高速摄影拍摄原理及实例详解

高速摄影拍摄原理及实例详解

Paileo 高速宝S1型高速摄影辅助装置

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超高速摄影基本原理

在一般普通运动物体摄影中，只需设置较高的快门速度，加上高速连拍的方式，即可获得不错的结果。（例如拍摄奔跑的人或动物、飞驰的汽车等）

当我们希望更精确地抓住更快的瞬间时（例如拍摄子弹击破目标物体的瞬间，水滴滴溅出漂亮的水花的瞬间），以上方法就不再那么可靠，甚至根本无法满足需求。

因为这些超高速运动过程的瞬间已经远远超出目前相机快门速度的极限，即便有些速度能在快门最高速度下被定格下来，但由人为操控来决定何时开启快门的方式也显然如同中彩票的几率一般可遇不可求。

由此我们得出超高速摄影的两个必要条件：1、 事件发生过程维持的时间长短。即为相机接受成像所需的光照时间需要多长。2、 事件发生时刻点的确定。

即为相机该在什么时刻开始接受导致成像所需的光照。

就第一条件，我们清楚地知道，对运动中的物体，曝光时间要足够短，才能将运动物体凝固定格在瞬间。反之，则会拍出带有运动模糊效果的画面。因此，如果我们想要拍摄BB 弹击破目标这样的超高速瞬间时，我们必须使用更短的时间完成曝光（大约1/30000s），而这个时间已远远超出相机的快门时间极限。即或相机能提供如此短的快门时间，也需要足够强烈的光线来在保证必须的曝光量。也就是说在普通光照强度下，哪怕你光圈全开，1/30000s的曝光时间几乎都会让你的照片漆黑一片。而事实上在绝大多数高速拍摄中为获取更大的景深，往往使用F8以上更小的光圈来拍摄。

好在闪光灯的发光原理为我们解决了这方面的困惑，闪光输出的功率越小，闪光维持的时间也就越短。一只CANON 580 2闪光灯在1/128功率输出时，其闪光维持的时间大约为1/35000S。这样，我们只需在一个较暗的环境下，在闪光触发前开启相机的快门，在闪光完毕后关闭相机快门即可（通常我们会使用B 门或者0.5-2S 的快门设置）。让仅仅维持了1/35000s的闪光（而这个短时间的光量又足够满足相机成像所需光量）来为我们捕捉这样的超高速瞬间的影像。

下图为闪光灯输出功率与闪光维持时间的关系表：

就条件二，我们需要解决的是何时让闪光灯开始输出光线。靠人为的方式来控制显然是不可行的，我们需要一种电子延时控制器来完成这项工作。

拍乐高速宝高速摄影辅助装置便是符合以上两个必要条件的产品。它可通过声波或光电感应端来感应高速运动的物体，并通过延时控制器设置需要多长的延时时间在恰到好处的时刻触发闪光灯，从而完成拍摄。

在这里我们不得不提下很多用户都存在的另外一个误区。那就是超高速摄影和高速快门的关系问题。其实我们在前面闪光灯输出功率和发光时间关系表中就明白了实现超高速影像捕捉主要得力于闪光灯闪光维持时间有多快，而非快门有多快。

很多经常使用闪光灯摄影的朋友也许经常就有这样的经验，例如在抓拍婚礼场景的时候使用闪光灯，有时候为保留部分环境光来营造气氛，通常会使用慢速快门。慢速快门按常理来说会让运动的人物变得模糊不清，但是机顶的闪光灯却能在慢速快门的条件下将运动的人物凝固住。高速摄影也是利用这一特性来完成拍摄。

有的用户会这样提问，既然闪光灯输出调小后能够凝固高速运动的物体，那么我的快门是否应该也能调整到几千分之一秒来拍摄呢？这样我不是可以在阳光下拍摄更多题材吗？这个问题的目的本身没错，非常好，但是我们必须受制于闪光高速同步的一些制约条件，需要转换方法来尽量实现以上目的。

这里我们就不得不先说下高端闪光灯的高速同步问题了。首先我们要知道相机的快门帘开启和关闭是一个机械运动过程，机械运动过程的时间肯定就有一定的极限。一般来说，我们常用的相机快门都分为前帘和后帘，快门的打开和关闭过程是前帘开始从完全将快门口遮蔽的状态到敞开快门口方向运动直到快门口完全敞开，然后当要关闭快门的时候后帘再由原本开启的状态开始运动去将快门口遮蔽。而就一般相机来说前帘由关闭到打开这个运动过程需要1/200S左右的时间，这就是为什么不带高速同步功能的闪光灯最高同步时间也大都在1/200S左右的原因。既然前帘由关闭到打开需要1/200S的时间，不能再快了，那相机怎么实现1/8000S的快门速度呢？原来相机是在前帘刚开始打开，快门口露出一条缝的时候后帘紧接着开始关闭，其结果就是快门口在1/200S的时间内，是一条打开的缝从下到上扫过。这样就实现了1/8000S的快门效果，其实就是在1/200S的时间内减少光通量的方式来实现的。

这里我们明白了1/8000S的快门设置是一条缝隙扫过快门口，而整个扫过的时间其实只有1/200S。而一般闪光灯最长发光时间也都远远快于1/200S（目前就我使用的几类闪光灯中只发现一种闪光灯在全光输出的时候发光时间维持在1/200S，那就是永诺560）。那么我们不难想象，假如我们拍摄子弹射击物体需要设置闪光灯闪光维持时间快于1/30000S，也就是1/128的闪光输出功率，就算是我们姑且认为闪光灯能前帘同步触发，那么相机的快门在前帘刚开始打开的时候闪光灯就完成闪光了，而事实上我们前帘才打开一条很小的缝，其结果必然是图片只有一丝缝隙参与了曝光。加上我们通常F8以上的光圈，ISO100的设置，1/8000S的快门出来的结果基本就是一片漆黑。而且我们拍摄的时候闪光灯绝不会直接连接在相机机顶的热靴口上，那根本还无法让相机设置为前帘同步。所谓前帘同步就是前帘刚开始开启时闪光灯就开始发光。

而高端的带有高速同步功能的闪光的之所以能在高速的快门设置下拍摄，是因为当你

打开闪光灯的高速同步选项的时候，闪光灯会通过相机机顶的热靴口告诉相机接下来的拍摄需要前帘同步。然后闪光灯在触发的时候会以一种超高速的均匀频闪方式发光，以此来延长闪光的发光时间使之长于1/200S。

还有就是我们在使用高速宝连接闪光灯的时候，闪光灯的触发指令来自高速宝而非相机本身，所以无论如何都不要将相机的快门速度设置到1/200S以上的速度。通常我们建议保险设置为0.5-2S 的快门速度，这个将在后面的实例中讲解

。

高速宝工作原理

高速宝主要由感应器和控制器两个单元构成，感应器就好比一个开关，能根据事件做出一个类似开关功能的响应，并把这个响应信号告诉给控制器。控制器好比一个协调分配中心，他接到来自感应单元的响应信号后就开始处理分配工作，首先让相机的快门打开，然后根据延时长短的设定，等一小会儿叫闪光灯开始闪光，这样就完成了一次完整的工作流程。

这里我们就能意识到一个问题，那就是首先高速宝叫相机打开快门，但高速宝它并不会叫相机何时该关闭快门。相机何时关闭快门取决于用户在相机机身上的快门时间的设置，如果用户将快门设置太快，快门就会很快关闭。结果就是闪光灯还在等一小会再闪光之前快门就给关闭了，那必然什么也拍不到，所以必须要设置一个足够的快门时长，保证闪光灯发光的时候是处于相机快门开启状态时，这点非常重要，很多朋友最开始不熟悉的时候就会在这点上纠结，老拍出黑片！

还有一种容易在拍摄中忽略的问题就是快门时滞，不同的相机有不同的快门时滞，同一种相机反光镜预升与否快门时滞的差异也非常大（在使用高速宝快门线连接相机的时候，切记在每次拍摄前先手工按一下相机机身上的快门按钮使相机先将反光板预升）。有部分用户经常忽略掉了快门时滞的计算，例如一个相机在反光镜预升后快门时滞为10MS，也就是说当感应单元产生响应信号后，控制器告诉相机开启快门，实时上相机会在10MS 后才真正完全将快门打开。而有时候可能希望闪光灯在感应单元响应后5MS 就闪光，那么其结果就是闪光灯都闪完了快门还没有打开，也必然一片漆黑，什么也没拍到。要解决这个问题有两种办法：

1、调整场景布置（增加感应器到拍摄点的距离），让闪光灯延时大于10MS 以后才闪光，保险点可以15MS 或更长。

2、使用B 门控制相机，也就是说不将相机连接到高速宝控制器上。直接用普通的快门手柄连接相机，在物体通过感应器前或声音发出前先按下并保持快门手柄的按钮让相机的快门开启并保持，直到看到闪光灯闪光后再松开关闭快门。B门拍摄方式是在高速拍摄中最常用和最保险的方式，大家不妨可以多试试。

拍摄实例讲解

常用技巧提示：

1. 广角镜头更便于调整延时长短设定。

通常为找到适合的延时设定，我们最开始时使用广角镜头而非最后正式拍摄用的微距镜头。例如拍摄水滴碰撞的画面，我们用广角镜头将光控感应器和水面一并纳入构图中，这样我们在试拍的过程中就会拍到水滴通过光控口后的具体位置，也就更方便我们根据水滴的位置来决定延时调整的修正。2. 利用视觉残影，第一时间了解是否捕捉到需要的瞬间。

在较暗的环境下用闪光灯拍摄时，瞬间强烈的闪光会在人的视网膜上现成残影，也就是说你其实可以通过肉眼真实感受和观察到高速的瞬间。例如在拍摄BB 弹打注水的气球或水滴碰撞的时候，我们都可以利用视觉残影的特性在第一时间得知是否拍摄到需要的瞬间，如果肉眼没有观察到气球爆裂后的水体或飞溅的水花，我们就不需要去在相机上回放就可确认，从而抓紧时间进行下一次拍摄。视觉残影的特性也可用与调整延时设定上。

3. 在拍摄水滴碰撞题材中，可通过在水中加入医用甘油的方式来增加水的粘稠度，

从而获得更有趣的结果。

4. 当使用快门线控制相机的时候，请务必先预升反光板，并且根据各自相机在预升

反光板后的快门时滞时间在场景布置上留足足够的距离。 以CANON 7D为例，预升反光板后快门时滞大约在5毫秒内。

拍摄BB 弹射击气球时，通常BB 弹的初速在100米/秒，忽略空气阻力，5毫秒会让BB 弹飞行0.5米。故在场景布置上，为保险起见BB 枪应离目标物体至少1米以上的距离。

同样在拍摄水滴的时候也要进行类似的计算来布置光控感应口与水面之间的距离，不同的是需要运用以下公式：S=V0t+1/2gt2，V0为水滴到达光控口时的速度。5. 在使用BB 玩具枪拍摄的时候，请保护好眼睛，务必带上护目镜。

BB

弹射击注水气球拍摄实例

首先将光控感应器放置在玩具枪口附近，根据前面技巧提示，将注水气球放在离枪口1米的位置。扣动扳机后，声控感应装置收到信号，高速宝控制器会在第一时间通知相机的快门打开，相机会在5毫秒（以CANON 7D为标准）的快门时滞后真正打开快门，此时相机才真正做好了准备曝光的工作，并根据相机机身上快门时间的设定（假设此时我们设定的快门速度为1/40秒，即25毫秒）在0.025秒后关闭相机快门。

然后我们根据气球离枪口1米的距离和BB 弹100米/秒的速度，大体会得知BB 弹从抢响后到击破气球的时间大约需要0.01秒左右，所以我们可以将控制器的延时阀值开关设置在0.1档位，然后进行实拍来调整延时粗细旋钮并找到适合的闪光延时时刻，最后获得所需图像。

下面我们将用时序图的方式进一步形象地表达以上过程：

枪响后5ms 枪声

快门

闪光灯

A S B

S 按上图大体布置好各装置的位置。S1为出水口到光控口距离；S2为光控口到水面的距离。给水器可选用医用输液管，输液管带有一个简易的节流阀，便于简单地调节控制给水速度。

要拍摄水滴碰撞，首先我们要了解发生水滴碰撞的整个运动过程，我们网站上有国外《TIME WARP》其中一段关于

水滴碰撞的视频节目，大家可以从中了解到整个运动过程，对我们拍摄非常有帮助。现在回过头来看上面的示意图，第一滴水通过光控口后经过t 时间达到水面，t2我们可以通过S 1、S2的距离和自由落体运动的公式算出大体的理论时间值。但为拍摄水滴碰撞，t2并非真正碰撞的时间点，因为第一滴水进入水面后水面会隆起形成

一个小水柱，水柱的顶端再和第二滴掉下来的水滴发生碰撞，这才是我们需要的时间点。也就是说在t 2后还有经过一个t 3时间才会是闪光灯需要闪光的时间点。而这个t 3就无法通过简单的物理公式计算获得了。我们只需了解闪光灯延时时长应该是T 闪=t2+t3，同时t 2要大于相机预升反光板后的快门时滞时间即可。

这里需要注意的几个问题和窍门是：

1. S 1留足足够位置为在之间用小水杯阻断连续水滴用。（见下图水滴碰撞拍摄示意图）2. S 2的距离足够长以至于水滴在通过光控口到达水面的时间长于相机反光板预升后

的快门时滞时间。根据以下公式我们可以大体算出理论上t 2的时间值。

S 1=1/2gt12 S 2=1/2g（t1+t2）2

3. 首先我们通过广角镜头拍摄的方式来寻找T 闪时间点。在寻找T 闪的时候，我们

每次只释放一滴水，通过延时调整拍摄到水面隆起的水柱到高位即可。

4. 找到T 闪 后，我们就只需通过输液器上的节流阀旋钮调节水滴间歇时间到适合的位

置，让第二滴水在第一滴水通过光控口后t 闪的时间点与第一滴水隆起的水柱发生碰撞即可。

5. 由于要用到小纸杯做断流功能，出水口与光控口的距离就会加大，这势必很容易

造成光控口被水滴弄湿的情况发生。当光控口被弄湿后，很可能会出现电路停止反应的情况发生，这个时候你只需要准备一张吸水性好的纸巾随时擦拭光控口保

持其干燥即可。

第一滴水通过光控

光控信号

快门

闪光灯

希望本文件对用户有实质性的帮助，若还有疑问可以加入我们的QQ 群进一步探讨，群号：63372002。