Comment capturer le mouvement d'une balle?

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Je commence juste par la photographie.

Considérez cette image:

entrez la description de l'image ici

(Cette photo a été prise par Harold "Doc" Edgerton en 1964 à l'aide de sa caméra Rapatronic.)

Je recherche un appareil photo capable de capturer une telle image.
Je ne cherche pas plus de fps. moins de fps, c'est bien, mais il doit être capable de capturer une telle instance.

Quelles fonctionnalités dois-je rechercher dans un tel appareil photo? Quelle doit être la vitesse d'obturation? Quelles autres choses dois-je rechercher?

high-speed 
— gpuguy
source
1
Cette photo est le classique pris par Doc Edgerton ( en.wikipedia.org/wiki/Harold_Eugene_Edgerton ) qui a à peu près inventé la photographie stroboscopique.
— Paul Cezanne
Voir iconicphotos.wordpress.com/2009/08/19/edgerton-rapatronic - 1 / 1,000,000th of a second strobe speed.
— Paul Cezanne
@PaulCezanne veuillez bien vouloir éditer ma question et mettre cette information en crédit photo. Merci
— gpuguy
2
Une autre chose que vous devez considérer: où va la balle après?
— Simon Kuang
gpuguy - Voici une collection des «images iconiques» de Doc edgerton-digital-collections.org/galleries/iconic anbd voici un sous-ensemble de quelques «puces et explosions» celles edgerton-digital-collections.org/galleries/iconic/bullets | Si vous aspirez vraiment à faire des choses comme ça, vous voudrez travailler à partir de plus faciles, et "tricher" avec des balles "aussi lentes que possible tout en conservant le réalisme" vous aidera grandement. Si vous parvenez à atteindre la plage de 300 images par seconde, la fenêtre flash de 10 uS ou plus requise sera tout de même "très difficile".
— Russell McMahon

Réponses:

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Comme Michael l'a dit, la vitesse d'obturation est largement hors de propos - la durée du flash et le timing par rapport au passage des balles sont ce qui compte. La vitesse d'obturation peut être aussi LENTE qu'il est utile - peut-être même une "ampoule".

En supposant que les photos ne sont pas trafiquées: la
vitesse des balles doit être arrangée pour être aussi lente que possible sans nuire à l'affect sur la cible. La balle ne doit pas bouger sensiblement pendant l'exposition. Alors, combien de temps (ou court) l'exposition doit-elle durer?

Disons que la balle se déplaçait à 100 pieds par seconde.
La balle mesure ~~~ 1 pouce de long
et a déplacé un maximum de 5% de sa longueur - peut-être moins.
Donc, temps = 1 pouce x 5% / 100 pieds / sec
= 1/24 000 e de seconde ou
~ = 40 μS.

À 1000 fps, ce serait 4 μS.
1 μS serait encore mieux.

Un tube flash au xénon fera-t-il cela?

Wikipédia - flashtube

  • Les durées de décharge pour les tubes éclairs courants varient de 1 microseconde à des dizaines de millisecondes et peuvent avoir des taux de répétition de centaines de hertz. La durée du flash peut être soigneusement contrôlée à l'aide d'une inductance.

Voir la référence au catalogue PerkinElmer ci-dessous.

Un "flash" à LED fera-t-il cela?

Atteindre ce type de résultat avec un éclairage LED nécessiterait des niveaux de puissance importants .
Par exemple, supposons 1 lux, zone d'éclairage 250 mm x 200 mm, exposition 10 μS, 100 ISO, f 1/1 (croyez-moi)
EV = t = 10 -5
Pour des résultats réels si nous voulons dire EV = 100 à f / 1,4, nous avons besoin illumination de
Ev_100 / EV_1 x 1,4² / 10 -5 = 2 x 10 7 lux (!)
Sur une surface de 250 mm x 200 mm = 0,05 m², soit
2 x 10 7 x 0,05 = 10 6 lumens
Les DEL supérieures du bord d'attaque gèrent environ 200 lumens / Watt afin de pouvoir =
10 6 /200 = 5000 Watt d'éclairage LED (!!!).
En pratique, cela n'est requis que pour 10 μS, la puissance réelle est donc une fraction de Watt MAIS les LED DOIVENT être en mesure de produire le niveau de puissance de crête requis et les LED blanches modernes ont un rapport crête / continu généralement inférieur à 2: 1.

Donc - "pas vraiment", pour l'instant.
Par contre, un tube flash au xénon convenablement conçu peut être capable de produire ces niveaux de puissance très élevés pendant des périodes extrêmement courtes.

Guide technique PerkinElmer extrêmement agréable Lampes flash et arc haute performance

Dit:

entrez la description de l'image ici

Figure R, page 13

Ajoutée:

Comme l'a dit Paul, la photo a été produite par le regretté Harold Edgerton et est l'une de celles pour lesquelles il est le plus connu. Vous devez étudier son site Web concernant les méthodes et l'équipement.

Hélas, la durée du flash que j'ai calculée ci-dessus par la règle de base était à peu près correcte et ma "belle" valeur était parfaite sur un millionième de seconde. Jetez un œil au catalogue PerkinElmer pour ce dont vous aurez besoin.

Cette célèbre photo de Harold Edgerton est spécifiquement identifiée comme ayant un temps d'exposition de 1/1 000 000e de seconde.

entrez la description de l'image ici

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

Voir également:

Site Web de la collection Harold "Doc" Edgerton

HE - méthode stroboscopique

Bullet through banana

Beaucoup ici

E&OE - il est tard et il y a encore du travail à faire. J'ai peut-être très bien laissé tomber ou ajouté une puissance de 10 ou quelques au-dessus ou fait quelque chose de vraiment stupide - par tous les moyens, signalez toute erreur.
Etre gentil :-)

— Russell McMahon
source
"La vitesse des balles doit être arrangée pour être aussi lente que possible", comment organiser cela. Pouvez-vous élaborer sur ce point? Je n'ai pas compris.
— gpuguy
3
@gpuguy La vitesse de la balle dépend de la charge utilisée. Les gens habitués au rechargement des balles pourront produire une "charge" avec une vitesse initiale bien inférieure à ce qui est normal pour une arme à feu de calibre donné. La plupart des armes du monde réel atteignent des MV dans une plage de 1000 à 4000 ips. C'est au-dessus de ma v supérieure de 1000 fps. Une charge très légère est en effet susceptible d'être en ordre - la pomme mourra probablement encore. chuckhawks.com/rifle_ballistics_table.htm
— Russell McMahon
1
@gpuguy Si vous ne connaissez personne qui se recharge et qui est prêt à consacrer beaucoup de temps à des essais / erreurs pour déterminer à quel point l'arme que vous utilisez peut descendre tout en fonctionnant bien (des vitesses anormalement basses peuvent être fiables) problèmes; principalement pour les conceptions semi-automobiles); la recherche de munitions subsoniques vous mettra au bord de ce qui est disponible dans le commerce (principalement pour les anciennes armes de poing à faible puissance).
— Dan Is Fiddling By Firelight
Nous ne pouvons cependant pas le réduire à 100 pieds par seconde, c'est plus lent que les balles de peinture - la réponse est au moins dix fois plus longue. Toutes mes armes de poing dépassent 1000 pieds par seconde, les fusils de la gamme 3000-3500. Ajoutez simplement un zéro à chaque numéro de la réponse. En outre, s'il vous plaît ajouter des informations de sécurité - Ne jamais se placer en face d'une ligne de tir en direct. Mettez votre équipement là-bas et risquez qu'il se fasse tirer dessus, mais ne soyez pas n'importe où devant des armes à feu.
— Jasmine
2
@ Jasmin Est-ce que le fait de se tromper de vitesse de la bouche par un facteur de 10 n'indique pas que Russell n'est pas vraiment qualifié pour donner cette information? De plus, je pense qu'il est implicite que les gens devraient prendre les précautions de sécurité appropriées quoi qu'ils fassent. Par exemple, les conseils sur la photographie de paysage ne sont pas parsemés de "Ne tombez pas des falaises. Faites attention aux animaux dangereux. Apportez des fournitures adéquates si vous êtes dans la nature. Consultez les prévisions météorologiques." etc.
— David Richerby
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La caméra n'a pas d'importance. Dans la photographie à grande vitesse telle que cette photo, il s'agit de la vitesse du flash et de pouvoir le déclencher précisément au bon moment. Le flash est généralement déclenché avec une gâchette électronique qui réagit, après un délai spécifique de plusieurs millisecondes, au bruit du coup de feu. L'obturateur de l'appareil photo peut rester ouvert pendant plusieurs secondes avant et après l'exposition, car à part le flash, la pièce est totalement sombre.

— Michael C
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Pour cette image, quelle devrait être la vitesse du flash / de l'obturateur?
— gpuguy
5
"L'obturateur de l'appareil photo peut rester ouvert pendant plusieurs secondes avant et après l'exposition" - le flash fournit toute la lumière, donc peu importe.
— Philip Kendall
1
9x19 a une vitesse de 390 m / s et environ 1 cm de longueur si vous pouvez tolérer un flou de mouvement de 5 mm, vous auriez besoin d'une vitesse de flash de 0,005 / 390 ~ 1 / 80000s.
— Andrew
2
@gpuguy - pas ces spécifications, non - elles vous disent à quel point elles sont lumineuses et à quoi elles se connectent, mais pas pour combien de temps. La durée ou la vitesse du flash est souvent mesurée comme le temps nécessaire au flash pour passer de la pleine puissance à la moitié de la puissance ou à 10%. Aussi appelé t / 0,5 et t / 0,1 fois. photo.stackexchange.com/questions/1620/what-is-flash-duration serait l'endroit où chercher, et peut-être que la réponse nécessite plus d'attention.
— James Snell
1
@gpuguy - Les questions sont les bienvenues - mais elles doivent être basées sur les fondements fournis par les réponses précédentes. Vous devez regarder le matériel fourni et comprendre ce qu'on vous dit avant de poser plus de questions. Si vous ne comprenez pas du tout, demandez ce qui a été écrit. Le 1 / 24000e seconde était le temps que la balle se déplacerait 5% de sa longueur , compte tenu des hypothèses que je déclaré - y compris un très lent vitesse initiale. Lisez la partie que j'ai publiée dans le catalogue PE (elle était là parce qu'elle était pertinente), puis regardez le catalogue. Aucun flash d'appareil photo «normal» ne fera cela ....
— Russell McMahon
8

J'ai pris des photos comme ça dans le laboratoire de Doc Edgerton dans les années 80. La configuration était simple.

  • Appareil photo argentique de base, rien de spécial

  • Fusil monté en permanence à l'extrémité d'un long rail

  • Support coulissant pour cible réglable sur le rail

  • Microphone connecté au flash (sur ou à proximité de la caméra)

Par expérience, nous devinions approximativement où placer le microphone entre le fusil et la cible. Peut faire des calculs rapides pour obtenir une estimation.

  • Éteindre les lumières. Reculer! Tirez un coup d'entraînement et observez où se trouve la balle. La très courte durée du stroboscope fait ressortir la balle assez clairement.

  • Allume la lumière. Déplacez la cible / le support à l'endroit où la balle est apparue. (plus simple que de déplacer le microphone ou de régler le retard sur un déclencheur électronique - déplacez simplement votre cible à l'endroit où la balle va apparaître, en fonction de l'emplacement actuel du microphone)

  • Répétez les tirs d'essai pour affiner l'emplacement de la balle, ce qui était très reproductible et cohérent.

  • Prise de vue finale: placez l'objet sur le support. Éteindre les lumières. Réglez l'appareil photo en mode ampoule. Feu.

entrez la description de l'image ici

— MikeW
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