Qual è la massima velocità dell'otturatore possibile?


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Esiste un massimo teorico al quale un otturatore non può andare più veloce (a parte la velocità della luce :-))?

Esiste una fotocamera con la massima velocità dell'otturatore? Qual è il vantaggio di questo?


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Può essere interessante il lavoro di Ramesh Raskar sulla fotografia femto: web.media.mit.edu/~raskar//trillionfps
Eliseo Ocampos,

Casio Exilim Pro EX-F1 registra filmati a 1200 fotogrammi al secondo e ha una velocità massima di 1/40000 sec. Quindi può già essere abbastanza veloce a livello del consumatore senza la necessità di entrare in una gamma speciale ad alto prezzo.
Esa Paulasto,

Ehi, ragazzi, un nostro collega (Eleftherios Goulielmakis) al CERN ha sviluppato un tempo di esposizione di un yactosecond all'inizio di quest'anno. Questo è un tempo di esposizione di 1/10000000000000000000000000 sec. (24 di loro).
Stan,

Risposte:


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Se non stai limitando la domanda all'otturatore meccanico, la massima velocità dell'otturatore che abbia mai visto in una telecamera per visione artificiale è stata di 1 micro secondo, scattando foto a 775.000 fotogrammi / s. Il vantaggio è quello di analizzare le azioni ad alta velocità, come i granelli che volano velocemente durante l'elaborazione, studiare la fisica, palline da tennis che colpiscono le racchette, altri tipi di impatto. Per raggiungere un FPS estremamente veloce devi abbinare un otturatore. 25 fps richiede una lunghezza massima dell'otturatore inferiore a 40 ms. 100 fps richiedono meno di 10 ms ecc. Anche guardando il sole, bruciando cose e azioni di saldatura, i laser senza filtri ND potrebbero essere applicazioni, ma è necessario valutare se è un problema utilizzare i filtri ND invece di utilizzare una fotocamera da $ 100.000.


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Non esiste un otturatore a velocità massima. Il più veloce teoricamente possibile sarebbe il tempo necessario per il numero di fotoni che si desidera catturare per colpire il sensore. Il vantaggio è che arresta il movimento. Puoi vedere cosa è successo in un momento molto piccolo e quindi un'azione molto veloce. Il trucco è però avere abbastanza luce. Hai bisogno di foto sufficienti per colpire il sensore durante l'esposizione per poter distinguere i dettagli di ciò che stai guardando.

La quantità di luce necessaria aumenta proporzionalmente alla velocità dell'otturatore con un fattore fisso della sensibilità del sensore. Ogni volta che la velocità dell'otturatore diventa due volte più veloce, è necessario il doppio della luce per un determinato sensore per poter esporre un'immagine. Ciò porta a limiti pratici con la tecnologia esistente, ma non vi sono particolari limitazioni fisiche alla velocità dell'otturatore, data la luce sufficiente e un sensore abbastanza veloce.


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Vorrei sottolineare che un otturatore non è una cosa "accesa", "spenta". La velocità dell'otturatore è solo un'indicazione della durata dell'esposizione, da metà aperta a metà chiusa. Il "punto intermedio" è chiamato "mezzo picco" da alcuni.

In altre parole, l'otturatore impiega del tempo per passare dalla chiusura completa alla sua apertura massima, rimanere alla sua apertura massima e il tempo per ottenere l'otturatore dalla sua posizione aperta, tornando alla sua posizione completamente chiusa.

Quindi, c'è la questione dell'accuratezza e della ripetibilità all'impostazione indicata. Le aperture possono essere esatte, mentre raramente lo sono.


Dipende molto dal tipo di otturatore in questione, se esiste addirittura un otturatore meccanico. Con un otturatore a due tendine quasi universale nelle fotocamere DSLR, nessuna parte del film / sensore è esposta più a lungo di qualsiasi altra parte, purché la seconda tendina impieghi lo stesso tempo per attraversare il piano dell'immagine quando lo copre come ha fatto il primo sipario quando è stato scoperto.
Michael C,

@Michael Clark Sì. Non conosco persiane ad alta velocità che usano tende. Ruote segmentate, prismi, ecc. Ad un certo punto, non vengono impiegate fenditure mobili. Bene, nessuno di cui ho saputo. Le telecamere a fessura che ho usato, la fessura è stata riparata e il film ha attraversato ad alta velocità.
Stan,

@ Michael Clark C'è di più. Oltre al tuo "fintanto che il secondo sipario ..." è l'accelerazione e la decelerazione del sipario. Esiste un errore di isteresi misurabile per l'esposizione a fessura oltre alla difficoltà del ritardo tra l'inizio e la fine dell'esposizione. La direzione della tendina dell'otturatore degli errori di viaggio rende problematici alcuni tipi di illuminazione e / o movimenti. La corsa lineare ad alta velocità può essere distorta con diversa direzione di marcia relativa.
Stan,
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