簡述高速相機的工作原理及應(yīng)用領(lǐng)域

　　高速相機多年來被使用在研究上，有些非常實用，例如車禍模擬測試的紀(jì)錄。一直到當(dāng)下，才有這類研究工具被娛樂界所運用，高速相機可以在很短的時間內(nèi)完成對高速目標(biāo)的快速、多次采樣，當(dāng)以常規(guī)速度放映時，所記錄目標(biāo)的變化過程就清晰、緩慢地呈現(xiàn)在我們眼前。高速相機技術(shù)具有實時目標(biāo)捕獲、圖像快速記錄、即時回放、圖像直觀清晰等突出優(yōu)點。

　　高速運動目標(biāo)受到自然光或人工輔助照明燈光的照射產(chǎn)生反射光，或者運動目標(biāo)本身發(fā)光,這些光的一部分透過高速成像系統(tǒng)的成像物鏡，經(jīng)物鏡成像后，落在光電成像器件的像感面上，受驅(qū)動電路控制的光電器件，會對像感面上的目標(biāo)像快速響應(yīng)，即根據(jù)像感面上目標(biāo)像光能量的分布，在各采樣點即像素點產(chǎn)生響應(yīng)大小的電荷包，完成圖像的光電轉(zhuǎn)換。帶有圖像信息的各個電荷包被迅速轉(zhuǎn)移到讀出寄存器中。讀出信號經(jīng)信號處理后傳輸至電腦中，由電腦對圖像進(jìn)行讀出顯示和判讀，并將結(jié)果輸出。因此，一套完整的高速成像系統(tǒng)由光學(xué)成像、光電成像、信號傳輸、控制、圖像存儲與處理等幾部分組成。

　　高速攝影在工業(yè)應(yīng)用中應(yīng)用廣泛，高速相機鏡頭能拍攝到肉眼無法看清楚的圖像和運動過程。流體力學(xué)中的湍流、流體的流速、流場、氣泡、沸騰、兩相流等運動規(guī)律的觀察和分析更是少不了高速相機的參與。如用高速攝像拍攝的石頭進(jìn)入水中一剎那的細(xì)節(jié)。通過高速相機影像，研究人員能夠了解石頭水下的受力情況，并通過流體動力學(xué)，分析出為何石頭能在水面上連續(xù)多次漂浮。