Warum sind Blitzimpulse so kurz?

Ich war überrascht zu erfahren, dass die meisten Blitze nur 1 / 1000s dauern, anstatt für die gesamte Belichtungszeit zu leuchten. Warum? Wenn der Blitz vor dem Öffnen des Verschlusses aufleuchtet und sich nach dem Schließen des Verschlusses ausschaltet, treten niemals Probleme mit der Blitzsynchronisierung auf.

Warum?

Grundsätzlich liegt es an der Art und Weise, wie Blitze funktionieren. Blitzröhren erzeugen Licht, indem sie einen Kondensator durch eine mit Xenon gefüllte Röhre entladen. Der resultierende Lichtbogen erzeugt hellweißes Licht. Ein kontinuierlicher Lichtbogen würde jedoch viel Wärme erzeugen, was die Röhre schwächen würde, und er würde viel Strom verbrauchen, den Batterien nicht lange liefern können.

Das ist eine wahre Aussage, aber sie verfehlt den großen Punkt. (Wie der Verschluss es sehen würde), würde es einfach zu Dauerlicht werden, wie jede Glühbirne (immer eingeschaltet für die gesamte Verschlussdauer wäre nicht von Dauerlicht zu unterscheiden). Wie bei Dauerlicht würde es überhaupt keine Bewegungsstoppfähigkeit geben.

Und selbst eine 500-Watt-Glühbirne bei einem Verschluss von 1/200 Sekunde hat eine Leistungsaufnahme von 500 x 1/200 = 2,5 Wattsekunden, auch bei sehr geringem Wirkungsgrad. Das normale Blitzgerät der Kamera kann 75 Wattsekunden mit einer um ein Vielfaches höheren Leistungseffizienz und einer erheblich höheren Lichtleistung sein. Und ist schnell und wesentlich bequemer zu bedienen als die 500-Watt-Glühbirne. Hollywood-Filme müssen Dauerlicht verwenden, aber sie haben auch große Lastwagen mit riesigen Stromerzeugern.

Ihre Beschreibung ist jedoch genau das, was High-Speed ​​Sync (HSS) ist, ein "Blitzmodus", der optional von einigen Kameras angeboten wird, und einige Kamerablitze, um kontinuierliches Licht nachzuahmen (um Synchronisierungsprobleme zu vermeiden). HSS ist also eine Wahl, wenn Sie es kaufen und unter den großen Einschränkungen (Geschwindigkeit und Leistung) leiden möchten. Es handelt sich jedoch lediglich um eine Hochgeschwindigkeitssynchronisation (was bedeutet, dass eine kurze Verschlusszeit verwendet werden kann, da kein Synchronisationsproblem vorliegt), aber HSS ist das genaue Gegenteilvon Hochgeschwindigkeitsblitz. Keine Verschlusszeit kann so kurz sein wie ein Blitzgerät. Und Dauerlicht, das für diese längere Verschlusszeit anhält, würde eine übermäßige Leistung erfordern (daher darf der HSS-Modus normalerweise nicht mehr als etwa 20% der Leistung des Blitzmodus betragen). Umgekehrt entladen Blitzgeräte einfach einen großen Kondensator als sehr schnellen Impuls. Was bei voller Leistung normalerweise relativ langsam ist, aber Blitzgeräte werden als Blitzgeräte bezeichnet, da sie bei niedrigeren Leistungsstufen viel schneller sind.

Der normale normale Kamerablitzmodus wird als Blitzgerät bezeichnet (alle Kamerablitze sind Blitzgeräte, aber nur wenige Studioblitze) und werden bei niedrigeren Leistungsstufen noch viel schneller, vielleicht 1 / 30.000 Sekunden bei vielleicht 1/64 Leistung. Dies ist ideal, um Bewegungen wie Milchtropfenspritzer oder Kolibriflügel zu stoppen, bei denen der Blitz nahe am Geschehen sein kann. Siehe meine Website unter https://www.scantips.com/speed.html

Der Blitz ist oft etwas schneller als 1/1000 Sekunde, was einen großen Vorteil hat, um die Bewegung zu stoppen und für einen Moment eine hohe Spitzenleistung zu bieten. Das Fotografieren der laufenden spielenden Kinder, wenn ein Blitzgerät als Bounce-Blitz mit einer Leistung von beispielsweise 1/2 verwendet wird, dauert 1/1000 Sekunden und stoppt die Aktion recht gut (selbst wenn die Standardverschlusszeit 1/60 Sekunde beträgt). Dies wird in Innenräumen vorausgesetzt, in denen das kontinuierliche Umgebungslicht zu schwach ist, um Bewegungsunschärfe zu zeigen.

Andere haben sich mit der technischen Seite befasst, warum Blitzlichter extrem schnell sind.

Es gibt alternative Fotobeleuchtungstechnologien, die genau das tun, was Sie sagen. Diese Antwort spricht die Vor- und Nachteile an:

LED-basierte „Blitze“ wie bei Telefonen usw. - diese schalten eine helle LED für die Zeit ein, die zum Aufnehmen eines Fotos benötigt wird, und schalten sie dann aus. Sie werden häufig in Telefonen verwendet, da sie einige Vorteile in Telefonen bieten:

• Die LED kann als Taschenlampe wiederverwendet werden

• Eine LED-Treiberschaltung ist wesentlich einfacher als eine Blitzlade- und Steuerschaltung

• (Nicht 100% sicher, wie viel Einfluss dies hat, da Sie gelegentlich ein Telefon mit einem echten Blitz finden, aber ...) Blitze verursachen EM-Störungen, die die Funktionalität eines Telefons beeinträchtigen können, insbesondere wenn ein Telefon mehrere Antennen in unmittelbarer Nähe hat wohin der Blitz sein würde; Wenn Sie dies vermeiden, werden die Entwurfsbeschränkungen vereinfacht.

• Die LED- und Treiberschaltung ist im Vergleich zu einer Blitz- und Ladeschaltung (die einen Kondensator und eine Induktivität enthalten muss) extrem klein.

Sie werden feststellen, dass diese Bewegungen nicht einfrieren und nicht so hell wie ein "echter" Blitz sind, obwohl sie beispielsweise 1/50 pro Sekunde statt 1/1000 beleuchtet werden. Sie sollten jedoch berücksichtigen, dass sie auch massiv kleiner als ein typisches Blitzgerät sind, sodass der Vergleich unfair ist.

Dauerlicht - üblicherweise als Studioleuchten oder Videoleuchten bezeichnet.

Diese sind heutzutage normalerweise LED-basiert, aber traditionell sind es andere (heißere) Technologien.

Diese haben Vor- und Nachteile:

Vorteile:

• Sie können die Wirkung des Blitzes sehen, ohne den Blitz auszulösen. Dies war ein großer Vorteil vor digitalen Fotos, aber heutzutage können Sie problemlos Testaufnahmen machen und Blitze anpassen, bis Sie mit dem Ergebnis zufrieden sind.

• Sie bieten konstantes Licht für Videos

• Sie können weniger "aufdringlich" oder "störend" sein. Das ist sehr subjektiv. Blitze verletzen oder stören Tiere nicht wirklich (ich habe Aufnahmen mit Tierärzten mit Blitz gemacht, keine Probleme), und bei einer Veranstaltung sind ein oder mehrere Fotografen nicht wirklich störend, wenn sie Blitz verwenden (Menschen filtern ihn heraus). Dies kann sich jedoch auf Videoaufnahmen auswirken. Einige Modelle empfinden Blitze möglicherweise als störend.

• Die meisten modernen LED-Dauerlichter sind jetzt farblich einstellbar.

• Sie frieren die Bewegung nicht ein, was je nach Schuss von Vorteil sein kann.

Nachteile

• Bei gleicher Helligkeit sind sie größer und viel leistungshungriger als Standardblitze. Gut für ein Studio, aber ein Problem für den tragbaren Gebrauch.

• Sie werden heiß und machen das Modell heiß. Selbst kühle LED-Leuchten erzeugen viel mehr Wärme als ein Blitz, da sie kontinuierlich eingeschaltet sind.

• Aufgrund der Leistungs- und Größenbeschränkungen ist die Leistung von tragbaren Dauerlichtern begrenzt.

• Auch hier frieren sie die Bewegung nicht ein.

Wenn der Blitz vor dem Öffnen des Verschlusses aufleuchtet und sich nach dem Schließen des Verschlusses ausschaltet, treten niemals Probleme mit der Blitzsynchronisierung auf.

Es würde auch eine geringere Effizienz geben, da ein Teil des vom Blitz aufgenommenen Lichts, das vom Objektiv erfasst wird, nicht von der Kamera erfasst würde. Es dauert ungefähr 2 bis 4 Millisekunden, bis ein mechanischer Verschlussvorhang den Sensor einer modernen Digitalkamera durchläuft. Selbst wenn das Licht aufleuchtete, als sich der erste Vorhang zu öffnen begann und genau dann ausging, als der zweite Vorhang sich schloss, für eine Verschlusszeit, die länger als die Synchronisationsgeschwindigkeit ist und 4 bis 8 Millisekunden beträgt, wenn ein Teil des Blitzlichts auf einen Teil trifft von der Vorderseite eines der Verschlussvorhänge anstelle des Sensors.

Da die Leistung eines Blitzgeräts nicht konstant ist, würde dies auch bedeuten, dass ein Teil des Rahmens heller beleuchtet wird als andere Teile. Bei einem Verschluss, der sich von oben nach unten öffnet (von unten nach oben des vom Objektiv projizierten invertierten Bildes), ist die Unterseite des Rahmens, die früher bei der Blitzentladung beleuchtet wurde, heller als der obere Teil des Rahmens, der bei dieser Zeit beleuchtet wurde Die Energie des Blitzes begann zu schwinden.

_{Canon 580EX bei voller Leistung}

Begann als Kommentar zu Calebs netter Antwort und wurde versehentlich zur Antwort ...

Zum Starten einer (glühenden) Entladung wird eine hohe Spannung benötigt (sogenannte Durchbruchspannung). Wenn das Vakuum abgebaut wird, fällt der Widerstand fast augenblicklich von nahezu unendlich auf nahe null ab, was zu wahnsinnig hohem Strom und niedriger Spannung führt.

Nur harte Stromquellen können eine glühende Entladung aushalten, Batterien / Kondensatoren nicht. Die Blitzentladung ist daher eher eine Funkenentladung als eine Glimmentladung.

Ein weiteres Problem wäre eine überbelichtete Szene. Das gleiche Prinzip gilt für sogenannte Xenon-Scheinwerfer in Autos - ihr tatsächlicher Name ist HID, High Intensity Discharge. Die Entladung ist zu hell, um für eine dauerhafte Beleuchtung nützlich zu sein.

Außerdem leuchtet die Entladung nicht nur im sichtbaren Teil des Spektrums, es gibt auch eine signifikante Strahlung im UV-Teil des Spektrums, ein weiterer Grund, sie für längere Zeit nicht zu verwenden.

Alle zusammen:

• Um eine lang anhaltende Entladung aufrechtzuerhalten, benötigt man eine harte Stromquelle, die Hochspannungsspitzen kann.
• Das Blitzgerät wäre deutlich größer und schwerer.
• Die Szene wird überbelichtet,
• Die Szene wird durch intensives UV-Licht beleuchtet.

Es gibt einen halbhistorischen Grund.

Sowohl pyrotechnische Blitzlichter als auch elektronische Blitzgeräte sind von Natur aus Geräte, die mit positiven Rückkopplungen arbeiten und chemische / physikalische Effekte "eskalieren" (nicht ganz anders als Explosionen) - je mehr Wärme vorhanden ist, desto schneller ist die Reaktion / Entladung - die mehr erzeugt Hitze wiederum - geht.

Solche Effekte sind weitaus schwerer zu kontrollieren als das buchstäbliche Anzünden von Zündschnüren und das Wegkommen (was Sie mit offenen Pulverblitzen vor pyrotechnischen Glühbirnen getan haben).

Im Falle eines elektronischen Blitzes liegt eine hohe Spannung und ein hoher Strom vor. Der Bau eines Schalters für Hochspannung und Strom ist einfach. Der Aufbau von Schaltkreisen, die Hochspannung und Strom reibungslos steuern können, ist überhaupt nicht einfach (Lichtdimmer, Thermostate, Induktionskochfelder, Elektrowerkzeuge umgehen das Problem, die verwendete Steuerungsmethode ist im Vergleich zu dem, was Sie für einen Blitz benötigen würden, überhaupt nicht reibungslos). .

Natürlich ist es technisch möglich - es gibt schließlich sowohl FP-Blitzlampen als auch langsam synchronisierte elektronische Blitze -, aber es ist nie die billigste und einfachste Version.