Como capturar um pêndulo oscilante?

Um pêndulo ao chegar aos extremos fica parado por um momento, permitindo-nos ver os detalhes da bobina e aumentando gradualmente sua velocidade em direção ao ponto de equilíbrio. Portanto, seu traço de trajetória é embaçado em nossos olhos.

A exposição longa pode retratar a trajetória, mas não os detalhes da bobina: o lapso de tempo, por outro lado, mostra muitos detalhes que o traço da trajetória não é retratado:

Este está fechado para o que estou procurando, mas não está em vista direta. A transição não é realmente suave.

Este é mais próximo, mas só mostra o bob uma vez, não nos dois extremos como no anterior. A trajetória também está desbotada.

P: Como retratá-los em uma imagem:

• Os detalhes do bob apenas nos dois extremos,

• O traço borrado da trajetória,

• A transição suave entre? Bônus se puder mostrar o gradualismo da velocidade.

Eu posso editar imagens / vídeos existentes ou configurar coisas.

^{FYI: Fenômeno relacionado interessante: Persistência da visão}

Vejamos a última foto.

• Se você quiser um fundo preto, tenha cuidado para não derramar luz. É relativamente fácil de controlar em um estúdio grande, é quase impossível em uma sala pequena. Você precisa de um plano de fundo distante. Você pode até fotografar do lado de fora à noite se o tempo permitir.

• Você precisa de alguma luz contínua para mostrar a trajetória. Observe que o pêndulo passa mais tempo no extremo do que na parte inferior da trajetória, porque fica parado nos extremos e mais rápido na parte inferior. É por isso que a trajetória parece desbotada. Você pode colocar sua fonte contínua de luz mais perto do fundo para mitigar esse efeito.

• Para mostrar detalhes congelados no pêndulo, você pode disparar o flash manualmente quando o pêndulo estiver nos dois extremos. O período do pêndulo é constante e depende apenas do comprimento da corda, para que você possa bater os pés no "ritmo" e acionar o flash quando necessário. Bert Stephani e David Hobby chamam isso de sincronização do BioWizard .

Então você pode tentar:

• Ambiente muito escuro, exceto por uma luz contínua próxima ao seu pêndulo.
• Lance o pêndulo.
• ISO 200, f / 10, comece 10 segundos de exposição.
• Adquira o ritmo, solte o flash manualmente uma vez nos dois extremos.
• Aguarde a exposição terminar.
• Tente novamente com parâmetros diferentes até parecer bom para você. Não é necessário Photoshop!

Aqui está um exemplo relacionado que tirei alguns anos atrás.

• Longa exposição em um tripé
• 1 LED vermelho no nariz do skate
• 1 LED azul na cauda
• 1 slide no meio para inverter a direção do skate
• 1 gatilho de flash manual durante o slide

Eu me pergunto o que aconteceria se, além das etapas oferecidas por esta excelente resposta , você usasse uma exposição longa o suficiente (por exemplo, de 5 a 10 minutos) para que a duração da viagem do pêndulo decaísse consideravelmente ao usar uma fonte de luz constante muito fraca ? (Ou até dois, um de cima e outro de baixo, para que você possa sinalizar os dois para que brilhem em direção ao fundo.)

Você precisaria fazer o flash piscar o mais rápido possível após abrir o obturador. Talvez seja sincronizado com o ritmo do pêndulo antes de abrir o obturador. Dessa forma, você captura a bobina com as duas rajadas de flash nos extremos do arco de viagem gravado na longa exposição.

À medida que o arco do pêndulo decai, o prumo passa cada vez mais tempo perto do centro do arco, pois deixa de gastar mais tempo nas extremidades. O período de oscilação permanece constante, mas a distância percorrida diminui, o que significa que a velocidade na parte inferior do arco também estaria diminuindo. Isso pode ajudar a equalizar o brilho da trilha borrada no meio em comparação com os extremos.

Considere adicionar uma fonte de luz à bobina, como um LED. Defina sua exposição por vários períodos do pêndulo e pisque sua fonte de luz externa nos extremos. Essa fonte de luz conectada deve traçar um caminho claro e os flashes devem iluminar os extremos.

Os LEDs são bastante direcionais, portanto, você deve poder controlar a quantidade de luz que vaza para a bobina. O LED pode ser alimentado por uma pequena bateria conectada à bobina ou alimentado através do cabo do pêndulo

Seu problema, na realidade, é um pouco mais técnico do que parece à primeira vista.

Parece que você precisa destes requisitos específicos:

A exposição deve refletir a velocidade; portanto, no ponto (1) deve parecer menos brilhante porque está passando mais rápido, o ponto de formiga (2) deve ser mais brilhante, porque está se movendo mais devagar e você deseja ver o objeto claramente em (3) nos extremos.

Vamos abordar os pontos 1 e 2.

Você não deseja usar uma única fonte de luz no centro porque terá um ponto de acesso no centro cancelando o efeito "velocidade". Essa luz irá expor mais no centro, se for grande o suficiente ou grande o suficiente. (Provavelmente uma grande luz difusa pode funcionar)

O que eu recomendo é que você exagere esse efeito de velocidade usando duas luzes laterais.

Portanto, o efeito é mais visível, porque você terá mais luz quando o pêndulo estiver nos extremos.

Mas aqui está o verdadeiro problema técnico.

Para expor exatamente o objeto nas bordas, você provavelmente precisará de um gatilho no sensor de luz, provavelmente no infravermelho, para que essa luz não seja adicionada à foto.

Mas você pode superá-lo de várias maneiras.

Ativando manualmente um flash nos extremos (eu recomendo um gatilho suave, provavelmente usando gatilhos remotos como o Yongnuo 603, o que é muito barato) porque o botão embutido no flash, o botão de teste geralmente é difícil de pressionar, por razões de segurança)

Eu não recomendaria uma exposição muito longa por uma razão, provavelmente pode detectar a deterioração de várias passagens, aumentando a exposição no centro. Obviamente, essa deterioração depende de quão grande é o pêndulo.

Tente limitar essa exposição a apenas 2-3 passagens, para não usar luzes muito fracas.

Algumas luzes podem ter um efeito de tremulação, então leve isso em consideração.

Se você quiser ter uma imagem de um único balanço para representar a velocidade e a trajetória, faria um pequeno ajuste na excelente resposta do @Eric.

Use um flash com a segunda sincronização de cortina, para eliminar qualquer exposição 'extra' à luz contínua, parando a exposição quando atingir o ponto inicial no balanço. O gatilho manual do flash seria necessário apenas para o ápice mais distante desde o início do balanço. Isso daria uma distribuição de luz mais uniforme para combinar com o balanço. Um tempo de exposição aleatório significa que o pêndulo será exposto durante toda a duração da exposição e, portanto, parecerá mais brilhante em qualquer parte de sua trajetória mais exposta (dentro da razão, um tempo de exposição muito longo, como sugeriu @Michael Clark, eliminaria efetivamente esse efeito )

Por exemplo, se a exposição parar quando o pêndulo estiver na metade do balanço e resultar na exposição da primeira metade do balanço pelo dobro do tempo que a segunda metade, isso será perceptível na imagem resultante. Quanto mais oscilações, menor o efeito, mas também significa que você verá a decadência do balanço, que suponho que não queira. Se sim, siga os conselhos de Michael.

Para uma resposta de software, em oposição a todas as excelentes respostas fotográficas , sugiro gravar um vídeo de alta resolução de um pêndulo bem iluminado por pelo menos 1 ciclo completo.

Você pode então dividir o vídeo em quadros (eu usaria o Image Magic convertido para isso), garantir que você tenha um número igual de quadros de cada ponto do ciclo e depois misturar a exposição ( Hugin ), mas com várias cópias do duas imagens finais, um pouco de brincadeira deve obter os resultados que você precisa. Onde o pêndulo estiver se movendo mais rápido, será mais escuro.

O ImageMagick e o Hugin são gratuitos, gratuitos e de código aberto e estão disponíveis para a maioria das plataformas.