Инерционность человеческого зрения не позволяет различать события длительностью менее 1/20 секунды. Так были изобретены такие полезные вещи, как кинематограф и телевидение. Но эта же инерционность мешает исследовать «на глаз» процессы, проходящие с большой скоростью или за короткое время.

Описание технологии

На помощь пришла техника специальной съемки. Заключается она в том, что событие записывается высокоскоростной камерой с большой частотой. А после его можно просмотреть либо в замедленном режиме, либо кадры по очереди. Это позволило заглянуть в «промежуток между мгновеньями» и изучить многие процессы, казавшиеся ранее недоступными – от взмаха крыльев бабочки до взрыва водородной бомбы. Значительная роль отводится этой технике в кино – редкий боевик обходится без «слоу моушн», замедленного показа красивого удара, взрыва или падения. Сегодня любительскую замедленную съемку может произвести практически каждый пользователь, современные смартфоны способны снимать видео на высокой скорости и в хорошем качестве. Начало технологии высокоскоростной съемки было положено еще в конце XIX века. Это стало возможным, когда чувствительность фотопластин выросла, и время экспозиции стало равняться не минутам, а долям секунды. В дальнейшем фототехника и материалы совершенствовались, и уже в 30-х годах ХХ века появились установки, способные делать до 1000 кадров в секунду. Такая скорость позволяла изучить многочисленные движения в живой природе, но оставалась недостаточной для новых отраслей – баллистики, физики взрыва или горения и стремительно развивающейся ядерной физики. Камеры для фиксации этих процессов были очень сложны, громоздки, дороги и практически недоступны. С появлением цифровых камер, в которых частота ограничивается не движением пленки или срабатыванием затвора, а разрешающей способностью матрицы, светосилой объектива и емкостью памяти, замедленная съемка стала возможна и на любительских устройствах.

Возможности высокоскоростных устройств

Такие аппараты используются в разных отраслях. • В научных исследованиях, чтобы зафиксировать взрыв, горение, химические реакции, технологические процессы, испытания материалов. Съемка высокоскоростной камерой применяется в гидро- и аэродинамике, при исследованиях плазмы, в станкостроении, автомобильной и авиационной промышленности. • При баллистических испытаниях для улучшения характеристик оружия для охоты, спорта или военного дела. • В биомеханике. Для изучения походки, сложных движений в спорте, гидродинамики рыб, механики полета насекомых и птиц. • Для анализа деформаций и столкновений. В автомобильной промышленности такие камеры позволяют провести анализ столкновения, срабатывания подушек безопасности, бамперов, ремней и отдельных узлов.

Особенности организации процесса

Проблема при съемке с большой частотой – обеспечить достаточную освещенность объекта. Выдержка составляет мили- или микросекунды. При частоте 1000 кадров в секунду освещенность объекта должна быть в (1000/25=400) раз большей, чем при стандартной съемке. • Стабильно поддерживать такое освещение на открытых площадках невозможно, поэтому съемку проводят в помещениях с собственными источниками света. • Необходимо продумать заранее размещение объектов, освещения, положение и направление камеры и раскадровку. Перемещение и настройка большого количества аппаратуры значительно увеличивает общее время работ. Придется рассчитать требуемую частоту кадров и разрешение. Часто это конкурирующие показатели, определяемые типом снимаемых процессов, временем экспозиции, видом снимаемых объектов.

Этапы подготовки

Съемку на высокой скорости используют сегодня практически в любом исследовании или кинофильме. К ее проведению лаборатория или студия должны быть подготовлены.
Вести запись в непрерывном режиме способны только дорогие профессиональные устройства. Длительность эпизода, снимаемого камерой среднего и даже высокого класса, не превышает нескольких секунд (нескольких десятков секунд). Затем его необходимо «перегнать» на ПК и повторить или продолжить процесс.
Необходимо заранее продумать ход эксперимента или явления, представить себе ожидаемый результат и выбрать наиболее выгодный ракурс. Следует также учитывать, что быстропротекающее явление (взрыв, столкновение, удар) является трудновоспроизводимым. Следует быть готовым к выполнению всех работ с первого раза.
Для съемки объекта в движении необходимо позаботиться о том, как оператор отследит его траекторию. Если событие происходит в определенном месте, потребуется штатив.
Нужно также предварительно позаботиться, чтобы объект оказался в фокусе – не все дальномеры успевают навестись на него за нужное время.
Если в эксперименте достаточно зафиксировать результаты, в художественном или документальном фильме (рекламе) следует позаботиться о режиссуре остальных эпизодов. Необходимо, чтобы снятый отрывок стал кульминацией всего процесса, и подвести зрителя к полноценному восприятию этого момента. Иногда проще заказать такую услугу в профессиональной студии, имеющей соответствующее оборудование и опыт работы.
Универсального технического средства для выполнения всех задач скоростной съемки не существует. Поэтому перед приобретением подходящей модели оборудования рекомендуем обратиться к нашим специалистам, чтобы заказать оптимальную технику для решения конкретной задачи.