Fotografia high-speed

Ale o czym mowa?  

Fotografia high-speed to ujęcie „zamrożonego” ruchu, czynności czy zjawiska, którego nie jesteśmy w stanie zarejestrować gołym okiem, bo dzieje się zbyt szybko. Piękne ujęcia niewidoczne na co dzień obserwować możemy w programie popularnonaukowym W klatce czasu emitowanym na kanale Discovery Channel. Twórcami W klatce czasu są Jeff Lieberman - wykładowca słynnego Instytutu Technologii w Massachusetts (MIT) oraz Matt Kearney - wiceprezes firmy Tech Imaging Services, uważany za jednego z największych amerykańskich ekspertów w dziedzinie cyfrowych technik szybkiego filmowania. Panowie w pełni wykorzystują możliwości techniczne kamery rejestrującej kilkanaście tysięcy klatek na sekundę. Na pozór banalny lot kolibra, breakdance, narciarstwo wodne czy cyrkowe sztuczki, pokazane w zwolnionym tempie - zaskakują.

Uchwyć niezauważalne!!! 

Oglądając zdjęcia pocisku rozrywającego kartę do gry czy pękających balonów niejeden z nas zastanawia się, jak się robi takie zdjęcia i czy przy użyciu amatorskiego sprzętu dałoby się zrealizować sesję ultraszybkiej fotografii. Dobra wiadomość jest taka, że odpowiedź na to ostatnie pytanie brzmi „tak”, choć jeśli kogoś temat ten naprawdę zafascynuje, to istnieją też znacznie mniej rozpowszechnione techniki pozwalające uzyskać jeszcze ciekawsze efekty. Jest więc i miejsce na rozwój. A zła wiadomość? No cóż, chętnych czeka sporo pracy i prób. Od czegoś jednak trzeba zacząć i tego właśnie dotyczy nasz poradnik. 

Migawka nie zawsze bywa skutecznym przyrządem

Dla mniej doświadczonego fotoamatora cała sprawa wydaje się być bardzo prosta – wystarczy wycelować i w odpowiednim momencie wyzwolić migawkę, a czas naświetlania rzędu 1/4000 lub 1/8000 sekundy załatwi całą resztę. Jeśli tylko zgramy się w czasie w wystąpieniem zjawiska, to wszystko pójdzie dobrze, prawda? Niestety nieprawda. Przede wszystkim pojawia się problem opóźnienia występującego pomiędzy momentem naciśnięcia spustu migawki a jej faktycznego otwarcia (tzw. shutter lag), który jednak dałoby się jeszcze wyeliminować dając impuls do wykonania zdjęcia z odpowiednim wyprzedzeniem. Wymagałoby to jednak znacznej precyzji, jako że czas trwania tego opóźnienia liczy się w milisekundach i jest on charakterystyczny dla każdego modelu aparatu.

Drugie ograniczenie jest już nie do przejścia, ponieważ wiąże się ze sposobem działania migawki mechanicznej: zarówno jej otwieranie, jak i zamykanie ma przy bardzo krótkich czasach naświetlania charakter stopniowy. I tak w najpopularniejszych obecnie migawkach szczelinowych przy czasach krótszych od 1/180-1/320 sekundy (dokładny czas zależy od modelu aparatu – jest to wartość będąca jednocześnie najkrótszym czasem synchronizacji z błyskiem) element światłoczuły aparatu odsłaniany jest stopniowo – linijka po linijce. Jeżeli więc interesujące nas zjawisko przebiega naprawdę szybko, to nawet przy intensywnym oświetleniu sceny posłużenie się samym czasem naświetlania nic nam nie da.

Pojawić się też może w takiej sytuacji problem zbyt małego natężenia światła, którego na własnej skórze doświadczył już E. Muybridge gdy przyszło mu fotografować biegnącego konia. Choć bowiem światłoczułość nowoczesnych matryc cyfrowych, a nawet stosowanych w minionych dziesięcioleciach klisz negatywowych umożliwia prawidłowe naświetlenie tak krótko eksponowanego zdjęcia bez większych problemów, to sam pionier wykonując swoje zdjęcie u progu czwartego kwartału XIX wieku nie miał do dyspozycji takich luksusów. Zdjęcia wykonywał na płytach szklanych wymagających znacznie dłuższego naświetlania. Dla Muybridge’a było to poważne ograniczenie, które przełamał układając wzdłuż toru wyścigowego wielkie płachty białej tkaniny pełniące rolę ekranów odbijających światło oraz eksperymentując z emulsjami fotograficznymi o większej czułości. Jak pokazała historia, opłaciło się.

Istnieją zjawiska, do uwiecznienia których konieczne było opracowanie specjalnych aparatów. Fotografia przedstawiająca pierwszą milisekundę eksplozji nuklearnej na poligonie testowym powstała przy użyciu kamery rapatronicznej naświetlającej klatkę w czasie 10 nanosekund. (Fot. U.S. Air Force 1352nd Photographic Group)

Nie znaczy to jednak, że sprawa jest zupełnie przegrana. Wręcz przeciwnie – jakoś przecież trzeba sobie radzić w sytuacjach, gdy najpopularniejsza i najbardziej upowszechniona technika zamrażania ruchu za pomocą błysku flesza (opisana w następnym rozdziale) jest niemożliwa do zastosowania np. z uwagi na rozmiary fotografowanego obiektu lub dużą odległość od niego. Wtedy przydają się rozmaite wynalazki, takie jak choćby kamera rapatroniczna (wynaleziona zresztą przez samego Edgertona w celu fotografowania pierwszych milisekund wybuchów nuklearnych). W niej rolę migawki pełni układ składający się z dwóch filtrów polaryzacyjnych i umieszczonego między nimi tzw. rotatora Faradaya, który sterowany polem magnetycznym o odpowiednim natężeniu jest w stanie otworzyć się dla światła na bardzo krótki okres czasu – nawet do 10 nanosekund, czyli na 1 stumilionową część sekundy. 

Flesz

Zakładam jednak, że większość z Was nie ma zamiaru wykonywać zdjęć 20-metrowej kuli ognia powstałych w trakcie pierwszej milisekundy od eksplozji bomby atomowej, lecz woli się skupić na nieco bardziej przyziemnych (lecz ciągle fascynujących) zjawiskach. W takiej sytuacji wystarczy zwykła lampa błyskowa oraz efekt stroboskopowy wykorzystany po raz pierwszy w fotografii ultraszybkiej przez (a jakże!) Harolda Edgertona. Na czym polega taka technika? To proste: wyobraźmy sobie aparat i fotografowaną scenę (niech będzie to na przykład pękający na czyjejś głowie balon z wodą) umieszczone w studiu. Jeżeli wykonamy zdjęcie aparatem przy nawet bardzo silnym świetle ciągłym, to na skutek niezwykle szybkiego przebiegu wydarzenia, uzyskamy obraz dość mocno rozmyty i przedstawiający generalnie wszystkie fazy trwania zdarzenia jednocześnie – od początku do końca trwania ekspozycji. Im dłuższe naświetlanie, tym silniejsze rozmycie.
 

Choć zdjęcie pękającego balonu z wodą wykonanego w czasie 1/1250 sekundy wygląda efektownie, to bliższe przyjrzenie się mu zdradza obecność rozmyć wywołanych zbyt długą ekspozycją, przesuwem szczeliny migawki i prawdopodobnie minimalnym szarpnięciem aparatu wywołanym ruchem lustra.

Jeżeli teraz zmniejszymy natężenie światła w studiu, ustawimy czułość ISO w aparacie na bardzo niską i do tego przymkniemy silnie przysłonę aparatu, to wówczas nawet naświetlając klatkę przez wiele sekund nie uda nam się uchwycić nie tylko interesującego nas zjawiska, ale i samego studia – zdjęcia będzie czarne. To oczywiste, prawda? Ekspozycja zdjęcia będzie po prostu stanowczo za niska w stosunku do warunków oświetleniowych sceny.

Co jednak stanie się, jeśli podczas takiego naświetlania dokładnie w kluczowym momencie fotografowanego wydarzenia odpalimy lampę błyskową? Otóż na zdjęciu zostanie uwiecznione całe wydarzenie – ostre, wyraźne, zatrzymane w czasie i prawidłowo naświetlone (jeśli oczywiście błysk miał odpowiednią moc). Wszystko przez to, że błysk lampy błyskowej trwa bardzo krótko – w zależności od modelu lampy najczęściej jest to 1/1000 sekundy – a w takim czasie nawet bardzo szybko zmieniająca się scena zostanie naświetlona poprawnie.

Tim Tadder zasłynął jako autor "wodnych peruk"  – serii zdjęć mężczyzn i kobiet, na głowach których rozpryskujące się balony z wodą tworzyły niezwykle efektowne "fryzury". Niezwykła ostrość zdjęć uzyskana została m.in. dzięki odpowiedniemu wykorzystaniu światła błyskowego

Jest to właśnie główny element efektu stroboskopowego, który tak często możemy obserwować podczas rozmaitych imprez koncertowych i dyskotek, kiedy to serie emitowanych przez odpowiednie urządzenie jasnych błysków sprawia, że falujący i podskakujący wokół tłum postrzegamy jako serię nieruchomych sylwetek i obrazów. W taki sam sposób "widzi" też nasz aparat. Innym dużym plusem takiej właśnie techniki wykonywania zdjęcia jest brak zjawiska opóźnienia. Lampa błyskowa jest urządzeniem elektronicznym – impuls elektryczny pojawiający się po naciśnięciu odpowiedniego przycisku powoduje wyzwolenie błysku bez żadnego opóźnienia (a raczej z opóźnieniem tak małym, że w praktyce pomijalnym.

 źródło:

http://www.swiatobrazu.pl/uchwycic-niezauwazalne-fotografia-ultraszybka-praktyczny-poradnik-30152.html 

http://24foto.pl/migawki-z-ultraszybkiej-fotografii/