Войти
A Высокоскоростная камера - это устройство, способное снимать движущиеся изображения с выдержкой менее 1/1000 секунды или частотой кадров более 250 кадров в секунду. Он используется для записи быстро движущихся объектов в виде фотографических изображений на носитель. После записи изображения, хранящиеся на носителе, можно воспроизводить в замедленной съемке. Ранние высокоскоростные камеры использовали пленку для записи высокоскоростных событий, но были заменены полностью электронными устройствами, использующими либо устройство с зарядовой связью (CCD), либо CMOS датчик активных пикселей, записывающий, как правило, более 1000 кадров в секунду в DRAM для медленного воспроизведения для изучения движения для научного изучения переходных явлений.
A высокоскоростная камера может быть классифицирована как:
A n Обычный фильм воспроизводится со скоростью 24 кадров в секунду, в то время как на телевидении используется 25 кадров / с (PAL ) или 29,97 кадров / с (NTSC ). Высокоскоростные пленочные камеры могут снимать до четверти миллиона кадров в секунду, если провести пленку над вращающейся призмой или зеркалом вместо использования затвора, тем самым уменьшая необходимость останавливать и запускать пленку за затвором, который разорвал бы запас пленки на таких скоростях. Используя этот метод, одна секунда действия может быть увеличена до более чем десяти минут воспроизведения (сверхзамедленное движение). Высокоскоростные видеокамеры широко используются в научных исследованиях, военных испытаниях и оценках, а также в промышленности. Примерами промышленного применения являются съемка производственной линии для лучшей настройки машины или съемка в автомобильной промышленности краш-теста для исследования воздействия на манекен для столкновения пассажиров и автомобильный. Сегодня цифровая высокоскоростная камера заменила пленочную камеру, используемую для испытаний транспортных средств на удар.
Воспроизвести медиа Шлирен видео о промежуточном баллистическом событии выстрела. Натан Бур, Aimed Research. Телесериалы, такие как MythBusters и Time Warp, часто используют высокоскоростные камеры, чтобы показать свои тесты в замедленной съемке. Сохранение записанных высокоскоростных изображений может занять много времени, потому что по состоянию на 2017 год потребительские камеры имеют разрешение до четырех мегапикселей с частотой кадров более 1000 в секунду, что позволяет записывать со скоростью 11 гигабайт в секунду. Технологически эти камеры очень продвинуты, но для сохранения изображений требуется использование более медленных стандартных видео-компьютерных интерфейсов. Хотя запись идет очень быстро, сохранение изображений происходит значительно медленнее. Чтобы уменьшить необходимое пространство для хранения и время, необходимое людям для изучения записи, для записи можно выбрать только те части действия, которые представляют интерес или актуальность. При записи циклического процесса для анализа промышленной поломки снимается только соответствующая часть каждого цикла.
Проблема для скоростных фотоаппаратов - необходимая выдержка для пленки; очень яркий свет необходим для съемки со скоростью 40 000 кадров в секунду, что иногда приводит к разрушению объекта исследования из-за высокой температуры освещения. Монохроматическая (черно-белая) съемка иногда используется для уменьшения необходимой интенсивности света. Даже более высокая скорость визуализации возможна с использованием специализированных электронных систем формирования изображения на устройствах с зарядовой связью (CCD), которые могут достигать скорости более 25 миллионов кадров в секунду. В этих камерах, однако, по-прежнему используются вращающиеся зеркала, как и в их старых пленочных аналогах. Твердотельные камеры могут достигать скорости до 10 миллионов кадров в секунду. Все разработки высокоскоростных камер сейчас сосредоточены на цифровых видеокамерах, которые имеют много эксплуатационных и экономических преимуществ по сравнению с пленочными камерами.
В 2010 году исследователи создали камеру, экспонирующую каждый кадр в течение двух триллионных долей секунды (пикосекунды ) для эффективной частоты кадров в полтриллиона кадров в секунду (фемто-фотография ). Современные высокоскоростные камеры работают путем преобразования падающего света (фотонов ) в поток электронов, которые затем отклоняются на фотоанод обратно в фотоны, которые затем можно записать на пленку или ПЗС.
Высокоскоростные камеры часто используется в науке для характеристики событий, которые происходят слишком быстро для традиционных скоростей пленки. Биомеханика использует такие камеры для захвата скоростных движений животных, таких как прыжки лягушек и насекомых, всасывающее кормление у рыб, удары богомолов. креветки, и аэродинамическое исследование вертолетоподобных движений голубей с использованием анализа движения результирующих последовательностей с одной или нескольких камер для характеристики движения либо в 2-D, либо в 3-D.
Переход от пленки к цифровой технологии значительно снизил сложность использования этих технологий с непредсказуемым поведением, в частности, за счет использования непрерывной записи и пост-триггера. При использовании пленочных высокоскоростных фотоаппаратов исследователь должен запустить фильм, а затем попытаться побудить животное выполнить такое поведение за короткое время до того, как пленка закончится, что приводит к множеству бесполезных сцен, в которых животное ведет себя слишком поздно или совсем не ведет себя. В современных цифровых высокоскоростных камерах камера может просто непрерывно записывать, когда исследователь пытается вызвать поведение, после чего кнопка триггера останавливает запись и позволяет исследователю сохранить заданный интервал времени до и после триггера (определяется частота кадров, размер изображения и объем памяти при непрерывной записи). Большая часть программного обеспечения позволяет сохранять подмножество записанных кадров, сводя к минимуму проблемы с размером файла за счет исключения ненужных кадров до или после интересующей последовательности. Такой запуск также можно использовать для синхронизации записи с нескольких камер.
Взрыв щелочных металлов при контакте с водой изучался с помощью высокоскоростной камеры. Покадровый анализ взрыва натрий-калиевого сплава в воде в сочетании с молекулярно-динамическим моделированием показал, что начальное расширение может быть результатом кулоновского взрыва, а не сгорания газообразного водорода, как считалось ранее..
Видеозаписи с цифровой высокоскоростной камеры во многом способствовали пониманию молнии в сочетании с электрическим полем измерительными приборами и датчиками, которые могут отображать распространение лидеров молний. за счет обнаружения радиоволн, генерируемых этим процессом.
При переходе от реактивного обслуживания к профилактическому обслуживанию это очень важно что поломки действительно понятны. Одним из основных методов анализа является использование высокоскоростных камер для характеристики событий, которые происходят слишком быстро, чтобы их можно было увидеть, например во время производства. Подобно использованию в науке, с возможностью до или после запуска камера может просто вести непрерывную запись, пока механик ожидает поломки, после чего сигнал запуска (внутренний или внешний) остановит запись и позволит исследователю сохранить заданный интервал времени до срабатывания триггера (определяется частотой кадров, размером изображения и объемом памяти во время непрерывной записи). Некоторое программное обеспечение позволяет просматривать проблемы в режиме реального времени, отображая только часть записанных кадров, минимизируя размер файла и проблемы времени просмотра, устраняя ненужные кадры до или после интересующей последовательности.
Высокоскоростные видеокамеры используются для расширения других промышленных технологий, таких как рентгеновская радиография. При использовании с подходящим люминофорным экраном, который преобразует рентгеновские лучи в видимый свет, высокоскоростные камеры могут использоваться для записи высокоскоростных рентгеновских видео событий внутри механических устройств и биологических образцов. Скорость изображения в основном ограничивается скоростью затухания люминофорного экрана и усилением интенсивности, которые имеют прямое отношение к экспозиции камеры. Импульсные источники рентгеновского излучения ограничивают частоту кадров и должны быть должным образом синхронизированы с кадрами камеры.
В 1950 году инженер армии США на Абердинском полигоне изобрел супер высокоскоростная камера, которая снимала кадры с точностью до одной миллионной секунды и была достаточно быстрой, чтобы записать ударную волну небольшого взрыва. Высокоскоростные цифровые камеры использовались для изучения того, как мины, сброшенные с воздуха, будут разворачиваться в прибрежных районах, включая разработку различных систем вооружения. В 2005 году высокоскоростные цифровые камеры с разрешением 4 мегапикселя, записывающие со скоростью 1500 кадров в секунду, пришли на смену 35-мм и 70-мм высокоскоростным пленочным камерам, используемым в установках для отслеживания на испытательных полигонах, которые фиксируют баллистические перехваты. движение
 | На Викискладе есть материалы, связанные с высокоскоростными камерами. |
