Come posso catturare il movimento di un proiettile?

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Ho appena iniziato con la fotografia.

Considera questa immagine:

inserisci qui la descrizione dell'immagine

(Questa foto è stata scattata da Harold "Doc" Edgerton nel 1964 usando la sua macchina fotografica Rapatronic.)

Sto cercando una fotocamera in grado di catturare un'immagine del genere.
Non sto cercando più fps. meno fps va bene, ma deve essere in grado di catturare un'istanza del genere.

Quali caratteristiche dovrei guardare in una tale fotocamera? Quanto veloce dovrebbe essere la velocità dell'otturatore? Quali altre cose dovrei cercare?

high-speed 
— gpuguy
fonte
1
Questa foto è il classico di Doc Edgerton ( en.wikipedia.org/wiki/Harold_Eugene_Edgerton ) che ha praticamente inventato la fotografia strobo.
— Paul Cezanne,
Vedi iconicphotos.wordpress.com/2009/08/19/edgerton-rapatronic - 1 / 1.000.000 di seconda velocità strobo.
— Paul Cezanne,
@PaulCezanne modifica gentilmente la mia domanda e metti queste informazioni in credito fotografico. Grazie
— gpuguy il
2
Un'altra cosa che devi considerare: dove va il proiettile dopo?
— Simon Kuang,
gpuguy - Ecco una raccolta di "immagini iconiche" di Doc edgerton-digital-collections.org/galleries/iconic anbd ecco un sottoinsieme di alcuni "proiettili e esplosioni" quelli edgerton-digital-collections.org/galleries/iconic/bullets | Se aspiri davvero a fare cose del genere, vorrai allenarti da quelle più facili e "barare" con "il più lento che puoi gestire mantenendo il realismo" ti aiuterà molto. Se riesci a scendere alla portata di 300 fps, la finestra flash da 10 uS richiesta sarebbe comunque "molto dura".
— Russell McMahon,

Risposte:

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Come ha detto Michael, la velocità dell'otturatore è in gran parte irrilevante: ciò che conta è la durata e il tempo del flash relativi al passaggio del proiettile. La velocità dell'otturatore può essere LENTO quanto utile, forse anche "lampadina".

Supponendo che le foto non siano corrotte: la
velocità del proiettile dovrebbe essere organizzata in modo da essere il più lenta possibile senza influire negativamente sull'effetto sul bersaglio. Il proiettile non deve muoversi sensibilmente durante l'esposizione. Quindi, quanto deve essere lunga (o corta) l'esposizione?

Supponiamo che il proiettile viaggiasse a 100 piedi al secondo.
Il proiettile è lungo ~~~ 1 pollice
e ha spostato un massimo del 5% della sua lunghezza - forse meno.
Quindi tempo = 1 pollice x 5% / 100 piedi / sec
= 1 / 24.000 th di secondo o
~ = 40 μS.

A 1000 fps sarebbe 4 μS.
1 μS sarebbe ancora meglio.

Un tubo flash Xenon farà questo?

Wikipedia - flashtube

  • Le durate di scarica per i comuni tubi flash vanno da 1 microsecondo a decine di millisecondi e possono avere tassi di ripetizione di centinaia di hertz. La durata del flash può essere attentamente controllata con l'uso di un induttore.

Vedi riferimento al catalogo PerkinElmer di seguito.

Un "flash" basato su LED farà questo?

Raggiungere questo tipo di risultato con l'illuminazione a LED richiederebbe livelli di potenza significativi .
es. supponiamo 1 lux, area di illuminazione 250mm x 200mm, esposizione 10 μS, 100 ISO, f 1/1 (fidati di me)
EV = t = 10 -5
Per i risultati del mondo reale se vogliamo dire EV = 100 af / 1.4 abbiamo bisogno illuminazione di
Ev_100 / EV_1 x 1.4² / 10 -5 = 2 x 10 7 lux (!)
Su un'area di 250mm x 200mm = 0,05 m² ovvero
2 x 10 7 x 0,05 = 10 6 lumen
Bordo anteriore I LED superiori gestiscono circa 200 lumen / Watt così potere =
10 6 /200 = 5000 watt di illuminazione a LED (!!!).
In pratica ciò è necessario solo per 10 μS, quindi la potenza effettiva è una frazione di Watt, MA i LED DEVONO essere in grado di produrre il livello di potenza di picco richiesto e i moderni LED bianchi hanno un picco: rapporto continuo tipicamente inferiore a 2: 1.

Quindi - "non proprio", finora.
Considerando che, un tubo flash Xenon adeguatamente progettato può essere in grado di produrre questi livelli molto elevati di potenza per periodi estremamente brevi.

Guida tecnica PerkinElmer straordinariamente bella Lampade ad arco e flash ad alte prestazioni

dice:

inserisci qui la descrizione dell'immagine

Figura R, pagina 13

Inserito il:

Come ha detto Paul, la foto è stata prodotta dal defunto Harold Edgerton ed è uno di quelli per cui è più noto. Devi studiare i suoi metodi e le attrezzature del suo sito web.

Purtroppo, la durata del flash che ho calcolato sopra per regola empirica era quasi giusta e il mio valore "bello" era perfetto al milionesimo di secondo. Dai un'occhiata al catalogo PerkinElmer per quello che ti serve.

Questa famosa foto di Harold Edgerton è specificamente identificata con un tempo di esposizione di 1/000.000 di secondo.

inserisci qui la descrizione dell'immagine

http://2.bp.blogspot.com/-QsMQtqyM4SE/UEKMd9LJsbI/AAAAAAAAyrY/nCMWxq-oY84/s640/Harold-Edgerton-27.jpeg

Guarda anche:

Sito Web della collezione Edgerton di Harold "Doc"

HE - metodo stroboscopico

Proiettile attraverso la banana

Molti qui

E&OE : è tardi e c'è ancora del lavoro da fare. Potrei benissimo aver lasciato cadere o aggiunto una potenza di 10 o pochi sopra o fatto qualcosa di veramente stupido - sottolineano sicuramente qualsiasi errore.
Sii gentile :-)

— Russell McMahon
fonte
"La velocità del proiettile deve essere organizzata in modo da essere il più lenta possibile", come organizzarlo. Puoi approfondire questo punto? Non l'ho capito.
— gpuguy,
3
@gpuguy La velocità del proiettile dipende dal carico utilizzato. Le persone abituate a ricaricare proiettili saranno in grado di produrre un "carico" con una velocità della museruola ben al di sotto di quanto è normale per una data arma da fuoco di calibro. La maggior parte delle armi del mondo reale raggiunge MV in una gamma di 1000-4000 fps. È sopra la mia v superiore di 1000 fps. Un carico molto leggero potrebbe essere in ordine: la mela probabilmente morirà ancora. chuckhawks.com/rifle_ballistics_table.htm
— Russell McMahon
1
@gpuguy Se non conosci nessuno che si ricarichi ed è disposto a dedicare un bel po 'di tempo al lavoro di prova / errore per capire quanto può andare bassa la pistola che stai usando mentre funziona ancora bene (velocità anormalmente basse possono causare affidabilità problemi; principalmente per progetti semi-automatici); la ricerca di munizioni sub-soniche ti porterà sul bordo inferiore di ciò che è disponibile in commercio (principalmente questo sarà per le vecchie pistole a bassa potenza).
— Dan Fiddling By Firelight,
Tuttavia, non possiamo ridurlo a 100 piedi al secondo, che è più lento delle palline di vernice: la risposta è disattivata di almeno dieci volte. Tutte le mie pistole sono oltre 1000 piedi al secondo, i fucili nella gamma 3000-3500. Basta aggiungere uno zero a ogni numero nella risposta. Inoltre, si prega di aggiungere alcune informazioni di sicurezza - MAI posizionarsi davanti a una linea di tiro vivo. Metti la tua attrezzatura là fuori e rischi di sparare, ma non essere da nessuna parte davanti alle armi da fuoco.
— Jasmine,
2
@Jasmine Non sbagliare le velocità del muso di un fattore 10 indica che Russell non è veramente qualificato per fornire tali informazioni? Inoltre, penso sia implicito che le persone debbano prendere le opportune precauzioni di sicurezza qualunque cosa stiano facendo. Ad esempio, i consigli sulla fotografia di paesaggio non sono pieni di "Non cadere dalle scogliere. Fai attenzione agli animali pericolosi. Porta provviste adeguate se sei nel deserto. Controlla le previsioni del tempo." e così via.
— David Richerby,
11

La fotocamera non ha importanza. Nella fotografia ad alta velocità come questa foto è tutta una questione di velocità del flash e di essere in grado di attivarlo nel momento esatto. Il flash viene solitamente emesso con un grilletto elettronico che reagisce, dopo un ritardo specifico di alcuni millisecondi, al rumore del fuoco della pistola. L'otturatore della fotocamera può rimanere aperto per alcuni secondi prima e dopo l'esposizione poiché, a parte il flash, la stanza è completamente buia.

— Michele C.
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Per questa immagine, quale dovrebbe essere la velocità del flash / dell'otturatore?
— gpuguy,
5
"L'otturatore della fotocamera può rimanere aperto per alcuni secondi prima e dopo l'esposizione": il flash fornisce tutta la luce, quindi non importa.
— Philip Kendall,
1
9x19 ha una velocità di 390 m / se una lunghezza di circa 1 cm se si può tollerare la sfocatura da movimento di 5 mm sarebbe necessaria una velocità del flash di 0,005 / 390 ~ 1 / 80000s.
— Andrew,
2
@gpuguy - non quelle specifiche, no - ti dicono quanto è brillante e a cosa si connette ma non per quanto tempo. La durata o la velocità del flash viene spesso misurata come il tempo impiegato dal flash per passare dalla piena potenza alla metà potenza o al 10%. Chiamato anche t / 0,5 e t / 0,1 volte. photo.stackexchange.com/questions/1620/what-is-flash-duration sarebbe il posto giusto dove cercare, e forse la risposta lì richiede più attenzione.
— James Snell,
1
@gpuguy - Le domande sono benvenute - ma devono basarsi sulle basi fornite dalle risposte precedenti. Devi guardare il materiale fornito e capire cosa ti viene detto prima di porre ulteriori domande. Se non capisci assolutamente chiedi cosa è stato scritto. Il 1 / 24000th secondo era il tempo in cui il proiettile si spostava del 5% della sua lunghezza date le ipotesi che ho dichiarato, inclusa una velocità MOLTO LENTO del muso. Leggi la parte che ho pubblicato dal catalogo PE (era lì perché era pertinente), quindi guarda il catalogo. Nessun flash "normale" della fotocamera lo farà ....
— Russell McMahon,
8

Ho scattato foto del genere nel laboratorio di Doc Edgerton negli anni '80. L'installazione è stata semplice.

  • Macchina da presa di base, niente di speciale

  • Fucile montato in modo permanente all'estremità di una lunga rotaia

  • Supporto scorrevole per bersaglio che può essere regolato lungo il binario

  • Microfono collegato allo strobo (sopra o vicino alla videocamera)

Per esperienza indovineremmo approssimativamente dove posizionare il microfono tra il fucile e il bersaglio. Può fare calcoli rapidi per ottenere un preventivo.

  • Spegnere le luci. Stai indietro! Spara un tiro di prova e osserva dove si trova il proiettile. La brevissima durata dello strobo fa risaltare il proiettile in modo abbastanza chiaro.

  • Accendere le luci. Sposta il bersaglio / supporto dove è apparso il proiettile. (più semplice dello spostamento del microfono o della regolazione del ritardo su un grilletto elettronico: basta spostare il bersaglio sul punto in cui apparirà il proiettile, in base alla posizione corrente del microfono)

  • Ripeti gli scatti di prova per ottimizzare la posizione del proiettile, che era molto ripetibile e coerente.

  • Colpo finale: posiziona l'oggetto sul supporto. Spegnere le luci. Imposta la fotocamera in modalità lampadina. Fuoco.

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— MikeW
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