高速攝像機(jī)的優(yōu)點(diǎn)及原理

高速攝像機(jī)是一種能夠以小于1/1000秒的曝光或超過每秒250幀的幀速率捕獲運(yùn)動(dòng)圖像的設(shè)備。它用于將快速移動(dòng)的物體作為照片圖像記錄到存儲(chǔ)介質(zhì)上。 錄制后，存儲(chǔ)在媒體上的圖像可以慢動(dòng)作播放。 早期的高速攝像機(jī)使用膠片記錄高速事件，但被*使用電荷耦合器件（CCD）或CMOS有源像素傳感器的電子設(shè)備取代，通常每秒超過1000幀記錄到DRAM上 ，慢慢地回放研究瞬態(tài)現(xiàn)象的科學(xué)研究動(dòng)作。

高速攝像機(jī)多年來被使用在研究上，有些非常實(shí)用，例如車禍模擬測試的紀(jì)錄。一直到當(dāng)下，才有這類研究工具被娛樂界所運(yùn)用。高速攝像機(jī)有較為便攜的款式，可以用來拍攝商業(yè)電視和影片，捕捉“CSI”影集中子彈的沖擊畫面、“流言*”節(jié)目中的大爆炸，以及迪士尼新作“Earth”中的動(dòng)物飛行特技。

在電視上，視頻是以每秒30幀的速度播放，適合于人眼觀看。多數(shù)電視節(jié)目和家庭電影都是以相同的速度錄制。不過高速攝像機(jī)能夠以每秒325,000幀的速度錄影 (一秒可以作為三小時(shí)播放)。當(dāng)照相機(jī)運(yùn)作如此快速時(shí)，大功率的照明設(shè)備是必需的，而且所有攝影成員都還必須使用烤箱手套來操作聚焦透鏡。

高速攝像機(jī)系統(tǒng)工作原理

高速攝像機(jī)可以在很短的時(shí)間內(nèi)完成對(duì)高速目標(biāo)的快速、多次采樣，當(dāng)以常規(guī)速度放映時(shí)，所記錄目標(biāo)的變化過程就清晰、緩慢地呈現(xiàn)在我們眼前。高速攝像機(jī)技術(shù)具有實(shí)時(shí)目標(biāo)捕獲、圖像快速記錄、即時(shí)回放、圖像直觀清晰等突出優(yōu)點(diǎn)。

高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)受到自然光或人工輔助照明燈光的照射產(chǎn)生反射光，或者運(yùn)動(dòng)目標(biāo)本身發(fā)光,這些光的一部分透過高速成像系統(tǒng)的成像物鏡。經(jīng)物鏡成像后，落在光電成像器件的像感面上，受驅(qū)動(dòng)電路控制的光電器件，會(huì)對(duì)像感面上的目標(biāo)像快速響應(yīng)，即根據(jù)像感面上目標(biāo)像光能量的分布，在各采樣點(diǎn)即像素點(diǎn)產(chǎn)生響應(yīng)大小的電荷包，完成圖像的光電轉(zhuǎn)換。帶有圖像信息的各個(gè)電荷包被迅速轉(zhuǎn)移到讀出寄存器中。讀出信號(hào)經(jīng)信號(hào)處理后傳輸至電腦中，由電腦對(duì)圖像進(jìn)行讀出顯示和判讀，并將結(jié)果輸出。因此，一套完整的高速成像系統(tǒng)由光學(xué)成像、光電成像、信號(hào)傳輸、控制、圖像存儲(chǔ)與處理等幾部分組成。