Ultra-Slowmotion via Sampling

OP #3158430
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Hallo,

ich möchte die Ausbreitung von Licht durch einen Raum mithilfe von 
Sampling fotografisch festhalten. (Demovideo: [1])
Die Idee dazu ist die folgende: ich schalte den Scheinwerfer an und 
betätige eine gewisse Zeit danach (bzw. in der Praxis wohl davor) den 
Auslöser der Kamera. Dieser Zeitabstand wird nun schrittweise im 
ns-Bereich vergrößert, so dass ein Fortschritt der Lichtwellen durch das 
Bild erkennbar ist.

Nun meine Frage: ist das für Amateure realisierbar? Ich vermute, dass 
eine rein µC-softwarebasierte Lösung ausfällt, also 
"while(x<100){light(); nanosleep(x++); camera();}" zu langsam bzw. 
ungenau ist. Das müsste dann wohl per Hardware gelöst werden. Wie gehe 
ich da vor?
Ich vermute, ein weiterer kritischer Punkt ist die Varianz der 
Verzögerung des Auslösers der Kamera; eine konstante Verzögerung ist ja 
trivial zu kompensieren. In welchem Maß ist bei modernen elektronischen 
Spiegelreflexkameras mit Schwankungen zu rechnen?

Viele Grüße,
Jonas

[1]: http://www.youtube.com/watch?v=EtsXgODHMWk
OP #3158432
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Die Belichtungszeit geht runter bis auf (bei mir) maximal 1/8000s. 
Natürlich viel zu wenig, um die Lichtwellen bis auf einzige cm 
"einzufrieren", jedoch geht es mir darum, immer den Zeitraum [0,x] zu 
belichten, also nicht die Position des Lichts, sondern dessen bisherige 
Spur. Deshalb ist die Belichtungszeit mMn. erst einmal nicht relevant, 
denn der Belichtungsstart kann beliebig nach vorne verschoben werden.
Gast #3158446
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Hallo Jonas,

Du hast die Aussagen in dem Youtube-Video nicht verstanden, oder? Die 
Canon-Kamera auf dem Aufbau nimmt keine Bilder auf, sondern der große 
graue Klotz darunter ist die eigentliche Kamera...

Außerdem ist im Video die Rede von "1 Trillion Frames per Second", das 
sind auf deutsch 1 Billion Frames pro Sekunde, da kommst Du mit 
Nanosekunden nirgends hin...Schau Dir das Video auf Youtube noch ein 
paarmal in Ruhe an, und versuche dabei, das Gesagte zu verstehen. Dann 
wird Dir ganz schnell klar, dass sich das Problem nicht mit Hausmitteln 
lösen lässt...

Grüße,
Tommy.S
#3158564
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Rufus Τ. Firefly schrieb:

> Du müsstest also sehr weit weg vom beleuchteten Objekt sein, und Du
> müsstest Deine "Sampling"-Belichtungen mit sehr hoher Präzision auslösen
> können.

Ich denke, seine Idee wäre gewesen, den Verschluss der Kamera auslösen 
zu lassen (gegen einen schwarzen Hintergrund) und dann zeitverzögert 
dazu erst den Lichtstrahl zu starten. Durch Variation dieser letzten 
Zeitverzögerung könnte man es schaffen, dass man genau dann wenn der 
Verschluss zu macht, die vorderste Front des Lichtstrahls an einer 
bestimmten Position im Bild festzuhalten.

Theoretisch könnte das sogar funktionieren. Theoretisch.

Denn nicht zu vergessen: Der Verschluss der Kamera muss im 
Nanosekundenbereich absolut präzise ....
* immer im gleichen Abstand zum Auslöseereignis auslösen
* immer die gleiche zeitliche Dauer haben
* schlagartig von 'auf' nach 'zu' wechseln
Selbiges gilt für den Auslösemechanismus das Lichtes
Und natürlich: man braucht einen Zeitgeber, der noch wesentlich feiner 
da drunter auflöst, denn schliesslich müssen beide Zeiten ja auch noch 
fein justiert werden, um die Lichtfront an eine bestimmte Position im 
Bild zu kriegen.
Persönliche Seite #3158636
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Karl Heinz Buchegger schrieb:
> * schlagartig von 'auf' nach 'zu' wechseln

Ein neuerer SLR-Schlitzverschluss braucht dafür etwa 1/250 sec. Die 
kürzere Belichtungszeit wird durch den bewegten Schlitz zwischen erstem 
und zweitem Verschlussvorhang erzeugt. Der Schlitz selbst wandert in 
eben jener 1/250 sec vertikal über den Bildausschnitt; bei einer KB-SLR 
sind das 24mm, womit die Verschlussvorhänge sich mit 6 m/sec bewegen.

Nein, das ist mehrere Größenordnungen zu langsam, um für die 
Aufgabenstellung in auch nur irgendeiner Art und Weise geeignet zu sein.

Auch wenn eine Kamera mit einem Zentralverschluss verwendet wird, wird 
die Situation dadurch nicht signifikant verbessert.

Karl Heinz Buchegger schrieb:
> und dann zeitverzögert
> dazu erst den Lichtstrahl zu starten.

Wie steilflankig soll denn das Lichtstrahlstarten vonstatten gehen?
Persönliche Seite #3158722
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Mystik schrieb:
> Wie wird eigentlich der Sensor in einer digitalen Kamera abgetastet?

Was meinst Du mit "abtasten"?

Mystik schrieb:
> wie träge ist das fotoempfindliche Material

Definiere Trägheit. Die Lichtmenge, die erforderlich ist, um es zu 
belichten, ist durch die Empfindlichkeit definiert.

Wenn bei geöffnetem Verschluss (und ansonsten völlig abgedunkelter 
Umgebung) ausreichend viele Photonen auf den Film oder auch den 
Bildsensor einer elektronischen Kameras treffen, genügt das; es gibt 
keine Einschränkung der Anzahl der Photonen pro Zeiteinheit. Ob nun die 
Menge x in einer Stunde erreicht wird oder in wenigen Nanosekunden ist 
für die Belichtung gleichwertig, wenn man das bei elektronischen 
Sensoren vorhandene Bildrauschen nicht betrachtet.

Z.B. bei astronomischen Langzeitbelichtungen werden Bildsensoren aktiv 
gekühlt, um das Rauschen zu unterdrücken.

(Bei der Belichtung von Film gibt es bei Langzeitbelichtungen den 
Schwarzschildeffekt, der sich bei langen Belichtungszeiten 
empfindlichkeitssenkend auswirkt, aber den kann man bei vereinfachten 
Betrachtungen zunächst vernachlässigen).
Gast #3159690
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JimBo schrieb:
> sehr lustig das ganze...

Eher eine Geldfrage. Scheinwerfer, i.e. Laser mit schneller Flanke sind 
kein Problem und passende Kameras gibt es auch.
http://www.lavision.de/de/products/cameras/ultrafast_gated_cameras.php

Wenn man sich die Ausbreitung des Lichtes nicht gerade in geschlossenen 
Räumen angucken möchte, kann man auch einfach in die Natur gehen.
http://de.wikipedia.org/wiki/Lichtecho

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