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    高速攝像機的優點及原理

    發布日期: 2019-11-12
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    高速攝像機的優點及原理
    高速攝像機是一種能夠以小于1/1000秒的曝光或超過每秒250幀的幀速率捕獲運動圖像的設備。它用于將快速移動的物體作為照片圖像記錄到存儲介質上。 錄制后,存儲在媒體上的圖像可以慢動作播放。 早期的高速攝像機使用膠片記錄高速事件,但被完全使用電荷耦合器件(CCD)或CMOS有源像素傳感器的電子設備取代,通常每秒超過1000幀記錄到DRAM上 ,慢慢地回放研究瞬態現象的科學研究動作。
    高速攝像機多年來被使用在研究上,有些非常實用,例如車禍模擬測試的紀錄。一直到當下,才有這類研究工具被娛樂界所運用。高速攝像機有較為便攜的款式,可以用來拍攝商業電視和影片,捕捉“CSI”影集中子彈的沖擊畫面、“流言*”節目中的大爆炸,以及迪士尼新作“Earth”中的動物飛行特技。
    在電視上,視頻是以每秒30幀的速度播放,適合于人眼觀看。多數電視節目和家庭電影都是以相同的速度錄制。不過高速攝像機能夠以每秒325,000幀的速度錄影 (一秒可以作為三小時播放)。當照相機運作如此快速時,大功率的照明設備是必需的,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。
    高速攝像機系統工作原理
    高速攝像機可以在很短的時間內完成對高速目標的快速、多次采樣,當以常規速度放映時,所記錄目標的變化過程就清晰、緩慢地呈現在我們眼前。高速攝像機技術具有實時目標捕獲、圖像快速記錄、即時回放、圖像直觀清晰等突出優點。
    高速運動目標受到自然光或人工輔助照明燈光的照射產生反射光,或者運動目標本身發光,這些光的一部分透過高速成像系統的成像物鏡。經物鏡成像后,落在光電成像器件的像感面上,受驅動電路控制的光電器件,會對像感面上的目標像快速響應,即根據像感面上目標像光能量的分布,在各采樣點即像素點產生響應大小的電荷包,完成圖像的光電轉換。帶有圖像信息的各個電荷包被迅速轉移到讀出寄存器中。讀出信號經信號處理后傳輸至電腦中,由電腦對圖像進行讀出顯示和判讀,并將結果輸出。因此,一套完整的高速成像系統由光學成像、光電成像、信號傳輸、控制、圖像存儲與處理等幾部分組成。
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