High-Speed Photography

hoewel het nu gemeengoed is geworden, is de moderne fotografie nog steeds een vrij nieuwe uitvinding. Sinds de uitvinding in de jaren 1830 heeft de fotografie een aantal belangrijke ontwikkelingen en ontwikkelingen ondergaan. Een van deze grote vorderingen was de ontwikkeling van hogesnelheidscamera ‘ s. Met deze camera ‘ s konden fotografen een frame-by-frame analyse maken van gebeurtenissen of gebeurtenissen die te snel waren voor het menselijk oog om te onderscheiden.

geschiedenis van hogesnelheidscamera ‘s

de eerste grote doorbraak met hogesnelheidscamera’ s was in 1878. Eadweard Muybridge, een Britse expat en fotograaf die in Californië woont, kreeg de opdracht om foto ‘ s te gebruiken om te bepalen of een paard alle vier de hoeven van de grond tilde tijdens het galopperen. Met behulp van vierentwintig camera ‘ s bevestigd aan een ontspanknop systeem gedicteerd door het galopperende pad van het paard, legde hij een high-speed motion sequence vast waaruit bleek dat paarden alle vier de hoeven van de grond tillen tijdens het galopperen.Acht jaar later, in 1886, maakte De Oostenrijkse natuurkundige Peter Salcher het eerste beeld van een supersonische kogel. De Oostenrijkse natuurkundeprofessor en filosoof Ernest Mach gebruikte Salcher ‘ s foto, “Bullet in Flight”, in zijn studies van supersonische beweging. Mach ‘ s instrumentale werk in supersonische beweging is de reden waarom de snelheid van geluid zijn achternaam draagt.

het paard in beweging. Eadweard Muybridge, via Wikimedia Commons

bijschrift:

het paard in beweging. Eadweard Muybridge , via Wikimedia Commons

in de jaren 1930 kochten Bell Telephone Laboratories hoge-snelheidscamera ‘ s van Eastman Kodak voor hun onderzoek naar de effecten van relay bounce. De camera ‘ s liepen 16 mm film met 1000 frames per seconde (fps) en een laadvermogen van 100 voet. Met een verlangen naar nog snellere camera ‘ s ontwikkelden Bell Telephone Laboratories hun eigen hogesnelheidscamera. Met de naam Fastax kon deze camera 5000 fps produceren.

Later verkocht het laboratorium het ontwerp aan de Wollensak Optical Company, die de camera verbeterde tot 10.000 fps. In 1940 diende Cearcy D. Miller een patent in voor een roterende spiegelcamera die theoretisch in staat was tot 1.000.000 fps.

Hoe werken hogesnelheidscamera ‘s

om een gevoel van beweging op te wekken bij stilstaande fotografische beelden, gebruiken filmcamera’ s “intermitterende beweging”.”Bij het vastleggen van een continue reeks beelden op opeenvolgende frames van film, wordt intermitterende beweging gebruikt om de film frame voor frame geleidelijk vooruit te helpen. Als gevolg hiervan lijken de beelden te bewegen en gebeuren ze in real time wanneer de film vooruit wordt afgespeeld met een normale projectiesnelheid.

camerawerk bij Los Alamos

bijschrift:

camerawerk bij Los Alamos

High-speed bioscoopcamera ‘ s zijn in staat om onderwerpen en gebeurtenissen met extreem hoge snelheden vast te leggen door de snelheid van de film te synchroniseren met de snelheid van het beeld. Na het opnemen van een reeks beelden op hoge snelheid, kan de film worden afgespeeld op normale snelheid, waardoor de reeks te verschijnen in slow motion en zorgt voor een betere visuele analyse.In tegenstelling tot conventionele filmcamera ’s gebruiken hogesnelheidscamera’ s geen intermitterende beweging om hun film vooruit te brengen. In plaats daarvan gebruiken hogesnelheidscamera ‘ s een vorm van continue vooruitgang waardoor de film met een hogere snelheid kan bewegen dan met intermitterende beweging. De meest voorkomende manier om dit soort vooruitgang te produceren is het vervangen van de normale camera sluiter met een roterende parallel-zijdige glazen blok (roterende prisma Fotografie).

als het prisma draait, beweegt het de afbeelding synchroon met de film; tegelijkertijd dient het prisma als de sluiter. Om de snelle acties nog verder af te breken door meer frames per seconde te fotograferen, werden roterende spiegel-en roterende trommeltechnieken ontwikkeld. Voor meer informatie over hoe dit soort camera ‘ s werken, Klik hier.Streakfotografie is een andere relevante vorm van hogesnelheidsfotografie. Streak fotografie is vergelijkbaar met het type fotografie gebruikt in “photo-finish” beelden. Streak camera ‘ s hebben spleten in plaats van de normale camera sluiter. Deze camera ‘ s kunnen de roterende spiegel en roterende trommelsystemen gebruiken om snelle beelden te maken.

Los Alamos Innovations

in Los Alamos, NM tijdens het Manhattan Project gebruikten wetenschappers hogesnelheidsfotografie als een manier om hun ontwerpen en tests van kernwapens te bestuderen en te evalueren. Hoge-snelheidscamera ‘ s werden gebruikt om tests van het uranium “gun-type” bom ontwerp te fotograferen. Deze camera ’s waren in staat om uranium-235′ s “langzame” kritische invoegtijd van ongeveer een milliseconde vast te leggen. Kritische insertietijd is de hoeveelheid tijd die nodig is om meer dan genoeg splijtbaar materiaal te vormen om een nucleaire kettingreactie in stand te houden, bekend als het vormen van een kritische massa.

Julian E. Mack tijdens Transit tijdens enquête bij Z

bijschrift:

Julian E. Mack bij Transit tijdens onderzoek van Z

de camera ‘ s waren echter niet snel genoeg om de experimenten op basis van plutonium te fotograferen. In tegenstelling tot uranium, plutonium-240 heeft een hoge snelheid van spontane splitsing en heeft een kleinere kritische insertietijd van ongeveer tien nanoseconden. Om op plutonium gebaseerde tests en wapens te fotograferen, hadden fotografen van Los Alamos nog snellere hogesnelheidscamera ‘ s nodig.

om het implosieontwerp op de Anchor Ranch-site van Los Alamos en later de Trinity-Site te bestuderen, ontwikkelden leden van de Optics group en wetenschappers nieuwe en verbeterde fotografische technieken. Deze technieken omvatten roterende prisma en roterende spiegel Fotografie, high-explosive flash (“argon bomb”) fotografie, en flash x-ray fotografie. Uitgevonden door de Britse natuurkundige en Manhattan Project wetenschapper W. Gregory Marley, de Marley camera was een van de eerste high-speed camera opties. Zoals Clay Perkins beschrijft in zijn interview op de website van The Voices of The Manhattan Project, brachten wetenschappers van Los Alamos de Marley-camera naar Los Alamos om foto ‘ s te maken van de Trinity-test.”De Marley camera” werkte met een spinnewiel van kleine sleuven voor een massa van individuele camera ‘ s, zo te zeggen. Een stuk film, maar met meerdere lenzen. De geometrie van die foto ‘ s konden worden genomen tot 100.000 frames in een seconde.”Deze snelheid maakte het voordelig om de atoombom te bestuderen.

Boorkanaal bovenop een schuilkelder van 10.000 yard N. B. C. Benjamin en Berlyn Brixner (centrum)

bijschrift:

boren kanaal op de top van 10.000 yard N shelter. B. C. Benjamin en Berlyn Brixner (centrum)

hoewel de Marley-camera werd gebruikt in het ontwikkelingsproces van de bom, merkte Perkins op dat de camera uiteindelijk niet werd gebruikt bij de Trinity-Test omdat “tegen de tijd van de Trinity-Test, de Marley verouderd was.”In zijn rapport over de gebeurtenissen bij Trinity merkte de leider van de T-5 Fotografie groep Professor Julian Ellis Mack op dat” de vaste korte focus en lage kwaliteit van de lenzen waarschijnlijk de Marley camera foto ’s nutteloos zouden hebben gemaakt” tijdens de Trinity Test.Als hoofd optica in de weapons Physics Division (groep G-11) werkte Mack samen met groepsleden, waaronder Berlyn Brixner, om camera ‘ s te testen en te ontwikkelen die uiteindelijk gebruikt werden bij Trinity. Het verbeteren van de bestaande roterende, high-speed camera technologie, Mack uitgevonden de Mack Streak Camera, een roterende spiegel camera met een 0.0000001 – tweede resolutie. Deze resolutie zou de camera in staat stellen om beelden vast te leggen met intervallen van 0,0000001 seconden, waardoor nog meer details per frame voor het bestuderen van gebeurtenissen met hoge snelheid.In zijn interview over the Voices of the Manhattan Project herinnerde Berlyn Brixner aan Mack die hem rekruteerde om de camera te bedienen en explosies te fotograferen. Brixner beschreef ook hoe Mack ‘ s streak camera werkte: “je verbeeldde het object, dat een explosie was, om op de spleet van de camera te staan. Toen werd dat beeld doorgegeven aan de film en dat bewoog langs de film zodat als er licht verscheen in die spleet, het werd opgenomen op de film en op die manier kon de natuurkundige vertellen wat er gaande was in de explosie. Het werkte prachtig.”

Fotografie tijdens de Trinity Test

op 16 juli 1945 in Alamogordo, New Mexico, werd de “Gadget”, een plutoniumimplosie apparaat, tot ontploffing gebracht tijdens de Trinity Test. Als een van de hoofdfotografen voor de Trinity-Test, hielp Brixner bij het orkestreren van het gebruik van tweeënvijftig verschillende camera ‘ s om de test op film vast te leggen.Volgens bijlage I van Mack ‘ s “July 16th Nuclear Explosion, Space-Time Relationships” report on the Trinity Test, waren er 52 verschillende camera ‘ s gebruikt om de test op film vast te leggen. Van de tweeënvijftig camera ’s waren er het volgende aantal van elk type camera:

  • 3 Fastax 8 mm-camera’ s
    10,000 N toont camera-installatie op dak van shelter, Cine E-camera ' s Onder plank, 24 Mitchell op plank, B L spectrograaf op achtergrond

    bijschrift:

    10,000 N shows camera-installatie op het dak van onderdak, Cine-E camera ‘ s onder de plank, 24 Mitchell op de plank, B & L Spectrograaf op de achtergrond

  • 3 Fastax 16 mm camera ‘s
  • 3 Langzaam Fastax 16 mm camera’ s
  • 3 Fastax Primocard 16 mm camera ‘s
  • 4 Mitchell 35 mm camera’ s
  • 24 Kodak Cine “E”, 16 mm camera ‘s
  • 2 Fairchild K-17B Aero camera’ s
  • 4 Fairchild K-17B Aero camera ’s met een stereografische vermogens
  • 2 Pinhole Camera’ s
  • 1 Camera
  • 3 Schokken Switch camera ‘ s

de beelden en film gegenereerd door de test werden gebruikt voor spectrografische en rendementsanalyse van de bom. Zoals aangegeven in de bovenstaande lijst, een verscheidenheid van camera ‘ s werden gebruikt tijdens de Trinity Test. Veel van deze camera ‘ s hadden verschillende filmsnelheden, lenzen en belichtingen om verschillende stadia van de atoombomexplosie vast te leggen.

Fastax-camera ‘ s werden gebruikt om minieme details van de explosie vast te leggen. Roterende-drum spectrograph camera ‘ s werden gebruikt om licht golflengten uitgezonden door de vuurbal te controleren. Pinhole camera ‘ s werden gebruikt om gammastralen op te nemen.Volgens Brixner kregen ze “een volledig verslag van die filmcamera’ s van de hele explosie.”Aan het einde van de test,” werden er ongeveer 100.000 foto ’s genomen met al die camera’ s.”Omdat het grootste deel van de opname werd gedaan op filmcamera’ s, een meerderheid van de foto ’s komen uit individuele frames of foto’ s van de film.

zowel zwart – witfilm als kleurfilm werden gebruikt in camera ‘ s tijdens de Trinity Test. Terwijl Jack Aeby ’s kleurenfoto van de Trinity Test de meest bekende is, gebruikten sommige camera’ s van Mack en Brixner kleurenfilm. In zijn rapport van 16 juli merkte Mack op dat de 24 Kodak Cine “E” 16 mm camera ‘ s Kodachrome film gebruikten. Kodachrome werd uitgebracht door Eastman Kodak in 1935 en was een van de eerste succesvolle kleurenfilms. In zijn interview, Brixner zei dat zijn camera ’s met kleurenfilm” maakte een aantal bevredigende foto ‘ s, maar niets bijzonder spectaculair.”

Legacy of High-Speed Cameras

High-speed camera ‘ s bleven tijdens de Koude Oorlog gebruikt worden om andere kernproeven vast te leggen. Harold Edgerton, de vader van de moderne high-speed fotografie, veranderde de manier waarop deze explosies werden opgenomen met zijn uitvinding van de stroboscoop en Rapatronic.

Rapatronische Fotosequentie van Operatie Redwing op Eniwetok-Atol

bijschrift:

Rapatronische fotoreeks van Operatie Redwing op Eniwetok Atol. Foto met dank aan de federale regering van de Verenigde Staten (http://sonicbomb.com/albums/album47/mahawk.jpg), via Wikimedia Commons

de stroboscoop gebruikt lichtflitsen om mensen beelden te laten zien die te snel gebeuren voor het menselijk oog om normaal te zien. De stroboscoop kan dit doen door de frequentie van zijn elektrische flitser te synchroniseren met de snelheid van een bewegend object.

toen Edgerton de elektronische stroboscoop combineerde met een speciale high-speed filmcamera, was hij in staat om elke flits te rangschikken om precies één frame film bloot te leggen. Met behulp van deze technologie, kon hij high-speed gebeurtenissen verschijnen in extreem slow motion.Met de Rapatronic of Rapid Action elektronische sluiter konden Edgerton en zijn collega ‘ s Kenneth Germeshausen en Herbert Grier nucleaire explosies vastleggen voor de Atomic Energy Commission (AEC). De sluiter werd geopend en gesloten door een magnetisch veld aan en uit te zetten. Door de sluitertijd te manipuleren, kunnen ze een belichting van twee microseconden genereren.

Blue Yellow Water Collision

Bijschrift:

Blauw Geel Water Botsing. Foto met dank aan 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

de beelden van Rapatronic stelden de AEC in staat om de diameter van de explosie van de bom op verschillende tijdstippen te meten en zo de efficiëntie van de explosie te bepalen. Edgerton gebruikte de Rapatronic om de waterstofbom proeven op Eniwetok atol in 1952 te fotograferen.

de innovaties van hogesnelheidscamera ‘ s in Los Alamos en tijdens de Koude Oorlog hadden grote invloed op de fotografie. De ontwikkelingen van nieuwe technologieën en technieken zoals camera ‘ s met verhoogde fps, elektrische flitsers en magnetisch geregelde sluitertijden breidden de toepassingen voor fotografie binnen de wetenschap en daarbuiten uit. High-speed fotografie werd opgenomen in wetenschappelijke studies van raketten bij NASA evenals onderzoek van lasers. Dit type fotografie werd ook gebruikt in de geneeskunde en in de productiesector.

door de toegankelijkheid van fotografische technologie en de vooruitgang van digitale camera ‘ s is hogesnelheidsfotografie een onderdeel geworden van de beeldcultuur over de hele wereld. High-speed fotografie en slow motion video ’s zijn overal te zien, van musea tot Flickr en van blockbuster films tot YouTube how-to’ s. op deze manier reikt de erfenis van innovaties bij Los Alamos veel verder dan nucleaire wetenschap en de atoombom.

hoewel het nu gemeengoed is geworden, is de moderne fotografie nog steeds een vrij nieuwe uitvinding. Sinds de uitvinding in de jaren 1830 heeft de fotografie een aantal belangrijke ontwikkelingen en ontwikkelingen ondergaan. Een van deze grote vorderingen was de ontwikkeling van hogesnelheidscamera ‘ s. Met deze camera ‘ s konden fotografen een frame-by-frame analyse…

hoewel het nu gemeengoed is geworden, is de moderne fotografie nog steeds een vrij nieuwe uitvinding. Sinds de uitvinding in de jaren 1830 heeft de fotografie een aantal belangrijke ontwikkelingen en ontwikkelingen ondergaan. Een van deze grote vorderingen was de ontwikkeling van hogesnelheidscamera ‘ s. Met deze camera ‘ s konden fotografen een frame-by-frame analyse…

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.