Høyhastighetsvideo i høy oppløsning

[Onkel]

Vildt 300ns som mindste lukkertid! På den tid kan lys kun nå at bevæge sig 90m!

På "standard"(!) lukketid 1µs, kan lys nå 300m.

 

Oih. Med litegrann ISO burde det ikke være spesielt vanskelig å lage et oppsett som gjør at man kan FILME lysets hastighet. Førstemann til historiebøkene (jeg venter på at det slippes på YouTube).

Endret 16. desember 2009 av Onkel

[Simen1]

Det er vel en aldri så liten utfordring å få en lyskilde til å starte så momentant som under 300ns, samtidig som den skal være kraftig nok til å dekke et stort nok område til at man får noe å filme. Siden lyset beveger seg 90 m i løpet av den tida så må bildet komponeres sånn at det opplyste området blir langt x*90 meter langt, sånn at man ser lyset beveger seg i løpet av x frames. Ikke at det blir noen høykvalitetsfilma akkurat med 128 x 8 piksler i sort/hvitt.

 

Redigert: EskeRahn har gjort en regnefeil. Lyset beveger seg 1000 m per frame ved 300ns lukkertid. Ikke 90 m.

 

Redigert igjen: Feilen var min..

[EskeRahn]

Det er vel en aldri så liten utfordring å få en lyskilde til å starte så momentant som under 300ns, samtidig som den skal være kraftig nok til å dekke et stort nok område til at man får noe å filme. Siden lyset beveger seg 1000m i løpet av den tida så må bildet komponeres sånn at det opplyste området blir langt x*1000 meter langt, sånn at man ser lyset beveger seg i løpet av x frames. Ikke at det blir noen høykvalitetsfilma akkurat med 128 x 8 piksler i sort/hvitt.

 

Redigert: EskeRahn har gjort en regnefeil. Lyset beveger seg 1000 m per frame ved 300ns lukkertid. Ikke 90 m.

Prøv lige igen: 299 792 458 m/s * 300 ns * 1/1000 000 000 ns/s = 89.9377374m

eller cirka 90m

[Simen1]

Huff da

 

Når du sier det så har jeg ikke fått morgenkaffen min ennå.

[EskeRahn]

Det er vel en aldri så liten utfordring å få en lyskilde til å starte så momentant som under 300ns, samtidig som den skal være kraftig nok til å dekke et stort nok område til at man får noe å filme. Siden lyset beveger seg 1000m i løpet av den tida så må bildet komponeres sånn at det opplyste området blir langt x*1000 meter langt, sånn at man ser lyset beveger seg i løpet av x frames. Ikke at det blir noen høykvalitetsfilma akkurat med 128 x 8 piksler i sort/hvitt.

 

Redigert: EskeRahn har gjort en regnefeil. Lyset beveger seg 1000 m per frame ved 300ns lukkertid. Ikke 90 m.

...Og til selve det med setup, så giver jeg dig ganske ret med at det er en svær øvelse "Onkel" foreslår! Jeg havde slet ikke tænkt i at det kunne realiseres...

Men jeg tror jeg har en vej... En laser-pointer af rimelig kvalitet til få hundrede kroner kan SAGTENS ses 90m (og også 1Km for de bedre) om natten, og bruger lav spænding (3v). (Søg efter "astronomy pointer")

Hvis man nu forestiller sig en elektronisk styring der kan klippe strømmen op i tilpas små pulser, så kan det jo være at man ved at tage mange af de her billeder kan se et liniestykke på bare et af dem. Bare det at se enden på en lyspuls ville være vildt! Så selv en halvlinie ville få mig til at klappe i hænderne...

Men jeg ved ikke hvor hurtig en laser er om at begynde at udsende, hhv holde op med det, når strøm tilsættes/afbrydes. Og hvor 'skarpt' afgrænset de to ender vil være. Men hvis selve laser-kammeret er kort, så burde (på trods af forsinkelsen ved multiplikationseffekten) det jo give forholdsvis skarpe ender.

 

For at få de 90m foldet ned i noget mindre kan den jo lyses ind i to nogenlunde paralelle spejle, så man får flere lyspassager i en ramme der passer bedre til de 128x8.

Endret 17. desember 2009 av EskeRahn

[Simen1]

Jeg tenkte på laser som en mulig løsning, men tror det blir for vanskelig å få noe fornuftig ut av. For det første kan ikke strålen når den passerer luft. Den må treffe noe med ganske høy refleksjonsevne for at kameraet skal få "litt" lys å jobbe med. Med såpass kort lukkertid må man regne med at det kreves ekstrem lysstyrke for å unngå undereksponering. Refleksjon fra et laserpunkt x*90m unna kan fort bli for svakt.

 

Et annet problem er at en laser bare opplyser ett punkt i komposisjonen. Skulle man f.eks fått en lysende strek som beveger seg langs bakken så måtte man brukt mange lasere med synkron start, der hver laser lyser opp prikker som til sammen danner en strek.

 

Pulserende lasere med pulser i området 300-3000 ns finnes, men jeg er ikke sikker på om de er spesielt billige.

 

Et fjerde problem er at oppløsningen er svært lav. Hvordan skal man få et meningsfylt bilde av 128 * 8 piksler?

 

Lysets hastighet har vært målt på en rekke måter tidligere og jeg ser ikke på dette som noen stor forskjell fra tidligere metoder. Dette er jo bare et array med 128 * 8 punktmålinger, der hvert punkt sikkert er underlegen mange av de andre metodene lysets hastighet har blitt målt/avbildet tidligere.

 

Å kalle arrayet med punktmålinger for video synes jeg blir å dra det litt langt. Det visuelle resultatet er ganske langt unna det folk flest oppfatter som video. Resultatet ligner trolig ganske mye på å spille snake på et LED-display.

 

[EskeRahn]

Jeg tenkte på laser som en mulig løsning, men tror det blir for vanskelig å få noe fornuftig ut av. For det første kan ikke strålen når den passerer luft. Den må treffe noe med ganske høy refleksjonsevne for at kameraet skal få "litt" lys å jobbe med..

.

.

Nej, strålen fra en laserpointer (astronomy pointer) kan om natten ses mange hundrede meter, også fra siden. (det er hele ideen med det...)

Det man ser er selvfølgelig reflektioner i små partikler i luften, fx vandmolekyler, og ikke selve strålen.

Se fx eksempler her

 

Det er samme effekt der bruges til laser-lysshows. Enten indendørs med røg i luften, eller udendørs når det er helt mørkt.

 

Tilføjelse: Kan fx købes her for 30 eur Men HUSK at lasere er farligt 'legetøj'!!! Særligt når de er kraftige. Så tag forholdsregler for at ingen får lyset direkte i øjnene!!

Endret 17. desember 2009 av EskeRahn

[Simen1]

Raskeste lukkertid kan neppe brukes i så svakt lys som man trenger nattemørke for å se. Raskeste lukkertid krever nok svært kraftig lys. Trolig kraftigere enn det man kan bli snøblind av på påskefjellet med lav sol, nysnø og gjenglemte solbriller. Lasere som kan lyse opp et stort område med en sånn styrke er neppe billige. Særlig hvis man skal lyse opp noe delvis gjennomsiktig som røyk.

[EskeRahn]

Raskeste lukkertid kan neppe brukes i så svakt lys som man trenger nattemørke for å se. Raskeste lukkertid krever nok svært kraftig lys. Trolig kraftigere enn det man kan bli snøblind av på påskefjellet med lav sol, nysnø og gjenglemte solbriller. Lasere som kan lyse opp et stort område med en sånn styrke er neppe billige. Særlig hvis man skal lyse opp noe delvis gjennomsiktig som røyk.

Ja, det kan godt være at kamera ikke er lysfølsomt nok.

 

50mW er altså en hel del når vi snakker outputeffekt af laserlys, de normale små laserpointere er under 1mW.

Men hvis man har råd til sådan et kamera, så har man nok også råd til en laser til mere end 30 euro... ;-)

[Simen1]

50 mW gir veldig lite lys (lumen), det som teller her, men det er så konsentrert at lyskonsentrasjonen i treffpunktet (lumen/n²) er veldig høy.

 

Kameraets lysfølsomhet er inntil ISO 7000.

[EskeRahn]

50 mW gir veldig lite lys (lumen), det som teller her, men det er så konsentrert at lyskonsentrasjonen i treffpunktet (lumen/n²) er veldig høy.

 

Kameraets lysfølsomhet er inntil ISO 7000.

Ja.

Må indrømme at jeg ikke kender nok til definitioner til at kunne omregne hvad det ville svare til i mere normale termer. Den lysmængde der kan registreres ved iso 7000 på 300ns=1/3333333 s, hvilken iso ville det svare til ved fx 1/1000 s?

 

Er det så simpelt at det bare er 7000 * 1000/3333333 altså cirka iso=2? ...for så skal der jo ganske meget lys til!!

 

Vi må håbe at nogle der har sådan et kamera finder på at prøve, og fortæller os om det

[Simen1]

Regnestykket er så enkelt ja.

 

Evt. ISO 100 ved ca 1/50000 sekund.

[Onkel]

Jeg vil vel anta at det er få alternativer til lyskilde utover en termonukleær eksplosjon. Men det er flisespikkeri. Det er praktisk MULIG, er poenget. Just sayin'.

 

God jul!