高速摄影和高速摄影机通常把每秒拍摄250幅以上的电影摄影称做高速摄影。 在人类的生产活动和科学实验中,常常会遇到一些快速流逝现象,由于我们的眼睛受到视觉暂留的限制,辨识不清这些现象的细节,也就无法了解这些现象发生的机理和运动变化规律。在体操中也有很多快速过程,如一些体操高难动作,在动作主要用力阶段,一般速度都很快,使我们观察时看不清细节,掌握不了它们的要领。人们为了认识世界、改造世界,就要寻求新的方法,新的工具,来克服自身生理机能上的局限性。人们发明显微镜可使观察深入到微观世界,发明望远镜则可看到遥远的目标,而高速摄影就可以记录下高速运动物体的时—空信息,给我们研究这些过程的机理和规律提供了可靠的依据。 高速摄影的原理,是用较高的摄影频率拍摄,而以较低的放映频率放映,这样就出现了把高速变化过程的时间延长的效果。普通摄影频率为24幅/秒,而放映频率也规定为24幅/秒,所以我们在银幕上看到的事物活动变化的速度和实际一样。假如用较高速度拍摄,仍用24幅/秒放映,这时银幕上就会出现反常现象,即我们会看到快速过程的时间被放慢了。假如我们用3000幅/秒的频率拍摄,而以24幅/秒放映,这里的时间就被延缓了125倍,这就可以使我们完全看清楚快速现象发生发展的细节了。这种时间的延长可以和光学放大的效果相比拟,所以,在德语中把高速摄影机有时称为“时间放大镜”。 高速摄影是进入本世纪50年代以来兴起的一门科学技术,由于有很多高速过程需要研究,如火箭、导弹技术、原子核裂变技术等,对高速摄影法不断提出新的要求,所以使它得到了飞速的发展。由于对拍摄频率要求越来越高,近十几年来一些科技先进国家,在改革高速摄影机结构上进行了许多研究,取得了很大成效。现在摄影频率可高达每秒几百幅到几十亿幅,曝光时间可短至微秒(10-6秒)到微微秒(10-12秒),并继续向更高水平发展。 我国1958年开始研究高速摄影技术,1962年成立了专门的研究所。目前,我国已能自己制造十余种类型的高速摄影机,有的已达到或接近世界先进水平。进入60年代我国在许多生产和科研部门就开始使用了高速摄影技术。近些年来在体育科研中也引进了这一技术,在体操中已开始采用200~500幅/秒的频率拍摄技术动作,供研究使用。 高速摄影机的类型很多,结构各异,而使用最广泛的是间歇式高速摄影机。但由于间歇式运转的特点,胶片在很短时间内要从静止到快速运动,就使胶片承受了较大的冲击力,再由于抓片机构的惯性,使强度有限的胶片的运转速度不可能提得很高,否则胶片就要被拉断。所以,这种机型的拍摄频率,35毫米胶片可以达到360幅/秒,16毫米胶片可达600~1000幅/秒。但是它的最大优点是可以获得优质画面,其拍摄频率适宜于研究体操项目。所以,它是在体操科学研究中使用较多的机型。 为了求得更高的拍摄频率,必须从高速摄影机结构上进行改革,科学家们设计了“转镜扫描”、“网格曝光”等新技术,制成了光学补偿式高速摄影机、轮鼓转镜式高速摄影机、网格高速摄影机等,使拍摄频率达到了惊人的速度。 |