¿Por qué las cámaras de alta velocidad tienen lentes pequeños cuando necesitan mucha luz para operar a altas velocidades de cuadro?

Aunque su ejemplo puede no mostrar una lente especialmente pequeña, puedo decir por mi experiencia trabajando en la AEDC de la USAF que muchas cámaras de alta velocidad utilizadas en un entorno científico donde la solidez es una prioridad absoluta se combinaron con lentes mucho más pequeñas que, por ejemplo, las lentes gran angular usan algunos fotógrafos.

Parte de la respuesta radica en el tamaño del formato. El sensor en una cámara de alta velocidad a veces puede ser pequeño, por lo que tener una lente de área de superficie grande que proyecte una superficie de imagen grande, quizás incluso más grande que el sensor, no es particularmente eficiente.

Otra parte es sobre la distancia focal. El número F, que en general puede decirle qué tan rápido es una lente, es relativo a la distancia focal. En muchas aplicaciones científicas, una longitud focal baja es suficiente o deseada, lo que significa que lograr un número f bajo que indica solidez, solo requiere una apertura relativamente pequeña. Menor apertura requerida significa lente más pequeña.

Además, muchos objetivos científicos tienen una construcción mucho más simple que los objetivos fotográficos, sin capacidades de zoom significativas o, a veces, sin corrección para ciertas aberraciones ópticas. Esto significa que los componentes de la lente pueden ser menos numerosos o más anchos que los componentes de, por ejemplo, una lente multizoom. Menos piezas de vidrio, cada una de las cuales es más delgada significa que hay menos lugares para que la luz sea bloqueada por el vidrio no 100% transparente.

La última razón que detallaré es que los sensores de cámara de alta velocidad están diseñados para ser más eficientes que una cámara promedio. Una mejor eficiencia cuántica, capacidades de agrupamiento y muchos equipos de enfriamiento hacen que una cámara científica sea mucho más capaz de aprovechar la luz que viene hacia ella.

Por supuesto, la compensación es que estos tipos no son demasiado portátiles, necesitan sus propias fuentes de alimentación, son frágiles, a menudo necesitan mucho software de soporte y, a pesar de todas sus eficiencias, a menudo necesitan una buena fuente de luz para sacar lo mejor de sí mismos. Sin mencionar también que la relativa inflexibilidad de las lentes simples significa que debe tener una configuración bastante bien medida y controlada para enfocar sus imágenes y mantenerse así. Pero permítanme decir que en el trabajo tenemos que apagar las luces de la habitación para agotar el equipo; de lo contrario, corremos el riesgo de sobreexponernos y quemar un sensor. Incluso con una lente, podría caber fácilmente dos en mis manos.

¡Espero que esto ayude!

Si busca fotos de productos grandes (2MP-4 MP) de esa cámara, puede leer la inscripción en la lente.

Como se muestra en los materiales de marketing, esa cámara v2511 en realidad está equipada con un Zeiss Planar T * 85 mm f / 1.4 ZF.2 ($ 1283 de B&H; es probable que esto sea un gasto adicional no incluido en el precio del Phantom).

La lente Zeiss acepta filtros de 72 mm. Eso no es especialmente pequeño. Quizás te falta una referencia de tamaño. La cámara v2512 tiene 188 mm de altura, sin incluir el asa, 190 mm de ancho y 273 mm de profundidad, es probable que la v2511 tenga un tamaño similar.

Por supuesto, si tiene una lente más rápida, puede solicitar un Phantom con la montura adecuada.

Hay dos grupos principales de cámaras de alta velocidad. Los primeros son aquellos diseñados para uso industrial. Tiene una amplia gama de modelos que se pueden utilizar para todo tipo de aplicaciones, como analizar accidentes automovilísticos y examinar lanzamientos de la NASA. La segunda aplicación de cámaras de alta velocidad es para fines de transmisión. A menos que planee usar estas cámaras todos los días, probablemente querrá alquilar una. Planifique presupuestar entre 1000 y 3000 USD por día, incluido un técnico que lo ayude a operar.

Aquí están las especificaciones:

Phantom v2511

El Phantom® v2511 proporciona un sensor CMOS de pantalla ancha y ofrece una velocidad líder en la industria de más de 25,000 cuadros por segundo a una resolución completa de 1 megapíxel. Resolución de 1280 x 800 Tamaño de píxel de 28 micras, profundidad de 12 bits ISO Monocromo 100,000T; 32,000D; Color 10,000T; Exposición mínima de 6.400D280ns ​​con la opción FAST Estándar de exposición mínima de 1 µs

Obviamente, la velocidad de exposición es rápida: debe ser superior a 1 / 25,000 segundos por fotograma

Las especificaciones anteriores dicen que usa ISO alto o 32,000 colores o 100,000 monocromos, aplica mucha ganancia al sensor; el sensor tiene solo 1 MP, por lo que se compara con una magnífica toma DSLR de 20 MP e ISO 200.

Entonces, para obtener velocidades rápidas, abandonas la resolución y obtienes ruido de imagen y tienes que iluminar muy bien el sujeto. En algunos casos hay que renunciar al color.

¿La lente es más pequeña o de menor apertura? Con un sensor pequeño en comparación con la DSLR, la lente puede ser físicamente mucho más pequeña para una apertura similar porque las distancias focales se multiplican por el factor de recorte.

Veo por las especificaciones que usa lentes Nikon F&G o lentes Canon EF, por lo que en realidad tiene la misma apertura F-no que cualquier lente DSLR y el mismo tamaño físico que las lentes DSLR populares. Por lo tanto, su impresión de una lente pequeña es completamente incorrecta. ¡Quizás porque la cámara es muy grande!

Supongo que, dado que una lente más grande requeriría una apertura mayor, la profundidad de campo en esa lente más grande sería prohibitivamente superficial.

Además, tenga en cuenta que el sensor de la cámara no es necesariamente tan grande. De nuevo, no necesariamente es una ventaja tener una resolución ultra alta o una matriz espacial más grande.

Diría que la lente y el tamaño del sensor están comprometidos para encontrar el equilibrio entre la capacidad de captación de luz y el DOF.