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图烁科技浅析高速摄像机的工作基本原理

信息来源:深圳市图烁科技有限公司    添加时间:2021-08-19
高速摄像机是一种能够以小于1/1000秒的曝光或超过每秒250帧的帧速率捕获运动图像的设备。它用于将快速移动的物体作为照片图像记录到存储介质上。录制后,存储在媒体上的图像可以慢动作播放。早期的高速摄像机使用胶片记录高速事件,但被完全使用电荷耦合器件(CCD)或CMOS有源像素传感器的电子设备取代,通常每秒超过1000帧记录到DRAM上,慢慢地回放研究瞬态现象的科学研究动作。
摄像机种类繁多,其工作的基本原理都是一样的:把光学图象信号转变为电信号,以便于存储或者传输。当我们拍摄一个物体时,此物体上反射的光被摄像机镜头收集,使其聚焦在摄像器件的受光面(例如摄像管的靶面)上,再通过摄像器件把光转变为电能,即得到了“视频信号”。光电信号很微弱,需通过预放电路进行放大,再经过各种电路进行处理和调整,最后得到的标准信号可以送到录像机等记录媒介上记录下来,或通过传播系统传播或送到监视器上显示出来。
一般家庭用摄像机,DV最多能达到100帧每秒,手机30帧/s,而高速摄像机一般可以每秒1000~10000帧的速度记录,有些军方专用的高速摄像机甚至可达到1百万~1千万帧每秒,但这导致了每张像素不会太高,甚至不会超过一个家用数码照相机的像素水平,试想下假设一张图片最少是500kb那乘以1千万是多少.而且这还是一秒的,所以一个惊人的储存器也是必不可少的。
当水滴轻轻地落入池塘时,它产生一系列几乎无形的壮观过程的。小水滴首先在水面上跳跃奔腾,接著水珠四方散射而支离,直到完全被池水吸收而消失。以肉眼看起来,这看起来不过就是水面的震动,但是透过高速摄像机观看,整个过程看起来就如篮球反弹的超级慢动作。高速影像专家马特‧克尼(MattKearney)在剪辑这段水滴的视频时表示,“这将会冲击你的世界。”克尼拍摄的这段影片称为“聚集滴落”,是为了探索频道的电视影集“TimeWarp”所做,而此节目运用高速影像拍摄了一系列自然界活动。
过去的科学家都有在实验室里拍摄水珠滴落的画面,不过使用的都是低分辨率的照相机快照,而非高清晰度摄像。

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