High-Speed Photography

vaikka se on nyt yleistynyt, moderni valokuvaus on vielä melko uusi keksintö. Sen keksimisen jälkeen 1830-luvulla, valokuvaus on käynyt läpi useita tärkeitä kehitysvaiheita ja edistysaskeleita. Yksi näistä merkittävistä edistysaskeleista oli suurnopeuskameroiden kehittäminen. Näiden kameroiden avulla valokuvaajat pystyivät kuvaamaan ja luomaan kuvakohtaisen erittelyn tapahtumista tai tapahtumista liian nopeasti ihmissilmän havaittavaksi.

Suurnopeuskameroiden historia

ensimmäinen suuri läpimurto suurnopeuskameroiden kanssa tapahtui vuonna 1878. Kaliforniassa asuva Brittiläinen expat ja valokuvaaja Eadweard Muybridge sai tehtäväkseen selvittää valokuvien avulla, nostiko hevonen kaikki neljä kaviota maasta laukatessaan. Käyttämällä 24 kameraa, jotka on kiinnitetty hevosen laukkaavan reitin sanelemaan sulkimen laukaisujärjestelmään, hän kuvasi nopean liikesarjan, joka todistaa, että hevoset nostavat kaikki neljä kaviota maasta laukkaillessaan.

kahdeksan vuotta myöhemmin vuonna 1886 itävaltalainen fyysikko Peter Salcher nappasi ensimmäisen kuvan ääntä nopeammasta luodista. Itävaltalainen fysiikan professori ja filosofi Ernest Mach käytti salcherin valokuvaa ”Bullet In Flight” yliääniliikkeen tutkimuksissaan. Machin instrumentaaliteos yliääniliikkeessä on se, miksi äänen nopeus kantaa hänen sukunimeään.

hevonen liikkeessä. Eadweard Muybridge , via Wikimedia Commons

Kuvateksti:

hevonen liikkeessä. Eadweard Muybridge , via Wikimedia Commons

1930-luvulla Bell Telephone Laboratories osti Eastman Kodakilta suurnopeuskamerat releen pomppimisen vaikutusten tutkimista varten. Kamerat pyörittivät 16 mm: n filmiä 1000 kuvan sekuntinopeudella (fps) ja 100 jalan kantavuudella. Koska Bell Telephone Laboratories halusi entistä nopeampia kameroita, se kehitti oman suurnopeuskameransa. Nimeltään Fastax, tämä kamera voisi tuottaa 5000 fps.

myöhemmin laboratorio myi suunnittelunsa Wollensak Optical Companylle, joka paransi kameraa käsittelemään 10 000 fps. Vuonna 1940 Cearcy D. Miller haki patentin pyörivälle peilikameralle, joka teoriassa kykeni 1 000 000 fps: n nopeuteen.

kuinka Suurnopeuskamerat toimivat

herättääkseen liikkumattomista kuvista liikkeen tunteen, elokuvakamerat käyttävät ”katkonaista liikettä.”Jatkuvassa kuvasarjassa peräkkäisille filmikehyksille käytetään ajoittaista liikettä, jonka avulla filmi etenee asteittain kehyksittäin. Tämän seurauksena kuvat näyttävät liikkuvan ja tapahtuvan reaaliajassa, kun filmiä toistetaan eteenpäin normaalilla projektionopeudella.

kameratyö Los Alamosissa

Kuvateksti:

kameratyö Los Alamosissa

nopeat elokuvakamerat pystyvät tallentamaan äärimmäisen nopeilla nopeuksilla tapahtuvia aiheita ja tapahtumia synkronoimalla filmin nopeuden kuvan nopeuteen. Kun kuvasarja on tallennettu suurella nopeudella, elokuva voidaan toistaa normaalinopeudella, mikä aiheuttaa sekvenssin ilmestymisen hidastettuna ja mahdollistaa paremman visuaalisen analyysin.

toisin kuin perinteiset elokuvakamerat, suurnopeuskamerat eivät käytä katkonaista liikettä filminsä etenemiseen. Sen sijaan suurnopeuskameroissa käytetään jatkuvan etenemisen muotoa, jonka avulla filmi voi liikkua suuremmalla nopeudella kuin ajoittaisella liikkeellä. Yleisin tapa tuottaa tällaista etenemistä on korvata normaali kameran suljin pyörivällä yhdensuuntaisella lasilohkolla (pyörivä prismakuvaus).

prisman pyöriessä se liikuttaa kuvaa synkronoidusti filmin kanssa; samalla Prisma toimii suljimena. Nopeiden toimintojen hajottamiseksi entisestään ampumalla enemmän ruutuja sekunnissa kehitettiin pyörivä peili-ja pyörivä rumputekniikka. Lisätietoja siitä, miten tämäntyyppiset kamerat toimivat, klikkaa tästä.

Juovakuvaus on toinen merkittävä suurnopeuskuvauksen muoto. Viirukuvaus on samantyyppinen kuin ”photo-finish” – kuvissa käytetty valokuvaustyyppi. Viirukameroissa on rakoja normaalin kameran sulkimen sijaan. Nämä kamerat voivat käyttää pyörivää peiliä ja pyörivää rumpujärjestelmää nopeiden kuvien ottamiseen.

Los Alamos Innovations

Los Alamosissa, NM Manhattan-projektin aikana tiedemiehet käyttivät nopeaa valokuvausta tutkiakseen ja arvioidakseen ydinasesuunnitelmiaan ja-testejään. Suurnopeuskameroita käytettiin uraanin ”tykkityyppisen” pommin suunnittelun kokeiden kuvaamiseen. Nämä kamerat pystyivät kuvaamaan uraani-235: n” hitaan ” kriittisen insertioajan noin millisekunnin. Kriittisellä insertioajalla tarkoitetaan aikaa, joka tarvitaan yli riittävän halkeamiskelpoisen aineen muodostamiseen ydinketjureaktion ylläpitämiseksi eli kriittisen massan muodostamiseksi.

 Julian E. Mack Transit-tutkimuksessa Z

Kuvateksti:

Tri Julian E. Mack kauttakulussa Z-tutkimuksen aikana

kamerat eivät kuitenkaan olleet tarpeeksi nopeita kuvaamaan plutoniumiin perustuvia kokeita. Toisin kuin uraanilla, plutonium-240: llä on suuri spontaani fissio ja sen kriittinen insertioaika on pienempi, noin kymmenen nanosekuntia. Plutoniumpohjaisten testien ja aseiden kuvaamiseen Los Alamosin valokuvaajat tarvitsivat vielä nopeampia suurnopeuskameroita.

tutkiakseen imploosion rakennetta Los Alamosin Anchor Ranchin ja myöhemmin Trinityn alueella Optics Groupin jäsenet ja tiedemiehet kehittivät uusia ja paranneltuja valokuvaustekniikoita. Näitä tekniikoita olivat muun muassa pyörivä Prisma-ja pyörivä peilikuvaus, räjähdysvaarallinen salamavalokuvaus (”argon bomb”) ja salamaröntgenkuvaus. Brittiläisen fyysikon ja Manhattan-projektin tutkijan W. Gregory Marleyn keksimä Marley-kamera oli yksi ensimmäisistä suurnopeuskameravaihtoehdoista.

kuten Clay Perkins kuvailee the Voices of the Manhattan Project-sivuston haastattelussa, Los Alamosin tiedemiehet ”toivat Marleyn kameran Los Alamosiin ottamaan kuvia Kolminaisuuskokeesta.”The Marley camera” toimi pienten aukkojen pyörivällä pyörällä niin sanotusti yksittäisten kameroiden massan edessä. Yksi filminpala, mutta useita linssejä. Sen geometria mahdollisti jopa 100 000 kuvan ottamisen yhdessä sekunnissa.”Tämä nopeus teki atomipommin tutkimisesta edullista.

Porauskanava 10 000 jaardin n-suojan päällä. EKR. Benjamin ja Berlyn Brixner (keskellä)

Kuvateksti:

Poraus kanava päälle 10000 jaardin n suoja. B. C. Benjamin ja Berlyn Brixner (keskellä)

vaikka Marley-kameraa käytettiin pommin rakentamisprosessissa, Perkins huomautti, että kameraa ei lopulta käytetty Trinity-testissä, koska ” Trinity-testin aikaan Marley oli vanhentunut.”Raportissaan Trinityn tapahtumista T-5-valokuvausryhmän johtaja professori Julian Ellis Mack totesi, että” objektiivien kiinteä lyhyt tarkennus ja heikkolaatu olisivat todennäköisesti tehneet Marleyn kameran kuvista hyödyttömiä ” Trinity-testin aikana.

Asefysiikan osaston (Ryhmä G-11) Optiikan johtajana Mack työskenteli ryhmän jäsenten, kuten Berlyn Brixnerin kanssa testatakseen ja kehittääkseen kameroita, joita lopulta käytettiin Trinityssä. Parantaen nykyistä pyörivää, suurnopeuskamerateknologiaa, Mack keksi Mack Streak-kameran, pyörivän peilikameran, jossa on 0.0000001-toinen päätöslauselma. Tällä resoluutiolla kamera voisi ottaa kuvia 0,0000001 sekunnin välein, mikä antaisi vielä tarkemman kuvan kuvaa kohden nopeiden tapahtumien tutkimiseen.

haastattelussaan the Voices of the Manhattan Project, Berlyn Brixner muisteli Mackin värvänneen hänet operoimaan kameraa ja valokuvaamaan räjähdyksiä. Brixner kuvaili myös, miten Mackin juovakamera toimi: ”kuvasit esineen, joka oli räjähdys, olemaan kameran raolla. Sitten kuva välitettiin filmille ja se liikkui filmiä pitkin niin, että kun valo näkyi tuossa raossa, se tallentui filmille ja siten fyysikko pystyi kertomaan, mitä räjähdyksessä tapahtui. Se toimi hienosti.”

Photography at the Trinity Test

16.heinäkuuta 1945 Alamogordossa, New Mexicossa räjäytettiin Trinity-kokeessa ”Gadget”, plutoniumin imploosiolaite. Yhtenä pään valokuvaajat Trinity Test, Brixner auttoi orchestrate käyttö viisikymmentäkaksi eri kameroita kaapata testi filmille.

Mackin ”July 16th Nuclear Explosion, Space-Time Relationships”-raportin Kolminaisuuskoetta koskevan liitteen I mukaan kokeessa oli viisikymmentäkaksi erilaista kameraa, joita käytettiin kuvaamaan koetta filmille. Viidestäkymmenestäkahdesta kamerasta kutakin kameratyyppiä oli seuraava määrä:

  • 3 Fastax 8 mm kamerat
    10 000 N näyttää kameran asennuksen katolle, Cine e kamerat hyllyn alle, 24 Mitchell hyllylle, B L spektrografi taustalla

    Kuvateksti:

    10,000 N näyttää kameran asennuksen katolle, Cine e kamerat hyllyn alle, 24 Mitchell hyllylle, B & l spektrografi taustalla

  • 3 Fastax 16 mm kamerat
  • 3 hitaat Fastax 16 mm kamerat
  • 3 Fastax Primocard 16 mm kamerat
  • 4 Mitchell 35 mm kamerat
  • 24 Kodak Cine ”E” 16 mm kamerat
  • 2 Fairchild K-17b Aerokamerat
  • 4 Fairchild k-17b aerokameraa, joilla stereografiset ominaisuudet
  • 2 neulanreikäkameraa
  • 1 still-kamera
  • 3 shock Kytkinkamerat

testistä saatuja kuvia ja filmiä käytettiin pommin spektrografiseen ja myötöanalyysiin. Kuten yllä olevasta listasta on vihjattu, Trinity-testissä käytettiin erilaisia kameroita. Monissa näistä kameroista oli vaihtelevia filminopeuksia, linssejä ja valotuksia, jotta voitiin kuvata atomipommin räjähdyksen eri vaiheita.

Fastax-kameroita käytettiin tallentamaan pieniä yksityiskohtia räjähdyksestä. Pyörivillä rumpuspektrografikameroilla tarkkailtiin tulipallon lähettämiä valon aallonpituuksia. Neulanreikäkameroita käytettiin gammasäteiden tallentamiseen.

Brixnerin mukaan he ” saivat täydellisen tallennuksen noilla filmikameroilla koko räjähdyksestä. Testin loppuun mennessä kameroilla oli otettu noin 100 000 kuvaa.”Koska suurin osa tallentamisesta tehtiin elokuvakameroilla, suurin osa kuvista tulee yksittäisistä kehyksistä tai stilleistä elokuvafilmistä.

Kolminaisuuskokeen kameroissa käytettiin sekä mustavalkofilmiä että värifilmiä. Vaikka Jack Aebyn värivalokuva Trinity-testistä on tunnetuin, osassa Mackin ja Brixnerin kameroista käytettiin värifilmiä. Heinäkuun 16. raportissaan Mack totesi, että kaksikymmentäneljä Kodak Cine ”E” 16 mm: n kameraa käytti Kodachrome-filmiä. Eastman Kodakin vuonna 1935 julkaisema Kodachrome oli ensimmäisiä menestyneitä värielokuvia. Haastattelussaan Brixner sanoi kameroidensa värifilmillä ” tehneen joitakin tyydyttäviä kuvia, mutta ei mitään erityisen näyttävää.”

Legacy of High-Speed Cameras

Suurnopeuskameroita käytettiin edelleen kylmän sodan aikana muiden ydinkokeiden kuvaamiseen. Harold Edgerton, nykyaikaisen suurnopeuskuvauksen isä, muutti räjähdysten tallennustapaa keksimällä stroboskoopin ja Rapatronicin.

Rapatroninen Kuvaussarja operaatio Redwingistä Eniwetokin atollilla

Kuvateksti:

Rapatroninen Kuvausjakso operaatio Redwingistä Eniwetokin atollilta. Photo Courtesy of Federal government of the United States (http://sonicbomb.com/albums/album47/mahawk.jpg), via Wikimedia Commons

stroboskooppi käyttää valonvälähdyksiä, jotta ihmiset voivat nähdä kuvia, jotka tapahtuvat liian nopeasti, jotta ihmissilmä ei normaalisti näe. Stroboskooppi pystyy tähän synkronoimalla sähkövälähdyksensä taajuuden liikkeessä olevan kappaleen nopeuteen.

kun Edgerton yhdisti elektronisen stroboskoopin erikoiseen suurinopeuksiseen elokuvakameraan, hän pystyi järjestämään jokaisen salaman paljastamaan täsmälleen yhden filmikehyksen. Tällä tekniikalla hän pystyi saamaan nopeat tapahtumat näyttämään erittäin hidastetuilta.

Rapatroninen eli nopeatoiminen elektroninen suljin antoi edgertonille ja hänen kollegoilleen Kenneth Germeshausenille ja Herbert Grierille mahdollisuuden kuvata ydinräjähdyksiä Atomienergiakomissiolle (AEC). Suljin avautui ja sulkeutui kytkemällä magneettikentän päälle ja pois päältä. Valotusaikaa manipuloimalla ne voivat tuottaa jopa kahden mikrosekunnin valotuksen.

 Sinikeltaisen Veden Törmäys

Kuvateksti:

Sinikeltaisen Veden Törmäys. Valokuva: Joe Dyer (https://www.flickr.com/photos/[email protected]/8566188935/in/photolist-e3XXwF-oX5gy3-dnvb2E-9ztv4V-djzsie-kYGBPF-rgCrpf-cZYBv7-4XbTPh-cZYxvS-cZYzYG-cdUmEU-dMHZ8x-dmjsqu-bWSfkh-caGtgL-cgkGDb-nYtWeK-cgkGJ

Rapatronisten kuvien avulla AEC pystyi mittaamaan pommin laajenevan tulipalloräjähdyksen halkaisijan eri aikavälein ja siten määrittämään räjähdyksen tehokkuuden. Edgerton kuvasi Rapatronilla Vetypommikokeita Eniwetokin atollilla vuonna 1952.

suurten nopeuksien kameroiden innovaatiot Los Alamosissa ja kylmän sodan aikana vaikuttivat suuresti valokuvauskenttään. Uusien teknologioiden ja tekniikoiden, kuten kameroiden, joissa on lisääntynyt fps, Sähköiset välähdykset ja magneettisesti ohjatut suljinnopeudet, kehitys laajensi valokuvaussovelluksia tieteessä ja sen ulkopuolella. Nopea valokuvaus sisällytettiin Nasan tieteellisiin tutkimuksiin raketeista sekä laserien tutkimukseen. Tämäntyyppistä valokuvausta käytettiin myös lääketieteessä ja teollisuudessa.

valokuvaustekniikan saavutettavuuden ja digitaalikameroiden kehityksen myötä nopeasta valokuvauksesta on tullut osa visuaalista kulttuuria ympäri maailmaa. Nopea Valokuvaus ja hidastetut videot ovat nähtävissä kaikkialla museoista Flickr ja blockbuster elokuvia YouTube how-To ’ s. näin innovaatioiden perintö Los Alamos ulottuu kauas ydintieteen ja atomipommi.

vaikka se on nyt yleistynyt, moderni valokuvaus on vielä melko uusi keksintö. Sen keksimisen jälkeen 1830-luvulla, valokuvaus on käynyt läpi useita tärkeitä kehitysvaiheita ja edistysaskeleita. Yksi näistä merkittävistä edistysaskeleista oli suurnopeuskameroiden kehittäminen. Näiden kameroiden avulla valokuvaajat pystyivät kuvaamaan ja luomaan kuvakohtaisen erittelyn tapahtumista tai tapahtumista liian nopeasti ihmissilmän havaittavaksi. Suurnopeuskameroiden historia ensimmäinen suuri läpimurto suurnopeuskameroiden…

vaikka se on nyt yleistynyt, moderni valokuvaus on vielä melko uusi keksintö. Sen keksimisen jälkeen 1830-luvulla, valokuvaus on käynyt läpi useita tärkeitä kehitysvaiheita ja edistysaskeleita. Yksi näistä merkittävistä edistysaskeleista oli suurnopeuskameroiden kehittäminen. Näiden kameroiden avulla valokuvaajat pystyivät kuvaamaan ja luomaan kuvakohtaisen erittelyn tapahtumista tai tapahtumista liian nopeasti ihmissilmän havaittavaksi. Suurnopeuskameroiden historia ensimmäinen suuri läpimurto suurnopeuskameroiden…

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.