高速摄影与数据处理

在工业、军事以及科学研究中,有许多快得使人无法接受的瞬变现象.这种现象可以用高速摄影机拍摄下来,再以慢到人眼可以接受的速度再现出来,从而可供观察或分析用.现代的高速摄影技术已经可以诊断数万亿分之一秒里所发生的事件,它使人们从中得到前所未见的空间信息和时间信息. 一、高速摄影机1.高速电影摄影机 高速电影摄影机所拍摄的胶片很长.长胶片运动限制了摄影频率.间歇式高速电影摄影机依靠抓片机构使胶片在片窗处作间歇运动,实现间歇摄影.这种摄影机的成像质量和画幅稳定性极佳,在体育、生物力学及箭弹发射等运动速度不很高的研究项目…     

300帧/秒间歇式摄影机实现宽频带摄影问题的分析

间歇式高速摄影机在抓片与定片过程中,胶片的运动特性与抓片爪的运动特性并不完全一致。详尽的分析胶片的运动特性发现,胶片除被抓片爪抓动以外,尚存在四种“附加位移”。     

“PENTAZET”高速摄影机在使用中发生断片的原因及处理

目前,国内许多部门和单位都选用了“PENTAZET35”型高速摄影机,将其用于科学研究和工程技术中。这种摄影机在摄影时胶片是连续通过片窗的。为了补偿由于胶片运动所产生的影像模糊,该摄影机采用了旋转内镜鼓的光学补偿方法。实践证明,由于胶片的传输速度高,当摄影机的工作条件得不到基本保证,调试不当或操作不符合要求时,很容易产生断片。断片后如不能及时停机,胶片将由继续转动的齿轮带动,紧紧缠绕在输片齿轮上,挤塞在机器内。有时甚至由于摩擦生热使胶片燃烧,放出大量烟     

提高间歇式高速摄影机画幅质量浅谈

应用间歇式高速摄影机对快速流逝现象的拍摄,由于曝光的瞬间胶片是静止的,因此它的影象清晰,失真度小,其画幅质量是其它类型高速摄影机所不及的。 画幅质量概括的讲,可用画幅清晰度和失真度这二个方面来说明。影响画幅质量的因素很多,本文讨论了摄影物镜相对孔径、入射光波长、感光胶片、目标衬度、目标形状……     

高速摄影机胶片运动特性自动测试系统

为了解决高速摄影机胶片运动特性的测试需要,研制了TP-801单板计算机控制的胶片运动特性自动测试系统,使其测量结果准确、方便、迅速、可靠。 我们采用TP-801单板计算机与测试接口电路,并通过控制程序实现对胶片运动特性的测试,其测量的主要技术指示有:启动延时,启动时间,启动时耗片长,总片长,拍摄频率等测量范围25KC-10C分为四档,测试结果通过微型打印机印出。     

狭缝式高速摄影机胶片的计算机判读

根据狭缝摄影机胶片的成象原理,运用数字图象处理技术,对狭缝式高速摄影机胶片判读工作的计算机化进行研究.应用结果表明,该技术先进实用,极大地提高了判读的精度和效率,将是这种胶片判读技术的发展方向.     

曲柄摇杆式抓片机构的非线性动力分析

本文给出了曲柄摇杆机构抓片爪的运动方程,建立了胶片运动的非线性模型,从理论上分析了具有曲柄摇杆型抓片机构的间隙式高速摄影机的输片力特性.最后讨论了最大输片力与机构参数之间的关系,提出了机构优化的原则与步骤.     

高速纹影摄影在分隔式柴油机工作过程研究中的应用

本文报导了作者用高速彩色纹影摄影技术研究分隔式柴油机燃烧室内空气运动、混合气形成和燃烧过程的工作。全文分以下几个主要部分: 1、主要试验装置介绍 试验工作在一台经改装的S195型柴油机上进行。选用了640型彩色纹影仪,其主反射镜通光口径为150mm。摄影机为NACE-10型16mm旋转棱镜补偿式高速摄影机,数据分析在NAC—160B胶片运动分析仪上进行。     

高速摄影机数据记录系统研究

同时记录与高速事件相关的信息是进行胶片判读处理的必要条件,数据记录系统就是由高速摄影机的同步控制信号控制选通,将与事件相关的信息经特殊处理,由集成数据点阵头记录在胶片上,为此后的胶片判读及对拍摄事件进行更精细的分析处理提供定量、实时的依据。     

硅靶光导摄像管用于高速电视系统的可能性

为了观测高速运动目标的瞬息流逝过程,通常有效的方法是采用光学机械式的高速摄影机。但其成本高昂,使用中要消耗大量胶片。更重要的突出缺点是处理时间长,缺乏实时性。然而,这恰是当代一些技术领域中所特别需要的。因此,在七十年代美日等国开展了高速电视摄影方面的研究,到目前为止已发展了用于不同目的的高速电视。在美国高速电视摄影已成为高速摄影领域中一种新的手段之一。     

国外间歇式速摄影高机发展概况

间歇式高速摄影机已有几十年的发展史了,开始是在电影事业的基础上发展起来的。在二十世纪初期,为了满足电影制片厂的特技摄影的需要,摄影机的摄影频率一般为普通电影摄影频率韵四倍到五倍,即90～120幅/秒就可以满足需要了。但随着科学技术的发展,特别是军事技术的发展,如火箭技术的出现和发展,航空和导弹,火炮武9S的发展和研制,开辟了间歇式高速摄影机发展的新纪元,到了五十年代,间歇式高速摄影机得到了相当大的发展。     

光学补偿的一些新用途

高速摄影的胶片从间歇移动发展到连续输片,其中主要关键部件是光学补偿器(即透镜式、棱镜式、反射镜等),使物体(目标)的象移与胶片速度尽可能相一致,从而,高速摄影机的摄影频率(中低频)从每秒几百幅提高到几千幅,甚至几万幅,使高速摄影频率有了数量级的提高。     

一种高速轻便的摄影机—LBS-16A型高速电影摄影机

LBS—16A型高速电影摄影机是一种胶片连续运动的棱镜补偿式高速摄影机。这种类型的摄影机国外早在1934年已经研制成功。如美国的Fastax摄影机,自那时以来,棱镜补偿式高速电影摄影机把人们无法深入细致观察的那些瞬息万变的现象和高速流逝过程清晰地记录下来,以便更好地进行科学研究和分析。在科学技术现代化中,对生物学,流体力学,物理学,爆炸学,材料试验,机械工程,核武器技术,导弹,火箭技术等等微观世界的研究,以及医学,体育和文化生活中,都离不开这类高速摄影机。     

高速摄影中胶片用量的计算、安装与测定

如同确定高速摄影其它重要的参数一样,确定胶片用量也是高速摄影工作所必须掌握的基本技术之一。在高速电影摄影中确定胶片用量的准确与否,对经济而有效地使用胶片和准确控制摄影时间有着密切的利弊关系。 众所周知,胶片以高速连续运行的高速电影摄影机是常见的,应用最为广泛的一种高速摄影机。这类摄影机依其采用不同的光学补偿方式分别有棱镜补偿、反射镜补偿、透镜补偿等多种型式,但不论何种型式,其共同一个特点是一次装片,一次拍摄完毕。     

CCD摄像机替代高速摄影机应用研究

比较、分析了CCD技术和摄影技术在靶场中的应用与发展现状,论述了CCD替代高速摄影机的实施方案。通过结果分析,CCD成像质量和作用距离均优于胶片,测量精度与摄影相当。试验表明该技术可行,在靶场将有着广泛的应用前景。     

转镜变形对最小分辨时间的影响

从理论上讲,转镜式扫描高速摄影机的成象光束在弧矢面和子午面上都会聚于胶片安装面的同一点。但是,由于高速转镜镜面呈抛物园园柱面变形(不可能呈现球面变形),使成象光束在子午面上离焦而产生象散,并在胶片安装面上产生弥散园,使最小分辨时间增大。在计算转镜变形产生的象散、弥散园及其对最小分辨时间的影响时,目前国内外有关文章的作者都认为成象光束在子午面离焦,其焦点仍然位于镜面不变形情况下的反射主光线上,就是说镜面变形和不变形时反射主光线重合。     

高速摄影在内燃机燃烧过程研究中的应用

本文首先介绍了用高速摄影机拍摄定容燃烧弹模拟分层充气发动机的燃烧过程。其次介绍拍摄燃烧室形状不同的直喷式汽油发动机气缸内的气体流动和燃烧过程。气体流动用外加白色膨化聚笨乙烯球形粒子示踪、粒子直径为1毫米,比重为0.256g/cm³。通过对摄影胶片的判读分析,获得了重要的试验结果。文中还介绍了在同一画幅上同时记录气缸内示踪粒子运动或点火燃烧过程,以及表征活塞位置的飞轮转动标记的摄影光学系统。文章附有高速摄影得到的照片序列。     

高速电影摄影机动态性能的检测

高速电影摄影机是胶片高速运动的摄影机械。如果,相机经常发生堆断片,这样就无法开机工作,此乃相机之大弊。因此,跑片成功率是高速电影摄影机最重要的动态性能。次之,象质良好和画幅跳动小也是相机力求的动态指标。 为检测相机的跑片性能,我所试做了一套配用微机的跑片性能监测装置;并总结了长期研制高速摄影机的实践,提出了相机动态性能指标,有望尽早过渡为专业标准。     

一种新的轻便实用型高速摄影机

根据实用性和经济性相结合的原则,我们新研制了一种轻便型的35毫米棱镜补偿高速摄影机。最高摄影频率为500f/s,曝光时间可以短到1/5000秒以下,它可以适用于大部分靶场摄影、人体运动生理研究、风洞中气流的记录等工作。由于它采用了一种同轴快门系统,使摄影机的结构大为简化,整机的尺寸、重量以及价格也较同类型高速摄影机大大减小,主机重量小于8公斤,是同类仪器的1/5～1/10;售价只及同类产品的1/3～1/5,因此它是各靶场旧设备更新的一种理想的高速摄影机。 本文重点介绍了快门的设计和该机在风吹沙、人体运动生理研究中应用所能达到的初步效果。     

改装早期高速摄影机的一次尝试

SPEEDEX摄影机是法国制造的35毫米间歇式高速摄影机,该机配备镜头齐全,结构简单,片道合理,不易断片,体积小,片容量大(300米胶片),因此深受用户的好评。但该机存在三个方面的缺点:1)没有电控箱,调速是用一滑变电阻器串在电源上,靠改变滑变电阻器的阻值来改变电机的电压,从而实现相机调速,变换拍摄频率,操作极不