Como posso capturar o movimento de uma bala?

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Apenas começando com a fotografia.

Considere esta imagem:

insira a descrição da imagem aqui

(Esta foto foi tirada por Harold "Doc" Edgerton em 1964, usando sua câmera Rapatronic.)

Estou procurando uma câmera que possa capturar essa imagem.
Não estou procurando mais fps. menos fps é bom, mas deve ser capaz de capturar essa instância.

Quais recursos devo procurar em uma câmera assim? Qual deve ser a velocidade do obturador? Que outras coisas devo procurar?

high-speed 
— gpuguy
fonte
1
Esta foto é o clássico tirado por Doc Edgerton ( en.wikipedia.org/wiki/Harold_Eugene_Edgerton ) que praticamente inventou a fotografia estroboscópica.
— Paul Cezanne
Consulte iconicphotos.wordpress.com/2009/08/19/edgerton-rapatronic - 1 / 1.000.000 de segundo de velocidade estroboscópica.
— Paul Cezanne
@PaulCezanne edite minha pergunta e coloque essas informações no crédito da foto. Graças
— gpuguy
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Outra coisa que você precisa considerar: para onde vai a bala depois?
— Simon Kuang
gpuguy - Aqui está uma coleção de 'imagens icônicas' do Doc edgerton-digital-collections.org/galleries/iconic e aqui está um subconjunto de algumas "balas e explosões" edgerton-digital-collections.org/galleries/iconic/bullets | Se você realmente deseja fazer coisas como essas, vai querer trabalhar com coisas mais fáceis, e "trapacear" com "o mais lento que puder, mantendo o realismo" - as balas o ajudarão muito. Se você conseguir atingir o intervalo de 300 fps, então a janela do flash necessária de 10 uS ou mais ainda seria "muito difícil", pelo menos.
— Russell McMahon

Respostas:

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Como Michael disse, a velocidade do obturador é em grande parte irrelevante - a duração e o tempo do flash em relação à passagem da bala é o que conta. A velocidade do obturador pode ser tão lenta quanto útil - talvez até "bulbo".

Supondo que as fotos não sejam manipuladas: a
velocidade da bala deve ser organizada para ser o mais lenta possível, sem afetar adversamente o efeito no alvo. A bala não precisa se mover de maneira apreciável durante a exposição. Então, quanto tempo (ou curta) a exposição precisa ser?

Digamos que a bala viajasse a 100 pés por segundo.
A bala tem ~ 1 polegada de comprimento
e moveu um máximo de 5% de seu comprimento - talvez menos.
Então, tempo = 1 polegada x 5% / 100 pés / s
= 1/24.000 de segundo ou
~ = 40 μS.

A 1000 fps, isso seria 4 μS.
1 μS seria ainda melhor.

Um tubo de flash Xenon fará isso?

Wikipedia - flashtube

  • As durações de descarga para tubos de flash comuns variam de 1 microssegundo a dezenas de milissegundos e podem ter taxas de repetição de centenas de hertz. A duração do flash pode ser cuidadosamente controlada com o uso de um indutor.

Consulte a referência ao catálogo PerkinElmer abaixo.

Um "flash" baseado em LED fará isso?

Atingir esse tipo de resultado com iluminação LED exigiria níveis significativos de energia.
por exemplo, assuma 1 lux, área de iluminação de 250 mm x 200 mm, exposição de 10 μS, 100 ISO, f 1/1 (confie em mim)
EV = t = 10 -5
Para obter resultados do mundo real, se quisermos dizer EV = 100 em f / 1,4, precisamos iluminação de
Ev_100 / EV_1 x 1,4² / 10 -5 = 2 x 10 7 lux (!)
Sobre uma área de 250 mm x 200 mm = 0,05 m² que é
2 x 10 7 x 0,05 = 10 6 lúmens
Borda principal Os LEDs principais gerenciam cerca de 200 lúmens / Watt assim poder =
10 6 /200 = 5000 watts de iluminação LED (!!!).
Na prática, isso é necessário apenas para 10 μS, portanto a energia real é uma fração de Watt, MAS os LEDs DEVEM ser capazes de produzir o nível de potência de pico necessário e os LEDs brancos modernos têm uma relação pico: contínua de tipicamente inferior a 2: 1.

Então - "não realmente", até agora.
Visto que um tubo de flash Xenon adequadamente projetado pode ser capaz de produzir esses níveis muito altos de energia por períodos extremamente curtos.

Guia técnico PerkinElmer de qualidade excepcional Lâmpadas de arco e flash de alto desempenho

Diz:

insira a descrição da imagem aqui

Figura R, página 13

Adicionado:

Como Paul disse, a foto foi produzida pelo falecido Harold Edgerton e é uma das mais conhecidas. Você precisa estudar seu site sobre métodos e equipamentos.

Infelizmente, a duração do flash que calculei acima como regra geral estava quase certa e meu valor "bom" estava no milionésimo de segundo. Dê uma olhada no catálogo da PerkinElmer para saber o que você precisa.

Esta famosa foto de Harold Edgerton é especificamente identificada como tendo um tempo de exposição de 1/1.000.000 segundo.

insira a descrição da imagem aqui

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

Veja também:

Site da coleção de Harold "Doc" Edgerton

HE - método estroboscópico

Bala através da banana

Muitos aqui

E&OE - é tarde e ainda há trabalho a ser feito. Posso muito bem ter largado ou acrescentado uma potência de 10 ou mais acima ou feito algo realmente bobo - por qualquer meio, aponte quaisquer erros.
Seja gentil :-)

— Russell McMahon
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"A velocidade da bala deve ser organizada para ser o mais lenta possível", como organizar isso. Você pode elaborar sobre esse ponto? Não entendi.
— precisa saber é o seguinte
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@gpuguy A velocidade da bala depende da carga usada. As pessoas acostumadas a recarregar balas poderão produzir uma "carga" com uma velocidade de focinho bem abaixo do normal para uma arma de fogo de calibre específico. A maioria das armas do mundo real atinge MVs na faixa de 1000 a 4000 fps. Isso está acima do meu v superior de 1000 fps. De fato, uma carga muito leve pode estar em ordem - a maçã provavelmente ainda vai morrer. chuckhawks.com/rifle_ballistics_table.htm
— Russell McMahon
1
@gpuguy Se você não conhece alguém que recarrega e está disposto a gastar uma quantidade razoável de tempo em trabalho de tentativa / erro para descobrir o quão baixo a arma que você está usando pode ir enquanto ainda trabalha bem (velocidades anormalmente baixas podem causar confiabilidade problemas, principalmente para projetos semi-automáticos); procurar munição sub-sônica o levará ao limite inferior do que está disponível comercialmente (principalmente para armas de baixa potência mais antigas).
— Dan Is Fiddling Por Firelight
Não podemos reduzi-lo para 30 metros por segundo, porém, isso é mais lento que bolas de tinta - a resposta está desativada em pelo menos dez vezes. Todas as minhas armas têm mais de 1000 pés por segundo, os rifles na faixa de 3000 a 3500. Basta adicionar um zero a cada número na resposta. Além disso, adicione algumas informações de segurança - NUNCA se coloque na frente de uma linha de tiro ao vivo. Coloque o seu equipamento lá fora e arrisque-o a ser baleado, mas não fique em lugar nenhum diante das armas de fogo.
— Jasmine
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@ Jasmine Não errar nas velocidades do focinho por um fator de 10 indica que Russell não está realmente qualificado para fornecer essas informações? Além disso, acho implícito que as pessoas devem tomar as devidas precauções de segurança, independentemente do que estejam fazendo. Por exemplo, conselhos sobre fotografia de paisagem não são salpicados com "Não caia de penhascos. Cuidado com animais perigosos. Traga suprimentos adequados se estiver no deserto. Verifique a previsão do tempo". e assim por diante.
— precisa saber é o seguinte
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A câmera não importa. Nas fotografias de alta velocidade, como esta, é tudo sobre a velocidade do flash e poder dispará-lo exatamente no momento correto. O flash geralmente é disparado com um gatilho eletrônico que reage, após um atraso específico de vários milissegundos, ao ruído do disparo da arma. O obturador da câmera pode permanecer aberto por alguns segundos antes e após a exposição, pois, além do flash, a sala está totalmente escura.

— Michael C
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Para esta imagem, qual deve ser a velocidade do flash / obturador?
— precisa saber é o seguinte
5
"O obturador da câmera pode permanecer aberto por alguns segundos antes e depois da exposição" - o flash está fornecendo toda a luz, por isso não importa.
— Philip Kendall
1
9x19 tem velocidade de 390 m / se cerca de 1 cm de comprimento, se você puder tolerar um borrão de movimento de 5 mm, precisará da velocidade do flash de 0,005 / 390 ~ 1 / 80000s.
— Andrew
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@ gpuguy - não essas especificações, não - eles dizem o quão brilhante e a que ela se conecta, mas não por quanto tempo. A duração ou a velocidade do flash geralmente é medida como o tempo que o flash leva para passar da potência máxima à meia potência ou 10%. Também chamado de t / 0,5 e t / 0,1 vezes. photo.stackexchange.com/questions/1620/what-is-flash-duration seria o lugar para procurar, e talvez a resposta não precise de mais atenção.
— James Snell
1
@gpuguy - As perguntas são bem-vindas - mas precisam basear-se nas bases fornecidas por respostas anteriores. Você precisa examinar o material fornecido e entender o que está sendo informado antes de fazer mais perguntas. Se você não entende por todos os meios, pergunte sobre o que foi escrito. O 1/24000 segundos foi o tempo em que a bala se moveria 5% do seu comprimento, dadas as suposições que afirmei - incluindo uma velocidade MUITO LENTA do focinho. Leia a parte que eu publiquei do catálogo do PE (estava lá porque era relevante) e, em seguida, observe o catálogo. Sem flash 'normal' câmara irá fazer isso ....
— Russell McMahon
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Tirei fotos assim no laboratório de Doc Edgerton nos anos 80. A configuração foi simples.

  • Câmera básica de filme, nada de especial

  • Rifle montado permanentemente no final de um trilho longo

  • Suporte deslizante para o alvo que pode ser ajustado ao longo do trilho

  • Microfone conectado ao estroboscópio (na câmera ou nas proximidades)

Por experiência, adivinhamos aproximadamente onde colocar o microfone entre o rifle e o alvo. Pode fazer cálculos rápidos para obter uma estimativa.

  • Apaga as luzes. Afaste-se! Dispare um tiro de prática e observe onde está a bala. A duração muito curta do estroboscópio faz com que a bala se destaque claramente.

  • Acenda as luzes. Mova o alvo / suporte para onde o marcador apareceu. (mais simples do que mover o microfone ou ajustar o atraso em um gatilho eletrônico - basta mover o alvo para o local em que a bala aparecerá, com base na localização atual do microfone)

  • Repita os testes para ajustar a localização da bala, que foi muito repetível e consistente.

  • Tiro final: Coloque o objeto no suporte. Apaga as luzes. Coloque a câmera no modo bulbo. Fogo.

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— MikeW
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