Pourquoi les impulsions flash sont-elles si courtes?

J'ai été surpris d'apprendre que la plupart des flashs ne durent que 1 / 1000s au lieu de s'allumer pendant toute la durée d'exposition. Pourquoi? Si le flash devait s'allumer avant l'ouverture de l'obturateur et s'éteindre après la fermeture de l'obturateur, il n'y aurait jamais de problèmes de synchronisation du flash.

Pourquoi?

Fondamentalement, c'est à cause de la façon dont les flashs fonctionnent. Les tubes éclair génèrent de la lumière en déchargeant un condensateur à travers un tube rempli de xénon. L'arc électrique résultant produit une lumière blanche brillante. Mais un arc électrique continu produirait beaucoup de chaleur, ce qui affaiblirait le tube et consommerait beaucoup d'énergie, que les batteries ne peuvent pas fournir longtemps.

C'est une vraie déclaration, mais il manque le gros point. (Comme l'obturateur le verrait), il deviendrait simplement une lumière continue, comme n'importe quelle ampoule à incandescence (toujours allumée pendant toute la durée de l'obturateur ne se distinguerait pas de la lumière continue). Comme la lumière continue, il n'y aurait aucune capacité d'arrêt de mouvement.

Et même une ampoule de 500 watts à 1/200 seconde d'obturation équivaut à 500 x 1/200 = 2,5 watts de puissance absorbée, également avec une très faible efficacité de sortie. Le flash standard de la caméra peut être de 75 watts secondes, avec une efficacité de sortie plusieurs fois plus élevée et une sortie de lumière beaucoup plus élevée. Et est rapide et est beaucoup plus pratique à utiliser que l'ampoule de 500 watts. Les films hollywoodiens doivent utiliser des lumières continues, mais ils ont aussi de gros camions transportant d'énormes générateurs électriques.

Mais votre description est exactement ce qu'est la synchronisation haute vitesse (HSS), un "mode flash" proposé en option par certains appareils photo et certains flashs pour imiter la lumière continue (pour éviter les problèmes de synchronisation). Le HSS est donc un choix si vous voulez l'acheter et que vous voulez souffrir avec ses grandes limitations (de vitesse et de puissance). Mais il s'agit simplement d'une synchronisation à haute vitesse (ce qui signifie qu'une vitesse d'obturation rapide peut être utilisée car il n'y a pas de problème de synchronisation), mais le HSS est tout le contrairedu flash haute vitesse. Aucune vitesse d'obturation ne peut être aussi rapide qu'un flash. Et une lumière continue pendant une durée de vitesse d'obturation plus longue nécessiterait une puissance excessive (le mode HSS ne doit donc généralement pas fonctionner à plus de 20% environ du niveau de puissance du mode flash). Inversement, les flashes déchargent simplement un grand condensateur sous forme d'impulsion très rapide. Ce qui est généralement relativement lent à pleine puissance, mais les flashes sont appelés flashes car ils sont beaucoup plus rapides à des niveaux de puissance inférieurs.

Le mode de flash normal de l'appareil photo est appelé un flash (tous les flashs de l'appareil photo sont de type flash, mais seuls quelques flashs de studio le sont) deviennent encore plus rapides à des niveaux de puissance inférieurs, peut-être 1/30 000 seconde à 1/64 peut-être de la puissance. Ce qui est idéal pour arrêter le mouvement comme des éclaboussures de lait ou des ailes de colibri, où le flash peut être proche de l'action. Voir mon site à https://www.scantips.com/speed.html

Le flash est souvent un peu plus rapide que 1/1000 seconde, ce qui présente un grand avantage pour arrêter le mouvement et offrir une puissance de crête élevée pendant un instant. Photographier les enfants qui jouent en cours d'exécution lorsque vous utilisez un flash comme flash indirect à une puissance disante de 1/2 sera d'une durée de 1/1000 seconde et arrêtera assez bien l'action (même si la vitesse d'obturation par défaut est de 1/60 seconde). Cela suppose à l'intérieur, où la lumière ambiante continue est trop faible pour montrer un flou de mouvement.

D'autres ont abordé le côté technique des raisons pour lesquelles les flashs stroboscopiques sont extrêmement rapides.

Il existe des technologies d'éclairage photo alternatives qui font exactement ce que vous dites. Cette réponse aborde les avantages et les inconvénients d'entre eux:

Les `` flashs '' à LED comme on le voit dans les téléphones, etc. - ceux-ci allument une LED lumineuse pendant le temps nécessaire pour prendre une photo, puis l'éteignent. Ils sont couramment utilisés dans les téléphones, car ils offrent certains avantages dans les téléphones:

• La LED peut être réutilisée comme torche

• Un circuit d'attaque de LED est considérablement plus simple qu'un circuit de charge et de commande de flash

• (Je ne suis pas sûr à 100% de l'impact que cela a, car très souvent vous trouvez un téléphone avec un vrai flash, mais ...) Les flashs créent des interférences électromagnétiques, ce qui pourrait avoir un impact sur les fonctionnalités d'un téléphone, en particulier car un téléphone a plusieurs antennes à proximité. à l'endroit où le flash serait; éviter cela simplifie les contraintes de conception.

• Le circuit LED et pilote est extrêmement petit par rapport à un circuit de flash et de charge (qui doit inclure un condensateur et une inductance).

Vous remarquerez que ceux - ci ne gèlent pas le mouvement, et ils ne sont pas aussi brillants qu'un «vrai» flash, bien qu'ils soient éclairés par exemple 1 / 50e par seconde au lieu de 1 / 1000e. Cependant, vous devez considérer qu'ils sont également massivement plus petits qu'un pistolet flash classique, de sorte que la comparaison est injuste.

Éclairage continu - généralement considéré comme des lampes de studio ou des lampes vidéo.

Ceux-ci sont généralement basés sur les LED de nos jours, mais ce serait traditionnellement d'autres technologies (plus chaudes).

Ceux-ci ont des avantages et des inconvénients:

Avantages:

• Vous pouvez voir l'effet du flash sans déclencher le flash. C'était un énorme avantage avant les photos numériques, mais ces jours-ci, vous pouvez facilement prendre des photos de test et régler les flashs jusqu'à ce que vous soyez satisfait du résultat.

• Ils fournissent une lumière constante pour la vidéo

• Ils peuvent être moins «intrusifs» ou «perturbateurs». C'est très subjectif. Les flashs ne blessent ni ne dérangent pas les animaux (j'ai fait des prises de vue avec des vétérinaires avec flash, pas de problèmes), et lors d'un événement, un ou deux photographes ne perturbent pas vraiment l'utilisation du flash (les humains le filtrent), mais cela peut avoir un impact sur les enregistrements vidéo. Certains modèles peuvent trouver les flashs gênants.

• La plupart des éclairages LED modernes sont désormais réglables en température de couleur.

• Ils ne gèlent pas le mouvement, ce qui peut être un avantage, selon la prise de vue.

Les inconvénients

• Pour la même luminosité, ils sont plus grands et consomment beaucoup plus d'énergie que les flashs standard. Très bien pour un studio, mais un problème pour une utilisation portable.

• Ils deviennent chauds et rendent le modèle chaud. Même les lumières LED fraîches créent beaucoup plus de chaleur qu'un stroboscope, car elles sont allumées en continu.

• Il y a une limite à la puissance de sortie de l'éclairage continu portable, en raison des contraintes de puissance et de taille.

• encore une fois, ils ne gèlent pas le mouvement.

Si le flash devait s'allumer avant l'ouverture de l'obturateur et s'éteindre après la fermeture de l'obturateur, il n'y aurait jamais de problèmes de synchronisation du flash.

Il y aurait également une efficacité inférieure car une partie de la lumière émise par le flash capté par l'objectif ne serait pas capturée par l'appareil photo. Il faut environ 2 à 4 millisecondes pour qu'un rideau d'obturation mécanique traverse le capteur d'un appareil photo numérique moderne. Donc, même si la lumière s'est allumée juste au moment où le premier rideau a commencé à s'ouvrir et s'est éteinte exactement comme le deuxième rideau a fini de se fermer, pour tout temps d'obturation plus long que la vitesse de synchronisation qui est de 4 à 8 millisecondes lorsqu'une partie de la lumière du flash frappe une partie de l'avant d'un des rideaux de l'obturateur, plutôt que du capteur.

Étant donné que la sortie d'un flash n'est pas constante, cela signifierait également qu'une partie du cadre serait éclairée plus brillamment que d'autres parties. Avec un obturateur qui s'ouvre de haut en bas (de bas en haut de l'image inversée projetée par l'objectif), le bas du cadre qui a été allumé plus tôt dans la décharge du flash serait plus lumineux que la partie supérieure du cadre qui a été allumé lorsque l'énergie du flash commençait à se «tordre».

_{Canon 580EX à pleine puissance}

Commencé comme un commentaire à la belle réponse de Caleb et accidentellement transformé en réponse ...

Pour démarrer une décharge (incandescente), une haute tension est nécessaire (appelée tension de claquage). Lorsque le vide est rompu, la résistance chute presque instantanément de presque l'infini à près de zéro, ce qui entraîne un courant et une tension incroyablement élevés.

Seules les sources de courant dur peuvent supporter une décharge incandescente, contrairement à la batterie / au condensateur. La décharge flash est donc une décharge d'étincelle plutôt qu'une décharge incandescente.

Un autre problème serait la scène surexposée. Le même principe se trouve derrière les soi-disant phares au xénon dans les voitures - leur nom réel est HID, High Intensity Discharge. La décharge est trop lumineuse pour être utile pour un éclairage de longue durée.

De plus, la décharge brille non seulement dans la partie visible du spectre, il y a un rayonnement important dans la partie UV du spectre, une autre raison de ne pas l'utiliser pendant longtemps.

Tous ensemble:

• Pour maintenir une décharge durable, il faut une source de courant dure capable de pointes de haute tension.
• Le flash serait considérablement plus grand et plus lourd.
• La scène sera surexposée,
• La scène sera éclairée par une lumière UV intensive.

Il y a une raison semi-historique.

Les ampoules pyrotechniques et les flashs électroniques sont, de par leur nature, des dispositifs qui fonctionnent sur les effets chimiques / physiques à «rétroaction positive» (ce qui n'est pas très différent des explosions) - plus il y a de chaleur, plus la réaction / décharge est rapide - ce qui produit plus la chaleur à son tour - va.

De tels effets sont beaucoup plus difficiles à contrôler par rapport à l'éclairage presque littéralement au fusible et à la fuite (ce que vous avez fait avec des flashs à poudre ouverts antérieurs aux flashes pyrotechniques).

Dans le cas d'un flash électronique, une tension et un courant élevés sont impliqués. La construction d'un interrupteur pour la haute tension et le courant est facile. Circuits de construction pouvant contrôler la haute tension et le courant en douceur n'est pas du tout facile (gradateurs de lumière, thermostats, plaques à induction, outils électriques évitent le problème, la méthode de contrôle utilisée n'est pas du tout lisse par rapport à ce dont vous auriez besoin pour un flash) .

Bien sûr, c'est techniquement possible - les ampoules FP et les flashs électroniques à synchronisation lente existent après tout - mais ce n'est jamais la version la moins chère et la plus facile.