Как снять фотографию, схожую с той, что вы видите ниже? Это бокал шампанского, разбитый при помощи пневматического пистолета. Данная идея, аналогичная идеям работ, опубликованных в этой галерее . Вы можете использовать эту технику, чтобы сфотографировать взрыв помидоров, воздушных шаров, наполненных водой, арбузов или даже вашей камеры Canon, когда вы разбиваете ее о стену, потому что не смогли разобраться в меню (простите, не удержался…).
Заморозка быстрого движения (также известная как высокоскоростная фотосъемка, англ.
High
Speed
Photography
) может обеспечить вам некоторые довольно необычные фотографические эффекты. Высокоскоростная фотосъемка применяется в физике, медицинских исследованиях, спорте и др. Это руководство объясняет, как запечатлеть чрезвычайно быстрое движение, используя обычную камеру и немного самодельной электроники. Я опишу, какие я использовал настройки, с какими проблемами я столкнулся и что я делал, чтобы решить их или миновать.
Вот хороший пример высокоскоростной фотосъемки:
Съемка воздушного шарика в тот момент, когда он лопается.
Взрыв яблока
Съемка таких изображений связана с множеством трудностей. Как можно точно рассчитать время при использовании выдержки меньше, чем 1/6000 секунды?!
Мы должны учесть лаг затвора, синхронизировать вспышку и время экспонирования в нужный момент.
Но лаг затвора любой нормальной камеры настолько велик, что это практически несовместимо с реальным временем экспонирования. И как вы синхронизируете вспышку с выдержкой менее 1/6000 секунды?
Чтобы обойти проблемы с лагом затвора и синхронизацией вспышки, экспонирование должно производиться в абсолютно темной комнате. Таким образом, затвор может быть открыт фактически без произведения экспонирования. Выдержка, установленная на камере, должна быть достаточно длинной для совершения действия, пока затвор все еще открыт. Поскольку комната темная, длинное экспонирование не возымеет эффекта на финальный результат (поскольку свет не проникает через объектив, воздействуя на матрицу/пленку).
Чтобы действительно получить «экспозицию», необходима вспышка. Длительность работы вспышки не будет совпадать с реальным временем экспонирования.
Итак, теперь нам нужно понять, как много времени нужно для срабатывания вспышки. Оказывается, что мощность вспышки на самом деле влияет на продолжительность освещения, и соответственно, на выдержку. Если вам нужна выдержка короче 1/6000 секунды, мощность должна быть уменьшена. Для получения дополнительной информации о длительности освещения, пожалуйста, ознакомьтесь с тестом, который я провел на своей вспышке Sigma EF-500 .
Теперь нам осталось только синхронизировать вспышку с действием, которое мы хотим зафиксировать.
Это может быть сделано несколькими способами. Например, синхронизация с лопающимся шариком может быть произведена при помощи звука. В случае с импульсным воздействием, таким как при контакте с пульками пневматического пистолета, систему можно привести в действие при помощи механического переключателя, как на картинке ниже. Когда пулька попадает в покрытие диска, она толкает переключатель, который затем запускает вспышку.
Вот мои настройки и ход работы при высокоскоростной фотосъемке (для кадра с воздушным шариком).
Приспособления:
- Воздушный шарик (мы собираемся его уничтожить, так что не выбирайте ваш любимый)
- Цифровая камера
- Штатив
- Вспышка Sigma
- Собранный в домашних условиях синхронизатор (больше информации). Если у вас нет IR синхронизатора, вы можете использовать схему универсального звукового синхронизатора .
- Игла (или пневматический пистолет, смотрите ниже)
- Фон (я использую черный лист бристольского картона)
Установка
Первый шаг - это создание сцены. Черный лист картона используется как фон . Воздушный шарик, вспышка, микрофон и камера размещаются, как на изображении ниже.
Настройки оборудования:
- Вспышка: IR синхронизатор и мощность 1/16.
- Камера: выдержка 1-2 сек, ISO 100-200, диафрагма f 11-16, ручной фокус.
- Микрофон: расстояние 50-70 см между объектом и микрофоном отлично подходит для синхронизации, в случае съемки кадра с прокалыванием шарика.
Следующий шаг - это построение кадра и фокусировка :
Пытаясь сохранить максимальную производительность объектива, я использую приближение или передвигаю штатив, пока не получаю желаемую компоновку кадра. Фокусировка может быть достигнута как автоматически, так и вручную, но не забудьте переключиться в ручной режим, чтобы заблокировать фокус, иначе камера будет стараться найти фокус, пока свет выключен.
Теперь пришло время проверить настройки и освещение. Все освещение выключено, а выдержка переведена в ручной режим (B, bulb).
Чтобы вспышка сработала, я просто хлопаю в ладоши. Потом я смотрю на получившееся изображение на камере, проверяя экспозицию, композицию, фокус и глубину резкости.
Для получения корректного освещения/экспозиции, вы можете увеличить или уменьшить:
Расстояние от источника света до шарика
- мощность вспышки
- значение диафрагмы на камере
- чувствительность ISO
Сделайте кадр
Тестирование повторяется, пока не будет достигнут удовлетворительный результат, и тогда уже может быть снят итоговый кадр. Это делается так же, как и во время проведения тестов, но вместо хлопка шарик лопается иглой.
Можно также наполнить шарик водой и снять кадр, используя вместо иглы пневматический пистолет.
Высокоскоростная съемка как способ замедлить быстропротекающее событие и разглядеть его в деталях впервые появилась в середине 19 века, и с тех пор интерес к этой технологии неуклонно растет, совершенствуется оборудование и его возможности, находится все больше областей ее применения.
Тем не менее, проведя небольшой анализ Интернет источников информации, мы пришли к выводу, что само понятие «высокоскоростная съемка» встречает несколько определений. Так, Википедия предлагает следующее ранжирование по скоростям:
- Ускоренная съемка – 32 - 200 к/с
- Скоростная съемка – 200 – 10 000 к/с
- Высокоскоростная съемка – 10 000 – 1 000 000 000 к/с.
Также можно встретить мнение, что скоростная съемка – любая съемка со скоростью более 25 к/с.
Профессиональные высокоскоростные камеры работают, как правило, на матрицах CMOS. Матрицы состоят из большого количества светочувствительных датчиков, которые преобразуют оптическое излучение (изображение объекта) в электрический сигнал. В зависимости от скорости съемки, разрешения и качества изображения системе, как правило, требуется сохранять данные со скоростью более 8 ГБ/с. Объем внутренней памяти современных высокоскоростных камер составляет, в зависимости от модели, примерно от 2 до 288 ГБ.
Для понимания ориентировочного времени съемки на такие камеры, рассчитаем его на примере. У нас есть камера Phantom Flex со стандартной внутренней памятью 32ГБ. Мы решили снимать в стандартном режиме со скоростью 2500 к/с и разрешением Full HD (12бит). На какое максимальное время съемки мы можем рассчитывать? Давайте разбираться. Исходя из того, что каждый кадр будет весить 3,11 МБ, а максимальная память – 32 ГБ, мы сможем записать примерно 11 000 кадров. И на это у нас уйдет порядка 4,4 секунд. То есть, используя только внутреннюю память камеры, время съемок составит всего несколько секунд. Если уменьшить скорость до, скажем, 300 к/с, то время съемки увеличится до 36 секунд. Уменьшив разрешение до HD при сохранении предыдущих параметров, мы получим 1,4 минуты записи.
Здесь стоит отметить, что даже полученные 1,4 минуты записи прерываются 15-20 минутами переноса материала на компьютер в зависимости от его характеристик, формата сохранения данных и категории кабеля «витая пара». А это, как Вы понимаете, неоправданная трата рабочего времени. Для оптимизации процесса записи, как правило, используют специальные устройства для записи, хранения и переноса большого объема данных - CineMag, CineFlash и CineStashion, согласованная работа которых позволяет свести к минимуму время ожидания и простоя камеры.
Основная мысль, которую мы хотели бы донести этими расчетами - чтобы выбрать оптимальные параметры съемки, нужно четко понимать стоящую перед Вами задачу и тонкости настроек камеры.
Как правило, все многообразие задач, для решения которых используют высокоскоростные камеры, можно условно разделить на два типа по ожидаемому результату: получить красивую картинку и получить материал для последующего анализа и вычислений. Опираясь на эту классификацию, мы будет постепенно разбираться с тонкостями высокоскоростной съемки и рассматривать их на конкретных примерах в следующих новостных статьях.
Ускоренная (рапидная) киносъёмка, по частоте превышающая стандартную (24 к/с), используется для создания эффекта замедленного движения, который востребован в проекции фильмов, телевидении, компьютерных играх, научном кинематографе. Она применяется с целью запечатления спортивных событий, для воспроизведения движения элементов макета или природных явлений согласно установленному масштабу времени. На экране демонстрируется воображаемое замедление темпа снятых явлений, и при этом зрителю предоставляется возможность рассмотреть промежуточные фазы процессов и плохо различимых деталей.
Особенности ускоренной съёмки
Виды съёмки:
- ускоренная, или рапид-съёмка (32-200 к/с) осуществляется посредством стандартной аппаратуры с грейферным механизмом и прерывистым движением плёнки;
- более скоростная съемка с частотой 200-10 000 к/с обеспечивается непрерывным равномерным движением плёнки с применением оптических и электронных методов манипуляции светом. Ускоренную съёмку ведут с рук из движущегося транспортного средства при помощи профессиональной или обычной любительской аппаратуры с расширенным диапазоном частот, необходимого для устойчивости изображения.
Технологии киносъёмок остаются почти неизменными с 1955 года, исключением становится создание электронного затвора, хотя изображение в настоящее время фиксируется не на плёнку, а на последовательность цифровых матриц, благодаря которым обеспечивается частота кадров 100 млн в секунду.
Степень ускорения ограничивается возможностями камеры, её конструкцией и динамикой. Для любительской аппаратуры характерна ускоренная съёмка - 64-72 к/с, для профессиональной - 360-600 к/с. Современные камеры способны обеспечить частоту 200 к/с с её постепенным увеличением с целью получения спецэффекта нарастания скорости. Если требуется большее ускорение, то прибегают к манипуляции кадрами на киноплёнке.
Существуют разнообразные виды съёмок в научной и прикладной кинематографии, в частности для исследования быстротекущих явлений и процессов. Одной из них является высокоскоростная, или рапид-съемка, с частотой более 250 кадров в секунду, позволяющая заснять процессы, недоступные восприятию человеческого глаза по причине кратковременности или высокой скорости явлений.
В число объектов исследования можно включить:
- движения живых существ: частота кадров составляет от 100 до 300 к/с, выдержка - 1/1000;
- функционирование механизмов (1-10000 к/с);
- разрушения и взрывы (10-100 тысяч к/с);
- ударные волны газов (100 тысяч - 1 млн к/с);
- электроразряды (10-100 млн к/с) и тому подобное.
Технические приёмы
Благодаря разнообразию условий, широкому спектру технических средств и разновидности частот, возможна профессиональная видеосъемка объектов высокого качества. Высокотехнологичная аппаратура кроме стандартных механизмов обработки изображений задействует также оптические ускорители, быстродействующие затворы, электронные и оптические преобразователи.
Высокоскоростное фотографирование обычно осуществляется посредством импульсных источников света (газоразрядных ламп, взрывных источников света, искровых разрядников с воздушным интервалом).
Хронофотография - промежуточный между фото-и киносъемкой способ запечатления последовательных фаз явлений с использованием вращающегося щелевого затвора. Полученные изображения наслаиваются друг на друга и совмещаются в единую ленту. Метод используется при непрерывном движении объекта наблюдения. Неповторимые эффекты обеспечивает открытый объектив с импульсным освещением.
Способы высокоскоростной киносъёмки
- Запечатление на прерывисто движущуюся пленку осуществляется при частоте 600 к/с с использованием механической системы транспортирования кинопленки.
- Более ускоренная съемка при частоте 1000 к/с реализуется с использованием пневмоустройств или при мобильности плёнки за счёт упругости петель, которые образуются за каналами фильма.
- Для достижения более высоких частот используются движущиеся светочувствительные материалы.
Эффект резких снимков последовательных преобразований возможен при смещении плёнки относительно объекта следующими способами.
Электронная коммутация
Метод, при котором щелевые обтюраторы отсекают лимитированные моменты времени для экспонирования кадра. За кратчайший промежуток времени относительно оптического изображения не превышает допустимой нерезкости негатива. Потребуется прерывистое освещение импульсными вспышками (длительностью 10-7 долей секунды) или расположенный перед кадровым разъёмом затвор наподобие обтюратора, но вместо выреза может быть миниатюрная щель (одна или несколько).
Оптическая коммутация
Если ускоренная съемка предполагает неподвижное изображение относительно равномерного движения киноплёнки, нужно в интервале экспонирования кадра нейтрализовать смещение световосприимчивого материала относительно изображения при помощи передвижения отражающей свет оптической системы, действующей со скоростью и в направлении движения плёнки.
Для реализации оптической компенсации подойдут зеркальный многогранник, стеклянная пластинка или призма в движении. Размер и положение оптического элемента должны обеспечивать соответствие линейного смещения движению кадров. Киноплёнка должна располагаться на поверхности многогранника в специальном канале фильма. Метод используется для малообъёмных процессов.
Предел повышения частоты при электрокоммутации лимитируется возможностью сокращения интервала между вспышками, а при оптической - скоростью вращения диска затвора и его диаметром.
Замедление проекции
Для наглядного просмотра на экране применяется замедленное движение, возможное как с повышением частоты киносъёмки, так и при замедлении движения киноплёнки в проекторе.
Недостатком метода является видимая прерывистость, а некоторые скоростные процессы вообще выпадают из поля зрения, скрываясь между отснятыми кадрами в ходе съёмки. Если замедление составляет более 1 к/с, демонстрация изображения напоминает слайд-шоу. Поэтому опциональное замедление чаще заменяют ускоренной съёмкой.
Современные приёмы киносъёмки
Следует также упомянуть профессиональную этику: во время больших мероприятий не так уж много выгодных позиций, которые подойдут для успешной съёмки, поэтому стоит позаботиться обо всех необходимых условиях заблаговременно.
Сверхбыстрая или высокоскоростная фотография – это съемка моментов и процессов, которые недоступны для человеческого глаза, поскольку они происходят слишком быстро. Заморозка быстрого движения посредством скоростной фотосъемки позволяет фотографу совершенно по-другому взглянуть на окружающий мир и, казалось бы, обыденные явления. Вокруг нас случается множество самых разнообразных вещей, причем настолько молниеносно, что мы едва успеваем моргнуть глазом.
Высокоскоростная съемка позволяет получать необычные фотографические эффекты. Сегодня она также используется в медицинских и научных исследованиях для изучения быстропротекающих физических процессов. Настоящие мастера скоростной фотосъемки стремятся поймать и запечатлеть картинку в правильное мгновенье, чтобы сделать из этого полноценное фотографическое искусство. Как же запечатлеть на фотографиях чрезвычайно быстрое движение, используя лишь цифровую камеру?
Что нужно для высокоскоростной съемки?
Поскольку обычные камеры способны записывать лишь считанное количество кадров в секунду, то фотографы, пользующиеся такими аппаратами, рискуют пропустить огромное количество интересных моментов в промежутках между этими кадрами. Но зачем пропускать эти яркие моменты, ведь замедленная, сверхбыстрая съемка может обеспечить получение самых невероятных и удивительных результатов? Для осуществления высокоскоростной съемки, в первую очередь, потребуется камера, которая способна делать как минимум 128 кадров в секунду и выше. Таких моделей цифровых фотоаппаратов в настоящее время довольно много, благо производители фототехники оснащают свои камеры возможностью ведения скоростной непрерывной съемки.
Фото wabisabi2015 / Foter / CC BY-NC-ND
Правда, значительная часть компактных фотоаппаратов любительского уровня, вероятно, не подойдет, поскольку в них существуют ограничения в параметрах настройки. Ведь для высокоскоростной съемки Вам нужен фотоаппарат, где Вы сможете вручную устанавливать значения светочувствительности ISO, выдержки и диафрагмы для того, чтобы обеспечить синхронизацию со вспышкой. Многие профессиональные зеркальные фотоаппараты из-за присутствия в их конструкции движущихся частей, в свою очередь, не могут обеспечить высокую скорость съемки. А значит, они также не годятся для подобной работы. Итак, при выборе камеры нужно убедиться в том, что она способна делать не менее 128 кадров в секунду и предоставляет фотографу все возможности для ручной настройки параметров съемки.
Следующее, что необходимо для сверхбыстрой фотосъемки – это электронная вспышка. Именно с помощью вспышки можно остановить движение и сделать замедленную, скоростную фотографию. И, конечно, Вам потребуется объект съемки. Тут все зависит от Вашей фантазии. Многие фотографы-энтузиасты занимаются тем, что снимают различные предметы в тот момент, когда они подвергаются разрушительному воздействию пули, выпущенной из пневматического оружия. Съемка в этот молниеносный момент действительно может принести впечатляющие кадры. Впрочем, возможны самые разные варианты. Например, съемка воздушного шарика, когда он лопается, съемка разбивающихся на мелкие кусочки электрических лампочек, фотографирование взрывающихся овощей и фруктов, съемка капель воды и многое другое.
При высокоскоростной съемке обычно используется ручная фокусировка. Светочувствительность устанавливается в районе 100 – 200 значений. В ручном режиме выбирается максимально короткая выдержка, чтобы «заморозить» движение. Естественно, что без штатива здесь не обойтись. Перед съемкой необходимо проверить композицию, фокус и глубину резкости, а также правильно подобрать значения выдержки и диафрагмы. Для получения корректного освещения при высокоскоростной съемке можно увеличить или уменьшить мощность вспышки, а также поменять значения чувствительности ISO и диафрагмы на камере.
Синхронизация
Одна из основных сложностей, с которой сталкивается фотограф при высокоскоростной съемке, заключается в необходимости синхронизировать работу камеры и вспышки. Тут нужно остановиться на том, как действует механизм затвора цифрового фотоаппарата. Как правило, затвор включает в себя так называемые шторки. При нажатии на кнопку спуска первая шторка открывается, и матрица фотоаппарата подвергается воздействию света. Далее опускается вторая шторка, в результате чего воздействие светом прекращается. На длинных выдержках можно легко управлять работой вспышки с тем расчетом, чтобы она сработала именно после открытия первой шторки или непосредственно перед закрытием второй.
Фото innoxiuss / Foter / CC BY-NC
Но как только устанавливается достаточно короткая выдержка, превышающая скорость синхронизации, затвор начинает работать быстрее. В результате, вторая шторка начинает движение еще до полного открытия первой. Между двумя шторками возникает определенный зазор, который перемещается вдоль затвора. Через этот затвор экспонируется матрица фотоаппарата. Однако если в этот момент сработает вспышка, то только небольшая часть кадра окажется экспонированной. Отсюда и возникают проблемы с экспонированием всего кадра при использовании максимально коротких выдержек и вспышки.
Чтобы обойти эту проблему, можно произвести экспонирование в абсолютно темной комнате. В этом случае затвор может оставаться открытым фактически без произведения экспонирования. Выдержка выбирается более длинная для совершения определенного действия, пока затвор фотоаппарата все еще открыт. Такое длинное экспонирование в темной комнате никак не повлияет на финальный результат.
Чтобы получить экспозицию, нужна только вспышка. Причем время работы вспышки не будет совпадать с реальным временем экспонирования. Теперь остается только понять, как много времени требуется для срабатывания вспышки. Здесь нужно понимать, что мощность вспышки напрямую влияет на продолжительность освещения и, соответственно, на выдержку. А значит, если Вы планируете снимать на выдержке короче 1/6000 секунды, то можно просто уменьшить мощность вспышки до нужного Вам уровня.
Впрочем, во многих современных моделях электронных вспышек уже присутствует специальный режим высокоскоростной синхронизации (HSS), когда вспышка испускает очень большое число коротких импульсов. Затвор фотоаппарата в это время работает,и кадр экспонируется полностью. В этом режиме вспышка не может выдавать свою полную мощность, поскольку она производит десятки тысяч световых импульсов за короткий промежуток времени. Свет излучается не одним коротким, мощным импульсом, а целой серией, поэтому для того, чтобы заморозить движение, Вам придется больше укорачивать выдержку.
Фото nebarnix / Foter / CC BY-NC-ND
Помимо синхронизации работы вспышки и затвора фотоаппарата, вспышку также требуется синхронизировать с тем действием, которое Вы хотите зафиксировать. Например, вспышка должна сработать ровно в тот момент, когда пуля из пневматического оружия попадет в воздушный шар. Такую синхронизацию можно произвести при помощи звука, либо посредством самодельного механического переключателя, который приводит в действие вспышку ровно в момент, когда пуля попадает в цель.
Лови момент
В высокоскоростной фотографии очень важно правильно поймать момент для того, чтобы сделать снимок. Все действие происходит молниеносно, поэтому иногда фотограф торопится или, наоборот, не успевает нажать на кнопку спуска, что приводит к не самым лучшим результатам. Умение поймать нужный момент для съемки, безусловно, приходит с опытом. В первые разы Вам, возможно, придется повторить все несколько раз, прежде чем Вы поймаете нужный момент и получите достойный результат. Поэтому высокоскоростная фотография требует от фотографа немало терпения и сноровки. Бывает довольно трудно поймать правильный момент, когда речь, например, идет о пуле, летящей в цель с огромной скоростью. В общем, это занятие для терпеливых и сильных духом людей.
Фото Ruben Chase / Foter / CC BY-SA
Если Вам надоели такие «обыденные» жанры, как пейзаж, макросъемка или портрет, имеет смысл попробовать свои силы в высокоскоростной фотографии. Она предоставляет фотографу широкое поле для творчества. Можно экспериментировать с настройками, выбирать различные предметы и явления для съемки, фотографировать с разных ракурсов для получения интересных кадров. Начав заниматься высокоскоростной фотосъемкой, Вы удивитесь, сколько ярких и завораживающих событий происходит вокруг нас, а мы даже не подозреваем об их потрясающей красоте.
Мы живем «здесь» и «сейчас». Привычное человеку пространство лежит в масштабах от километров до миллиметров, время — от лет до секунд. Наше воображение плохо вмещает вещи по‑настоящему большие, мы почти неспособны отметить события короче десятых долей секунды. А ведь именно там часто происходит самое интересное. Заглянуть за эти пределы позволяют технологии, и самые быстрые вещи фиксируются сверхскоростными видеокамерами. Бросок языка хамелеона, полет пули, ядерный взрыв, движение световой волны. Тысячные, миллионные доли секунды… и почти что триллионные.
Высокоскоростная съемка развивалась почти так же стремительно, как фотография и кино. И если в середине XIX века на получение одного кадра требовалась неподвижная экспозиция в четверть часа и дольше, то уже в 1878-м Эдвард Мейбридж смог со снимками в руках доказать, что при беге лошадь не всегда касается земли хотя бы одной ногой. Шотландский фотограф использовал хитроумную систему из 12 камер, затворы которых срабатывали от рывка нитей, привязанных поперек беговой дорожки.
Уже в 1930-х компания Eastman Kodak предлагала серийно производившуюся камеру, способную делать до 1000 кадров в секунду на ленту 16-миллиметровой пленки. Инженеры из Bell Telephone Laboratories разработали собственную систему для изучения физики дребезга релейных контактов, добравшись до планки в 5000 кадров. Их систему усовершенствовали в компании Wollensak — 10 000 кадров. Впрочем, настоящую скорость фотосъемка набрала благодаря изобретателю Цирси Миллеру, который в 1940 году запатентовал устройство с вращающимся зеркалом, обещавшее скорость миллион кадров в секунду.
Его патент лег в основу камеры, использованной участником проекта «Манхэттен» Берлином Брикснером для съемок первого в истории ядерного взрыва. Испытания «Тринити» фиксировали с 10-километрового расстояния, наставив на эпицентр сразу полсотни сложных съемочных аппаратов. В их числе была и еще одна примечательная камера, созданная профессором Массачусетского технологического института с подходящим прозвищем «Папа Флэш». Гарольд Эджертон считается отцом скоростной съемки, а его камера Rapatronic — первым образцом современных аппаратов.
Rapatronic | 1940-е годы
Эджертон уже больше десяти лет занимался высокоскоростной съемкой, когда ему предложили разработать камеру для фиксации невиданно быстрого (и невиданно секретного) события — ядерного взрыва. Для испытаний обычно использовали от четырех до двенадцати таких аппаратов, каждый из которых мог сделать лишь по одному кадру с выдержкой 10 наносекунд. Ни один протяжный механизм неспособен сработать на такой скорости, так что после каждого снимка камеры приходилось перезаряжать. Не справился бы и механический затвор, управляющий диафрагмой. Но именно тут и скрывался главный секрет Эджертона.
Свет, попадающий на объектив Rapatronic, блокировался парой поляризационных фильтров, повернутых относительно оптической оси перпендикулярно друг другу: один «отсекал» волны с вертикальной поляризацией, другой — с горизонтальной. Однако зазор между ними был заполнен прозрачной жидкостью нитробензола, способной вращать плоскость поляризации, если к ней приложить внешнее электромагнитное поле. Поле создавалось электромагнитной катушкой, запитанной от мощного конденсатора. При срабатывании такого затвора излучение с вертикальной поляризацией, пропущенное первым фильтром, слегка «подкручивалось», и второй фильтр, блокирующий все вертикальные волны, свободно его пропускал на чувствительную пленку.
Beckman & Whitley 192 | 1981 год
Еще один «пережиток» холодной войны — 726-килограммовая камера Beckman & Whitley 192 — тоже создавалась для съемки ядерных взрывов и снова отправляет нас к первым испытаниям в Неваде. Вращающиеся зеркала Цирси Миллера здесь обернулись вращением регистрирующей аппаратуры вокруг трехстороннего зеркала в центре мощной конструкции. Струя сжатого газа приводила ее в движение, разгоняя до 6000 оборотов в секунду, и неподвижные зеркала поочередно отражали свет на каждую из 82 закрепленных по краю фотокамер. Каждый кадр получал выдержку меньше миллионной доли секунды. И хотя с Rapatronic это не сравнится, 192-я позволяла снимать события более протяженные, а не отключалась после первого снимка. Похожим образом действовала и разработанная в 1950-х годах в СССР камера ФП-22. Только в ней вращалась система зеркал, так что луч стремительно обегал круг по длинной ленте специальной фотопленки, делая до 100 000 кадров в секунду. Ну а сама легендарная Beckman & Whitley 192, уже списанная, в 2000-х почти за бесценок досталась «охотнику за грозами», инженеру Тиму Самарасу. Он переделал ее на современный лад, заменив пленочные камеры на 82 10-мегапиксельные CCD-матрицы. Путешествуя с камерой в трейлере, Самарас сделал немало эффектных кадров с молниями и торнадо, пока не погиб в урагане, который пронесся над Оклахомой в конце мая 2013 года.
«Пикокамера» | 2011 год
Скорость этой системы позволяет записать даже короткий световой импульс, пока он распространяется от донышка бутылки, отражается колпачком и возвращается обратно. «Во всей Вселенной для этой камеры нет ничего слишком быстрого», — хвастались разработчики устройства. Это, конечно, некоторое преувеличение. Строго говоря, даже «триллиона кадров в секунду», как о том поспешили написать новостные издания, их система не делает: эффективное время экспозиции здесь составляет целых 1,71 пикосекунды. Но гордость разработчиков можно понять. Аппаратура, созданная в Массачусетском технологическом институте (MIT), способна уследить, как расширяется сферическая волна света, испущенного импульсным лазером. Как и у многих специальных лабораторных инструментов для измерения быстропротекающих процессов, в основе системы лежит электронно-оптическая камера. Устройство напоминает приборы ночного видения: световая вспышка, поступающая в камеру через щель, выбивает электроны с фотокатода. Они ускоряются и фокусируются в электромагнитном поле. Наконец, пучок отклоняется, двигаясь по экрану люминофора: каждому моменту времени соответствует определенный участок экрана. Такие камеры (и даже пикосекундные) производят достаточно давно, в том числе и в России. Однако они, как правило, не позволяют рассмотреть никаких деталей. Поэтому инженеры MIT дополнили устройство поворотным зеркалом, которое направляет щель камеры, «сканируя» всю сцену, и сложнейшими математическими алгоритмами, которые собирают всё в последовательную смену кадров.
Декларация по УСН
