为什么闪光脉冲这么短?


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令我惊讶的是,大多数闪光灯仅可持续1/1000秒,而不是在整个曝光时间内都亮起。为什么?如果闪光灯在快门打开之前先点亮,而在快门关闭之后关闭,则永远不会出现闪光灯同步问题。

Answers:


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为什么?

从根本上讲,这是因为闪烁的工作方式。闪光灯通过通过充满氙气的灯管使电容器放电来产生光。产生的电弧产生明亮的白光。但是连续的电弧会产生大量热量,这将削弱灯管的强度,并消耗大量电能,而电池无法长期供电。


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MikeW

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这是一个正确的说法,但却没有抓住重点。(如快门所见),它将像任何白炽灯泡一样简单地变成连续光(在整个快门持续时间内始终保持开启状态与连续光是无法区分的)。像连续光一样,根本没有运动停止能力。

甚至在1/200秒快门处的500瓦灯泡也只有500 x 1/200 = 2.5瓦秒的电源输入,输出效率也非常低。常规照相机的闪光灯可能会75瓦特秒,高出几倍输出效率,并极大地更大的光输出中。而快,是大大超出了500瓦的灯泡,使用更方便。好莱坞电影必须使用连续的灯光,但它们也有大型卡车运载巨大的发电机。

但是您的描述恰恰是高速同步(HSS),这是某些相机和某些相机闪光灯可选地提供的“闪光模式”,以模仿连续光(以避免同步问题)。因此,HSS是您的选择,如果您想购买它,并希望承受其巨大的限制(速度和功率)。但这仅仅是高速同步(这意味着可以使用较快的快门速度,因为没有同步问题),但是HSS却完全相反高速闪光。快门速度无法像闪光灯一样快。持续较长的快门速度持续不断的光线将需要过多的功率(因此HSS模式通常必须以不超过闪光灯模式功率水平20%的功率运行)。相反,闪光灯将大型电容器放电为非常快的脉冲。在全功率水平下,这通常相对较慢,但由于其在较低功率水平下的速度要快得多,因此称为“闪光灯”。

常规的普通相机闪光灯模式称为闪光灯(所有相机闪光灯都是闪光灯类型,但只有少数工作室闪光灯是闪光灯)在较低的功率级别设置下变得更快,在1/64功率下可能约为1 / 30,000秒。这是停止运动(如牛奶滴飞溅或蜂鸟翅膀)的理想选择,在这些地方闪光灯可能靠近动作。请访问我的网站,网址https://www.scantips.com/speed.html

闪光灯通常快于1/1000秒,这在停止运动和瞬间提供高峰值功率方面具有很大的优势。在使用闪光灯作为1/2倍的闪光灯使用跳动闪光灯拍摄运动中正在玩耍的孩子时,其持续时间为1/1000秒,并且会很好地停止动作(即使默认快门速度为1/60秒)。假设在室内,环境连续光太弱而无法显示任何运动模糊。


为什么是瓦特秒?他们不只是焦耳吗?瓦特是J / s,所以J / s * s就是J!
esoterik '18

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是的,瓦特秒是焦耳。但是瓦数秒只是工作室闪光灯规格(美国,欧洲,亚洲等)的常用术语,而瓦数x秒是计算输入功率的一种方式(但通常WS = 1/2CV²,其中C是电容器)单位为法拉,V为伏)。我希望提出的观点是,闪光灯(意味着从电容器放电)很容易获得比连续照明正常情况下更大的功率。摄影用闪光灯的优势是功率,速度和更轻/更小的体积。
WayneF

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其他人已经解决了频闪闪光灯为何极快的技术方面。

有替代的照片照明技术可以完全满足您的要求。这个答案解决了它们的优缺点:

如手机等中所见,基于LED的“闪光灯” –在拍照之前,它们会打开一个明亮的LED,然后将其关闭。它们通常用于手机中,因为它们在手机中提供了一些好处:

  • 该LED可以重复使用

  • LED驱动器电路比闪光灯充电和控制电路简单得多

  • (不能百分百确定这种影响有多大,因为偶尔会发现手机带有真实的闪光灯,但是...)闪光灯会产生EM干扰,这可能会影响手机的功能,尤其是当手机附近有多个天线时到闪光灯将要到达的位置;避免这种情况简化了设计约束。

  • 与闪光灯和充电电路(必须包括电容器和电感器)相比,LED和驱动器电路非常小。

您会注意到它们不会冻结运动,尽管像每秒被照亮1/50而不是1/1000一样,它们却不像“真实”闪光灯那样明亮。但是,您应该考虑到它们也比典型的闪光枪小得多,因此进行比较是不公平的。

连续照明 -通常被视为演播室灯或视频灯。

这些天通常基于LED,但传统上将是其他(较热)技术。

这些都有优点和缺点:

优点:

  • 您无需闪光就可以看到闪光灯的效果。在使用数码照片之前,这是一个巨大的优势,但是如今,您可以轻松拍摄测试照片并调整闪光,直到对效果满意为止。

  • 它们为视频提供恒定的光线

  • 它们可能不太“侵入”或“破坏性”。这是非常主观的。闪光灯实际上并不会伤害或干扰动物(我已经用带闪光灯的兽医进行了拍摄,没有问题),并且在某种情况下,使用闪光灯(人类将其滤除)后,单身或一对摄影师并没有真正的破坏力,尽管它会影响录像。有些型号可能会发现闪光灯很烦人。

  • 现在,大多数现代LED连续照明均可调节色温。

  • 它们不会冻结运动,这可能是有益的,具体取决于镜头。

缺点

  • 对于相同的亮度,它们比标准闪光灯更大,并且耗电更多。对于工作室来说不错,但是对于便携式使用来说是一个问题。

  • 它们变热,并使模型变热。由于LED灯不断亮着,因此即使是凉爽的LED灯也比频闪灯产生更多的热量。

  • 由于功率和尺寸的限制,便携式连续照明的功率输出受到限制。

  • 同样,它们不会冻结运动。


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如果闪光灯在快门打开之前先点亮,而在快门关闭之后关闭,则永远不会出现闪光灯同步问题。

由于镜头所捕捉的闪光灯输出的某些光不会被相机捕捉,因此效率也会降低。机械快门通过现代数码相机的传感器大约需要2-4毫秒。因此,即使在第一个窗帘开始打开时就亮了,而在第二个窗帘完成关闭时恰好熄灭了,对于任何快门时间,如果比闪光灯同步的时间长4-8毫秒(当闪光灯发出的一些光线射到部分时)而不是传感器的前帘之一的前部。

由于闪光灯的输出不是恒定的,因此这也意味着框架的一部分将比其他部分更亮。当快门从上到下打开(镜头投射的倒像的底部到顶部)时,在闪光灯放电时较早点亮的框架的底部会比在闪光灯放电时点亮的框架的上部明亮。闪光的能量开始“尾巴”。

在此处输入图片说明
佳能580EX全功率


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最初是对Caleb的好答案的评论,后来不小心变成了答案...

为了开始(发光)放电,需要高电压(称为击穿电压)。当真空破坏时,电阻几乎立即从无穷大降至零附近,导致疯狂的高电流和低电压。

只有硬电流源才能承受发光放电,而电池/电容器则不能。因此,闪光放电是火花放电而不是辉光放电。

另一个问题是场景曝光过度。汽车所谓的氙气大灯背后的原理相同-它们的实际名称是HID,即高强度放电。放电太亮,无法用于长时间照明。

另外,放电不仅会在光谱的可见光部分发光,在光谱的UV部分还会有大量的辐射,这是长时间不使用它的另一个原因。

全部一起:

  • 为了维持长期放电,需要一种能够产生高压尖峰的硬电流源。
  • 闪光灯组件将明显更大,更重。
  • 场景将曝光过度,
  • 现场将被强烈的紫外线照亮。

很棒的补充!
加勒布

无论灯泡瞬间点亮还是一整秒点亮,您都将具有相同的紫外线量,并且总能量输出相同。荧光灯本质上是“连续使用”的闪光灯,非常适合用于照片照明。
whatsisname

@whatsisname仅当快门时间足够长以允许完整的循环产生典型荧光灯/镇流器固有​​的闪烁时。尝试在荧光灯下以1/1000甚至1/250拍摄,看它们是否合适。
Michael C

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@MichaelClark:是的,但是那是因为电网的设计,而不是因为灯泡。处理此应用程序的电子控制器可以轻松解决该问题。
whatsisname

@whatsisname是的,但是大多数经常被迫摄影师拍摄的荧光灯没有这种控制器。
Michael C

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有一个半历史性的原因。

从本质上讲,烟火闪光灯和电子闪光灯都是可发挥正反馈作用的设备,其化学/物理效应“逐步升级”(与爆炸完全不同)-热量越多,反应/放电速度越快-产生的热量更多依次加热-去。

这样的效果是远远难以控制相比,几乎是逐字地点燃导火索,并越来越远(这是你与早烟火闪光灯开粉闪烁做了什么)。

如果是电子闪光灯,则涉及高电压和高电流。构建高电压和高电流的开关很容易。能够平稳地控制高电压和电流的建筑电路绝非易事(调光器,恒温器,电磁炉,电动工具回避了问题,与使用闪光灯相比,所使用的控制方法根本不流畅) 。

当然,从技术上来说是可能的 -毕竟FP闪光灯和慢速同步电子闪光灯都存在-但它从来都不是最便宜,最简单的版本。

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