Fotografia Szybkościowa

mimo, że stała się obecnie powszechna, współczesna fotografia jest wciąż raczej nowym wynalazkiem. Od czasu wynalezienia w 1830 roku fotografia przeszła szereg ważnych zmian i postępów. Jednym z tych głównych osiągnięć był rozwój szybkich kamer. Kamery te pozwoliły fotografom uchwycić i stworzyć klatka po klatce podział zdarzeń lub zdarzeń zbyt szybko, aby ludzkie oko mogło je dostrzec.

Historia kamer szybkoobrotowych

pierwszy poważny przełom w przypadku kamer szybkoobrotowych nastąpił w 1878 roku. Eadweard Muybridge, Brytyjski emigrant i fotograf mieszkający w Kalifornii, otrzymał zlecenie wykorzystania zdjęć do ustalenia, czy koń podniósł wszystkie cztery kopyta z ziemi podczas galopu. Korzystając z dwudziestu czterech kamer przymocowanych do systemu spustu migawki dyktowanego galopującą ścieżką konia, uchwycił sekwencję szybkiego ruchu udowadniającą, że konie podnoszą wszystkie cztery kopyta z ziemi podczas galopowania.

osiem lat później, w 1886 roku austriacki fizyk Peter Salcher wykonał pierwszy obraz naddźwiękowego pocisku. Austriacki profesor fizyki i filozof Ernest Mach wykorzystał Zdjęcie Salchera „Bullet in Flight” w swoich badaniach nad ruchem naddźwiękowym. Instrumentalna praca Macha w ruchu naddźwiękowym jest powodem, dla którego prędkość dźwięku nosi jego nazwisko.

koń w ruchu. Eadweard Muybridge, via Wikimedia Commons

:

koń w ruchu. Eadweard Muybridge, via Wikimedia Commons

w latach trzydziestych Bell Telephone Laboratories zakupiło od Eastman Kodak szybkie aparaty fotograficzne do badań nad skutkami odbicia przekaźnika. Kamery nagrywały film 16 mm z prędkością 1000 klatek na sekundę (fps) i nośnością 100 stóp. Z myślą o jeszcze szybszych kamerach, Bell Telephone Laboratories opracowało własną szybką kamerę. Nazwany Fastax, ten aparat może produkować 5,000 fps.

później laboratorium sprzedało swój projekt firmie Wollensak Optical Company, która ulepszyła kamerę do obsługi 10 000 fps. W 1940 roku Cearcy D. Miller złożył patent na obrotową kamerę lustrzaną, która teoretycznie była zdolna do 1 000 000 fps.

jak działają szybkie kamery

aby wywołać uczucie ruchu z nieruchomych obrazów fotograficznych, kamery kinowe (filmowe) używają „przerywanego ruchu.”Rejestrując ciągłą serię obrazów na sekwencyjnych klatkach filmu, przerywany ruch jest wykorzystywany do stopniowego przesuwania filmu klatka po klatce. W rezultacie obrazy wydają się poruszać i zachodzą w czasie rzeczywistym, gdy film jest odtwarzany do przodu z normalną prędkością projekcji.

 praca kamery w Los Alamos

:

praca kamery w Los Alamos

szybkie kamery kinowe są w stanie uchwycić obiekty i wydarzenia dziejące się z bardzo dużą prędkością, synchronizując prędkość filmu z prędkością obrazu. Po nagraniu sekwencji obrazów z dużą prędkością film może być odtwarzany z normalną prędkością, co powoduje, że sekwencja pojawia się w zwolnionym tempie i pozwala na lepszą analizę wizualną.

w przeciwieństwie do konwencjonalnych kamer kinowych, kamery szybkobieżne nie wykorzystują przerywanego ruchu, aby przyspieszyć film. Zamiast tego, Kamery szybkoobrotowe wykorzystują formę ciągłego postępu, który pozwala filmowi poruszać się z większą prędkością niż przy przerywanym ruchu. Najczęstszym sposobem uzyskania tego rodzaju postępu jest zastąpienie normalnej migawki aparatu obracającym się równoległym blokiem szklanym (obrotowa Fotografia pryzmatyczna).

gdy pryzmat obraca się, przesuwa obraz zsynchronizowany z filmem; jednocześnie pryzmat służy jako migawka. Aby jeszcze bardziej zniweczyć szybkie działania, kręcąc więcej klatek na sekundę, opracowano techniki obrotowego lustra i obracającego się bębna. Aby uzyskać więcej informacji na temat działania tych typów kamer, kliknij tutaj.

kolejna istotna forma szybkiej fotografii. Fotografia Smugowa jest podobna do rodzaju fotografii używanej w obrazach „photo-finish”. Kamery smugowe mają szczeliny zamiast normalnej migawki aparatu. Kamery te mogą wykorzystywać obracające się lustro i obracające się systemy bębnów do robienia zdjęć z dużą prędkością.

Los Alamos Innovations

w Los Alamos, NM podczas projektu Manhattan naukowcy wykorzystali fotografię z dużą prędkością do badania i oceny swoich projektów i testów broni jądrowej. Do fotografowania testów konstrukcji uranowej bomby typu „gun-type”używano szybkich kamer. Kamery te były w stanie uchwycić „powolny” krytyczny czas wstawiania uranu-235 wynoszący około milisekundy. Krytyczny czas wstawiania jest ilość czasu potrzebnego do wytworzenia więcej niż wystarczająco dużo materiału rozszczepialnego do utrzymania reakcji łańcuchowej jądrowej, znany jako tworząc masę krytyczną.

Julian E. Mack podczas przeglądu Z

:

Julian E. Mack w Transit podczas badania Z

kamery nie były jednak wystarczająco szybkie, aby sfotografować eksperymenty oparte na Plutonie. W przeciwieństwie do uranu, Pluton-240 charakteryzuje się wysoką szybkością samoistnego rozszczepienia i krótszym krytycznym czasem wstawiania wynoszącym około dziesięciu nanosekund. Aby sfotografować testy plutonowe i broń, fotografowie z Los Alamos potrzebowali jeszcze szybszych szybkich kamer.

aby przestudiować projekt implozji na terenie Anchor Ranch w Los Alamos, a później na terenie Trinity, członkowie grupy Optics i naukowcy opracowali nowe i ulepszone techniki fotograficzne. Techniki te obejmowały fotografowanie z obrotowym pryzmatem i obrotowym lustrem, fotografowanie z wybuchowym błyskiem („bomba argonowa”) oraz fotografowanie z błyskowym promieniowaniem rentgenowskim. Wynaleziony przez brytyjskiego fizyka i naukowca projektu Manhattan W. Gregory ’ ego Marleya aparat Marleya był jedną z pierwszych opcji szybkich kamer.

jak opisuje Clay Perkins w swoim wywiadzie na stronie internetowej projektu Manhattan, naukowcy z Los Alamos ” przywieźli aparat Marleya do Los Alamos, aby zrobić zdjęcia testu Trinity.”The Marley camera” pracował z kręcącym się kołem małych szczelin przed masą pojedynczych kamer, że tak powiem. Jeden kawałek filmu, ale z wieloma obiektywami. Geometria ta pozwalała na wykonanie zdjęć do 100 000 klatek w ciągu jednej sekundy.”Ta prędkość sprawiła, że badania nad bombą atomową były korzystne.

kanał wiertniczy na szczycie schronu 10 000 jardów N. P. n. e. Benjamin i Berlyn Brixner (Centrum)

podpis:

kanał wiertniczy na szczycie schronu 10,000 jardów N. B. C. Benjamin i Berlyn Brixner (Centrum)

chociaż aparat Marleya został użyty w procesie rozwoju konstrukcji bomby, Perkins zauważył, że aparat ostatecznie nie został użyty podczas testu Trinity, ponieważ ” do czasu testu Trinity, Marley był Nieaktualny.”W swoim raporcie na temat wydarzeń w Trinity, lider grupy fotograficznej T-5 profesor Julian Ellis Mack zauważył ,że” stała krótka ostrość i niska jakość obiektywów prawdopodobnie sprawiłyby, że zdjęcia z aparatu Marleya byłyby bezużyteczne ” podczas testu Trinity.

jako szef optyki w dziale fizyki broni (Grupa G-11), Mack współpracował z członkami grupy, w tym Berlyn Brixner, aby przetestować i opracować kamery ostatecznie używane w Trinity. Ulepszając istniejącą technologię obrotowych, szybkich kamer, Mack wynalazł kamerę Mack Streak, obrotową kamerę lustrzaną z 0.0000001-druga rozdzielczość. Ta rozdzielczość pozwoliłaby kamerze na przechwytywanie obrazów w odstępach 0,0000001 sekundy, zapewniając jeszcze więcej szczegółów na klatkę do badania szybkich zdarzeń.

w wywiadzie dla the Voices of the Manhattan Project, Berlyn Brixner przypomniała, że Mack rekrutuje go do obsługi kamery i fotografowania eksplozji. Brixner opisał również, jak działa kamera Macka streak: „zobrazowałeś obiekt, który był eksplozją, aby znalazł się na szczelinie kamery. Następnie obraz był przekazywany do filmu i poruszał się wzdłuż filmu tak, że gdy światło pojawiło się w tej szczelinie, zostało zarejestrowane na filmie i w ten sposób fizyk mógł powiedzieć, co się dzieje w eksplozji. Pięknie wyszło.”

Fotografia podczas testu Trinity

16 lipca 1945 roku w Alamogordo w stanie Nowy Meksyk „Gadget”, urządzenie do implozji plutonu, zostało zdetonowane podczas testu Trinity. Jako jeden z głównych fotografów w teście Trinity, Brixner pomógł zorganizować użycie pięćdziesięciu dwóch różnych kamer do zarejestrowania testu na filmie.

zgodnie z załącznikiem I do raportu Macka „July 16th Nuclear Explosion, Space-Time Relationships” na temat testu Trinity, było 52 różne kamery używane do rejestrowania testu na filmie. Spośród pięćdziesięciu dwóch kamer, była następująca liczba każdego typu kamery:

  • 3 Kamery Fastax 8 mm
     10000 N pokazuje montaż kamery na dachu schronu, kamery Cine E pod półką, 2400 na półce, spektrograf B L w tle

    :

    10,000 N pokazuje instalację kamery na dachu schronu, kamery Cine E pod półką, 2400 na półce, B & L spektrograf w tle

  • 3 Aparaty Fastax 16 mm
  • 3 Aparaty Fastax 16 mm
  • 3 Aparaty Fastax Primocard 16 mm
  • 4 Aparaty Mitchell 35 mm
  • 24 Aparaty Kodak Cine „E” 16 mm
  • 2 Aparaty Fairchild K-17b Aero
  • 4 Kamery Aero Fairchild k-17B z możliwościami stereograficznymi
  • 2 kamery otworkowe
  • 1 Kamera Still
  • 3 Shock Kamery przełączające

obrazy i filmy wygenerowane z testu zostały wykorzystane do analizy spektrograficznej i wydajności bomby. Jak wskazuje Powyższa lista, podczas testu Trinity użyto różnych kamer. Wiele z tych kamer miało różne prędkości filmu, Obiektywy i ekspozycje w celu uchwycenia różnych etapów wybuchu bomby atomowej.

kamery Fastax były używane do rejestrowania najdrobniejszych szczegółów wybuchu. Kamery spektrograficzne z obrotowym bębnem były używane do monitorowania długości fal świetlnych emitowanych przez kulę ognia. Kamery otworkowe były używane do rejestrowania promieni gamma.

według Brixnera ” mają kompletny zapis z tymi kamerami filmowymi całej eksplozji.”Pod koniec testu zrobiono jakieś 100 000 zdjęć tymi aparatami.”Ponieważ większość nagrań została wykonana na kamerach filmowych, większość zdjęć pochodzi z pojedynczych klatek lub fotosów z filmu Filmowego.

zarówno film czarno-biały, jak i kolorowy zostały użyte w kamerach podczas testu Trinity. Podczas gdy kolorowa fotografia Jacka Aeby ’ ego z testu Trinity jest najbardziej znana, niektóre aparaty Macka i Brixnera używały filmu kolorowego. W swoim raporcie z 16 lipca Mack zauważył, że dwadzieścia cztery Aparaty Kodak Cine „E”16 mm używały filmu Kodachrome. Wydany przez Eastman Kodak w 1935 roku, Kodachrome był jednym z pierwszych udanych filmów kolorowych. W wywiadzie Brixner powiedział, że jego aparaty z kolorowym filmem ” zrobiły kilka satysfakcjonujących zdjęć, ale nic szczególnie spektakularnego.”

dziedzictwo szybkich kamer

szybkie kamery nadal były używane podczas Zimnej Wojny do przechwytywania innych testów jądrowych. Harold Edgerton, ojciec nowoczesnej szybkiej fotografii, zmienił sposób rejestrowania tych eksplozji dzięki wynalazkowi stroboskopu i Rapatronika.

Rapatronic Sekwencja Fotografii z operacji Redwing na atolu Eniwetok

podpis:

Sekwencja Zdjęć Rapatronicznych z operacji Redwing na atolu Eniwetok. Zdjęcie dzięki uprzejmości rządu federalnego Stanów Zjednoczonych (http://sonicbomb.com/albums/album47/mahawk.jpg), via Wikimedia Commons

stroboskop wykorzystuje błyski światła, aby ludzie mogli zobaczyć obrazy, które zdarzają się zbyt szybko, aby ludzkie oko mogło normalnie zobaczyć. Stroboskop jest w stanie to zrobić, synchronizując częstotliwość jego elektrycznego błysku z prędkością obiektu w ruchu.

kiedy Edgerton połączył elektroniczny stroboskop ze specjalną szybkoobrotową kamerą filmową, był w stanie zorganizować każdą lampę błyskową, aby odsłonić dokładnie jedną klatkę filmu. Używając tej technologii, mógł sprawić, że szybkie wydarzenia pojawią się w bardzo zwolnionym tempie.

elektroniczna Migawka Rapatronic lub Rapid Action umożliwiła Edgertonowi i jego współpracownikom Kennethowi Germeshausenowi i Herbertowi Grierowi uchwycenie wybuchów jądrowych dla Komisji Energii Atomowej (AEC). Migawka otwierała się i zamykała poprzez włączanie i wyłączanie pola magnetycznego. Manipulując czasem otwarcia migawki, mogą wygenerować ekspozycję tak krótką, jak dwie mikrosekundy.

Niebiesko-Żółta Kolizja Wody

:

Niebiesko-Żółta Kolizja Wody. Zdjęcie dzięki uprzejmości 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

obrazy Rapatroniczne pozwoliły AEC zmierzyć średnicę rozszerzającej się eksplozji kuli ogniowej bomby w różnych odstępach czasu, a tym samym określić skuteczność eksplozji. Edgerton użył Rapatronika do sfotografowania testów bomby wodorowej na atolu Eniwetok w 1952 roku.

Innowacje fotoradarów w Los Alamos i podczas Zimnej Wojny wywarły duży wpływ na dziedzinę fotografii. Rozwój nowych technologii i technik, takich jak aparaty o zwiększonej liczbie klatek na sekundę, lampy błyskowe elektryczne i magnetycznie sterowane czasy otwarcia migawki, rozszerzył zastosowania fotografii w nauce i poza nią. Fotografia szybkościowa została włączona do badań naukowych rakiet w NASA, a także badań laserów. Ten rodzaj fotografii był również wykorzystywany w medycynie i w przemyśle wytwórczym.

wraz z dostępnością technologii fotograficznej i postępem w dziedzinie aparatów cyfrowych, szybka fotografia stała się częścią kultury wizualnej na całym świecie. Szybkie zdjęcia i filmy w zwolnionym tempie można zobaczyć wszędzie, od muzeów po Flickr, od hitowych filmów po poradniki na YouTube.w ten sposób dziedzictwo innowacji w Los Alamos sięga daleko poza naukę jądrową i bombę atomową.

mimo, że stała się obecnie powszechna, współczesna fotografia jest wciąż raczej nowym wynalazkiem. Od czasu wynalezienia w 1830 roku fotografia przeszła szereg ważnych zmian i postępów. Jednym z tych głównych osiągnięć był rozwój szybkich kamer. Kamery te pozwoliły fotografom uchwycić i stworzyć klatka po klatce podział zdarzeń lub zdarzeń zbyt szybko, aby ludzkie oko mogło…

mimo, że stała się obecnie powszechna, współczesna fotografia jest wciąż raczej nowym wynalazkiem. Od czasu wynalezienia w 1830 roku fotografia przeszła szereg ważnych zmian i postępów. Jednym z tych głównych osiągnięć był rozwój szybkich kamer. Kamery te pozwoliły fotografom uchwycić i stworzyć klatka po klatce podział zdarzeń lub zdarzeń zbyt szybko, aby ludzkie oko mogło…

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.