offrire un'alta potenza di picco per un istante. Fotografare i bambini che corrono giocando quando si utilizza un lampeggiatore come flash di rimbalzo a metà potenza avrà una durata di 1/1000 di secondo e interromperà l'azione abbastanza bene (anche se la velocità dell'otturatore predefinita è di 1/60 di secondo). Ciò presuppone all'interno, dove la luce ambientale continua è troppo debole per mostrare qualsiasi sfocatura di movimento.

Altri hanno affrontato il lato tecnico del perché i flash stroboscopici sono estremamente veloci.

Esistono tecnologie alternative di illuminazione fotografica che fanno esattamente quello che dici. Questa risposta è rivolta ai pro e ai contro:

"Lampi" basati su LED come si vede nei telefoni, ecc. - Questi accendono un LED luminoso per il tempo necessario per scattare una foto, quindi spegnerlo. Sono comunemente utilizzati nei telefoni perché offrono alcuni vantaggi nei telefoni:

• Il LED può essere riutilizzato come torcia

• Un circuito driver LED è notevolmente più semplice di un circuito di carica e controllo flash

• (non sicuro al 100% dell'impatto che questo ha, poiché molto raramente trovi un telefono con un vero flash, ma ...) I flash creano interferenze EM, che potrebbero influire sulla funzionalità di un telefono, in particolare perché un telefono ha più antenne nelle immediate vicinanze dove sarebbe il flash; evitare ciò semplifica i vincoli di progettazione.

• Il LED e il circuito del driver sono estremamente piccoli rispetto a un circuito flash e di carica (che deve includere un condensatore e un induttore).

Noterai che questi non bloccano il movimento e non sono luminosi come un lampo "reale", nonostante siano illuminati per dire 1/50 al secondo anziché 1/1000. Tuttavia, dovresti considerare che sono anche molto più piccoli di un tipico flash, quindi il confronto è ingiusto.

Illuminazione continua - comunemente vista come luci da studio o luci video.

Questi di solito sono basati su LED in questi giorni, ma tradizionalmente sarebbero altre tecnologie (più calde).

Questi hanno pro e contro:

Professionisti:

• Puoi vedere l'effetto del flash senza attivarlo. Questo era un enorme vantaggio rispetto alle foto digitali, ma oggigiorno puoi facilmente scattare scatti di prova e regolare i flash fino a quando non sei soddisfatto del risultato.

• Forniscono luce costante per i video

• Possono essere meno "invadenti" o "dirompenti". Questo è molto soggettivo. I flash in realtà non fanno male o disturbano gli animali (ho fatto scatti con veterinari con flash, nessun problema) e in un evento, un singolo o un paio di fotografi non sono davvero distruttivi se usano il flash (gli umani lo filtrano), sebbene possa influire sulle registrazioni video. Alcuni modelli potrebbero trovare fastidi ai flash.

• La più moderna illuminazione continua a LED è ora regolabile in base alla temperatura del colore.

• Non bloccano il movimento, il che può essere un vantaggio, a seconda del tiro.

Contro

• Per la stessa luminosità, sono più grandi e richiedono molta più energia rispetto ai flash standard. Va bene per uno studio, ma un problema per l'uso portatile.

• Si surriscaldano e rendono caldo il modello. Anche le luci a LED fredde creano molto più calore di una luce stroboscopica, poiché sono costantemente accese.

• C'è un limite alla potenza erogata dall'illuminazione continua portatile, a causa dei limiti di potenza e dimensioni.

• di nuovo, non bloccano il movimento.

Se il flash si accendesse prima dell'apertura dell'otturatore e si spenga dopo la chiusura dell'otturatore, non si verificherebbero mai problemi di sincronizzazione del flash.

Ci sarebbe anche una minore efficienza in quanto parte della luce emessa dal flash catturato dall'obiettivo non verrebbe catturata dalla fotocamera. Sono necessari circa 2-4 millisecondi affinché una tendina dell'otturatore meccanico transiti sul sensore di una moderna fotocamera digitale. Quindi, anche se la luce si accendesse proprio quando la prima tendina iniziava ad aprirsi e si spegneva esattamente quando la seconda tendina finiva di chiudersi, per qualsiasi tempo di scatto più lungo della velocità di sincronizzazione che è di 4-8 millisecondi quando parte della luce del flash colpisce la parte della parte anteriore di una delle tende dell'otturatore, piuttosto che del sensore.

Poiché l'uscita di un lampeggiatore non è costante, ciò significherebbe anche che una parte del telaio sarebbe illuminata più intensamente rispetto ad altre parti. Con un otturatore che si apre dall'alto verso il basso (dal basso verso l'alto dell'immagine invertita proiettata dall'obiettivo), la parte inferiore del fotogramma che era illuminata in precedenza nello scarico del flash sarebbe più luminosa della parte superiore del fotogramma che era illuminata quando l'energia del flash stava cominciando a "coda".

_{Canon 580EX a piena potenza}

Iniziato come un commento alla bella risposta di Caleb e accidentalmente trasformato in risposta ...

Per avviare una scarica (incandescente) è necessaria un'alta tensione (chiamata tensione di rottura). Quando si rompe il vuoto, la resistenza diminuisce quasi istantaneamente da quasi l'infinito a quasi zero con conseguente follemente alta corrente e bassa tensione.

Solo le fonti di corrente forte possono sostenere scariche incandescenti, che batteria / condensatore non lo sono. La scarica del flash è quindi una scarica piuttosto che una scarica luminosa.

Un altro problema sarebbe la scena sovraesposta. Lo stesso principio è alla base dei cosiddetti fari allo xeno delle automobili: il loro vero nome è HID, High Intensity Discharge. Lo scarico è troppo luminoso per essere utile per un'illuminazione duratura.

Inoltre, la scarica si illumina non solo nella parte visibile dello spettro, ma c'è una radiazione significativa nella parte UV dello spettro, un altro motivo per non usarlo a lungo.

Tutti insieme:

• Per sostenere una scarica di lunga durata è necessaria una fonte di corrente forte in grado di generare picchi di alta tensione.
• L'unità flash sarebbe significativamente più grande e più pesante.
• La scena sarà sovraesposta,
• La scena sarà illuminata da un'intensa luce UV.

C'è una ragione semi-storica.

Sia la lampadina pirotecnica che i flash elettronici sono, per loro natura, dispositivi che funzionano con feedback positivo, "intensificando" gli effetti chimico / fisici (non del tutto diversamente dalle esplosioni) - più calore c'è, più veloce è la reazione / scarica - che produce più calore a sua volta - va.

Tali effetti sono molto più difficili da controllare rispetto all'accensione e alla fuga quasi letterali (che era ciò che hai fatto con i lampi di polvere aperti che precedevano i lampi pirotecnici).

Nel caso di un flash elettronico, sono presenti alta tensione e corrente. Costruire un interruttore per alta tensione e corrente è facile. Costruire circuiti in grado di controllare l' alta tensione e la corrente senza intoppi non è affatto facile (dimmer leggeri, termostati, piani cottura a induzione, utensili elettrici eludono il problema, il metodo di controllo utilizzato non è affatto liscio rispetto a quello di cui avresti bisogno per un flash) .

Naturalmente, è tecnicamente possibile - dopotutto esistono sia le lampade flash FP sia i flash elettronici a sincronizzazione lenta - ma non è mai la versione più economica e semplice.