Что такое стробоскоп в фотовспышке
Режим Multi: стробоскоп в действии
Откуда был взят урок
Счастливые владельцы iPad 😉 имеют возможность подписывать на огромное количество разнообразных журналов через приложение «Киоск». И один из самых интересных в плане информации по работе со светом, на мой взгляд, это журнал «Light It» — ссылка в appstore. Я с удовольствием покупаю каждый номер, но понимаю, что не все имеют айпады или знают английский язык. Поэтому решил периодически выкладывать переводы статей из этого журнала на сайте Strobius — надеюсь, Скотт Келби на меня за это не обидится..))
Автор снимков данной статьи — Eric Valid, выпуск №7 от мая 2012 года. Текстовка — вольный пересказ от Strobius.
Сегодня мы рассмотрим небольшой пример, как получить эффект движения при помощи этого режима на примере съемки игрока в пул. Подобного рода фотоснимки похожи на мульти-композицию с той лишь разницей, что делаются они одним кадром.
Сетап
Первая рекомендация — использовать штатив для камеры, потому что подобные кадры делаются с относительно длинной выдержкой для того, чтобы задний план, освещенный постоянным светом ламп, был правильно проэкспонирован. Вот предварительный кадр с установленной камеры без использования вспышек:
Ну и, наконец — главный свет кадра. Это тоже стандартный спидлайт (конкретная модель не важна — можно применять любую вспышку с функцией Multi/Repeat, такие как Yongnuo YN-565EX/568EX/560EX/560II/560III, Canon 580EX/600EX, Nikon SB-900/910 и т.п.). Вспышка устанавливается на стойки сверху над столом, чтобы сымитировать свет от ламп (как мы видели из первого кадра, лампы над этим столом выключены). Для ограничения пучка света и смягчения границ светового пятна используется маленький софтбокс на вспышке, по типу Micnova MQ-B8 и ему подобных. Делается пристрелочный кадр:
Все источники на своих местах — теперь пора приступать… к математике. ))
Установки
В режиме «стробоскопа» (Multi/Repeat) вспышка делает множественное количество импульсов за один кадр. Сразу возникает вопрос: какая должна быть мощность этих импульсов, их количество и частота? Все эти три параметра настраиваются вручную и только — никаких ТТЛ-ов в этом режиме нет (как именно — смотрите в инструкции по эксплуатации к вашей вспышке).
С мощностью относительно легко — в данном кадре ее лучше выставлять на минимальном уровне, потому что импульсов будет много, и место съемки успеет получить достаточно света для нормальной экспозиции. Если же будет мало суммарной мощи во время пробы — просто ее нужно увеличивать. Конкретное значение зависит от конкретного места съемки и установленной в камере диафрагмы.
А вот с количеством и частотой немного сложнее. Есть такая простая формула:
Выдержка камеры = Количество импульсов / Частота (Гц)
Немного напряжем знания за третий класс и получим две другие точки отсчета:
Количество импульсов = Выдержка камеры х Частота (Гц)
Частота (Гц) = Количество импульсов / Выдержка камеры
Все, больше объяснять ничего не нужно!… 😉
Частота — это величина, которая отвечает за «скорость» стробоскопа, именно частоту «мерцания», извините за тавтологию. 1 Гц — вспышка ДОЛЖНА срабатывать 1 раз в секунду, 2 Гц — 2 раза в секунду, 5 Гц — 5 раз, 20 Гц — 20 раз, 100 Гц — 100 раз. ЗА СЕКУНДУ. ДОЛЖНА — но не обязательно БУДЕТ, потому что…
Количество импульсов задает фотограф при установке.
Т.е., если поставить, например, количество 6 и частоту 1 Гц, то вспышка будет мигать 1 раз в секунду 6 раз — 6 секунд на «отрабатывание». А если поставить количество 6 и частоту 12 Гц, то вспышка мигнет 6 раз за… правильно — 1/2 секунды! Одно количество с одной мощностью — но за разное время! А что такое «время» для фотографа и экспозиции? Наша выдержка. ))
Именно поэтому при работе со вспышкой в режиме «стробоскопа» (Multi/Repeat) нужно помнить, что все три величины — выдержка, количество импульсов и частота — совершенно взаимосвязанные параметры. Поэтому я и привел формулы выше для понимания, как эта связь происходит.
Вот смотрите: если выставить выдержку в фотоаппарате, например, 2 секунды, то что мы получим в результате с той парой вариантов установок, которые я привел выше?
Попробуйте посчитать, какую частоту нужно выставить при выдержке 2 сек, чтобы вспышка «мигала» 6 раз равномерно в течение всего этого времени?
Правильный ответ
6 / 2 = 3 Гц — три вспышки в секунду 😉
Математика, конечно, очень сложная — но, надеюсь, вполне по силу всем фотографам, не смотря на тип образования..))
Возвращаемся к игроку в пул.
Весь световой сетап готов, теперь можно приступать к пробным кадрам, чтобы понять, какие установки стробоскопа выбрать. После нескольких тестов с разными значениями было определено, что частота 20 Гц самая оптимальная для скорости полета — при таком значении шары в кадре получаются достаточно близко друг к другу, но, тем не менее, не «сливаются» в непонятный комок. После этого нужно было прикинуть, а сколько именно хотелось бы «фантомов» летящего шара — если сделать 2-3 штуки, то это мало, если 50-60- то это слишком много… Еще несколько тестов — и была выбрана цифра 12 — «дорожка» из дюжины вполне эффектно смотрелась в кадрах.
Теперь осталось вычислить нужную выдержку: 12/20=0.6 сек. Решили остановиться на значении 1 сек, чтобы вспышка однозначно успела сделать все 12 импульсов, остальные 0.4 сек не критичны. Камера, само собой, в мануальном режиме — опять выключаются вспышки и подбирается диафрагма для выдержки 1 сек, чтобы задний план был проэкспонирован корректно — тут получилось f/13.
ИЗ ВСПЫШКИ — СТРОБОСКОП… И НЕ ТОЛЬКО
На мой взгляд, самыми эффективными представляются те разработки, которые не нужно «поднимать с нуля»: речь пойдёт об усовершенствовании готовых промышленных электронных устройств своими силами. В результате получаются вполне современные работоспособные конструкции, одну из которых предлагаю вашему вниманию. Это дополнительный узел к промышленной фотовспышке СЭФ-1, выпускавшейся когда-то миллионными «тиражами».
Её основа — импульсная лампа ИФК-120 и оксидный высоковольтный конденсатор большой ёмкости. Бес-трансформаторный преобразователь напряжения при использовании его от сети 220В позволяет накопить на обкладках конденсатора заряд в несколько сот вольт, о чём (при готовности фотовспышки к применению) владельца предупреждает горящий неоновый газоразрядный индикатор на корпусе вспышки. Разряд конденсатора происходит благодаря замыканию выносных контактов (в цепи управления тиристором устройства), предназначенных для подключения к фотоаппарату. Вот эту особенность я и использовал для управления вспышкой «извне».
Поскольку в цепи управления тиристором (в цепи анода которого включена обмотка импульсного трансформатора) разница потенциалов не превышает 10 В, к управляющему электроду я подключил выход мультивибратора на микросхеме КР1006ВИ1, собранного по классической схеме. Теперь остаётся только задать требуемую частоту импульсов, которые «преобразуются» в соответствующие им вспышки лампы ИФК-120.
На рисунке 1 представлена электрическая схема мультивибратора на микросхеме КР1006ВИ1, включённого в автоколебательном режиме, и простого задающего генератора с возможностью регулирования параметров выходных импульсов в широких пределах (то есть генератор универсального назначения — при небольшой доработке выходного каскада он эффективно используется как высокочастотный преобразователь напряжения для фотовспышки СЭФ-1).
Рис. 1. Электрическая схема мультивибратора на микросхеме КР1006ВИ1, включённого в автоколебательном режиме
Рассмотрим работу мультивибратора. При подаче питания на элементы схемы конденсатор С1 имеет очень малое сопротивление электрическому току и начинает заряжаться через резисторы R1, R2 от источника питания. В первый момент на входе запуска (выводы 2 и 6 DA1) появляется отрицательный импульс, а на выходе микросхемы (вывод 3) устанавливается напряжение высокого логического уровня. Напряжение на заряжающемся конденсаторе С1 растёт по экспоненциальному закону с постоянной времени t=RC, где R — сумма сопротивлений R1 и R2. Когда напряжение на обкладках конденсатора С1 достигает уровня 2/3 напряжения питания, внутренний компаратор сбрасывает триггер микросхемы в исходное состояние, а триггер, в свою очередь, быстро разряжает конденсатор С1 и переключает выходной каскад в состояние с низким уровнем напряжения. Таким образом, периодический заряд конденсатора С1 осуществляется через цепь сопротивлений R1R2, а разряд — через резистор R3. Это позволяет регулировать скважность импульсов в широких пределах, задавая соотношение между сопротивлениями резисторов R1 и R2. Времязадающие резисторы R2 и R3 определяют параметры импульсов генератора и его частоту в широких пределах: R2 регулирует пачки импульсов (чем меньше его сопротивление, тем короче пачки, вплоть до одиночных импульсов), R3 регулирует паузы между импульсами от 0,5 до 30 с. Параметры частоты следования импульсов также зависят и от ёмкости конденсатора С1, который можно применить до сотен мкФ. В данном режиме напряжение на обкладках конденсатора С1 изменяется от 1/4 до 2/3 напряжения источника питания. Скорость заряда конденсатора и порог срабатывания внутреннего компаратора прямо пропорциональны напряжению питания, поэтому длительность выходного импульса от напряжения питания практически не зависит. Выход таймера КР1006ВИ1 переключается, резко изменяя напряжение на выводе 3 DA1. Вывод 5 микросхемы нужно оставить свободным или подключить к общему проводу через конденсатор типа КМ, ёмкостью 0,1 мкФ. В данной схеме это не принципиально.
Оксидный конденсатор С3 сглаживает пульсации напряжения от источника питания. Выходной ток генератора на микросхеме КР1006ВИ1 (вывод 3 DA1) не превышает 250 мА, что для многих радиолюбительских конструкций вполне достаточно. Подключить данную приставку можно напрямую к импульсному трансформатору фотовспышки. Однако для управления высоковольтной импульсной нагрузкой необходим преобразователь с гальванической развязкой (схема на рис. 2) — он же потребуется для «приручения» иных (кроме рассмотренной) типов фотовспышек.
Преобразовательный каскад реализован на полевом транзисторе VT1, в цепи истока которого включена обмотка повышающего трансформатора Т1 фотовспышки. Для дополнительной защиты выходного каскада в схеме с трансформатором применён сапрессор (защитный стабилитрон) из серии КС515 с любым буквенным индексом. Защитный стабилитрон должен иметь напряжение стабилизации не менее 3/4 Uпит.
Микросхема при работе может незначительно нагреваться — до 30° — 40°С. Элемент питания устройства может быть как автономный (от батарейки типа «Крона» с повышающим преобразователем напряжения для работы импульсной лампы), так и стационарный — блок питания со стабилизированным напряжением от 6 — 15 В.
О деталях. Полевой транзистор VT1 можно заменить на IRF640, IRF511, IRF720. Переменные резисторы R2, R3 с линейной характеристикой изменения сопротивления — многооборотные, например, СП5-1ВБ. Вместо оксидного конденсатора С3 подойдёт типа К50-29 или аналогичный. Постоянные резисторы — типа МЛТ-025, неполярные конденсаторы — типа КМ.
Практическое применение совмещённого устройства может быть различным. Кроме первого, что придёт в голову молодому человеку, — установить его на танцполе в виде стробоскопа (частота импульсов мультивибратора в этом случае выбирается 1 — 10 Гц), есть и другие варианты. К примеру, я сейчас применяю устройство для дистанционной индикации нормальной работы сигнализации деревенского дома. Дело в том, что мой хутор отстоит от деревни на несколько километров. Сообщение — лесная дорога. Но благодаря тому, что он находится на горке, из деревни видно саму усадьбу. Но, конечно, трудно разглядеть — есть ли в ней посторонние. А это важно, поскольку большую часть времени я живу в городе, за много километров от хутора. Зато периодические яркие вспышки (частота следования импульсов 0,1 Гц) импульсной лампы ИФК-120, вместе с рефлектором направленной в сторону ближайших жилых домов, проинформируют о положении дел, когда кто-то полезет в дом — сработает сигнализация, управляемая мной с помощью сотового телефона (на расстоянии), лампа-вспышка перестанет мигать — это и послужит тревожным сигналом.
Рис. 2. Электрическая схема выходного каскада преобразователя напряжения
После установки и подключения рассмотренных устройств остаётся только договориться с местными жителями о том, чтобы они поглядывали в сторону моего хутора. Главная их задача, конечно, не засечь момент срабатывания сигнализации (это я сам засеку сразу, равно как и местный отдел полиции, в который пойдут звонки с сотового телефона, установленного в усадьбе и выполняющего роль «дистанционного оповещения»), а проследить и постараться запомнить личности тех «добрых» людей, что вскоре проследуют пешком или на машине со стороны моего хутора. А дальше — дело правоохранительных органов.
Днём, и тем более ночью, вспышки ИФК-120 хорошо видны на очень далёком расстоянии, что можно использовать и в других случаях, когда потребуется дистанционный сигнализатор.
Ещё одним вариантом применения гибридной конструкции является защитная функция хозяев дома. Вспышка располагается в прихожей (сразу после входной двери) рефлектором к выходу, подача питания на устройство осуществляется с помощью обычного настенного включателя. Если вошедший гость оказывается, мягко говоря, нежеланным, то нетрудно, нажав на включатель, воздействовать лампой-вспышкой, включённой в режиме стробоскопа. Он будет парализован в действиях бесконтактным способом (его жизни при этом ничто не угрожает).
Устройство можно взять на вооружение не только в деревенских домах, но и в городских квартирах. А могут быть и более экстравагантные варианты. Всё дело в фантазии и её умелой реализации.
А. КАШКАРОВ, г. Санкт-Петербург
Режим RPT. Многократная вспышка.
Вспышки Nikon SpeedLight SB-800, SB-900, SB-910 (и некоторые вспышки сторонних производителей, например Yongnuo Speedlite YN560-II), а также встроенные вспышки продвинутых любительских и профессиональных камер Nikon (у которых она есть) умеют работать в режиме ‘RPT’ (‘RePeaT Mode’ – ‘Режим повторения’), который обычно в русскоязычной литературе именуют ‘Многократной вспышкой’, ‘Повторной вспышкой’, либо просто – ‘Стробоскопом’. Внешние вспышки SB-300, SB-400, SB-600, SB-700, а также встроенные вспышки любительских камер Nikon лишены данной функции.
Режим RPT. Многократная вспышка на примере Nikon SB-900. Фото взято с инструкции к SB-900.
Суть работы метода очень проста – на один сделанный кадр вспышка срабатывает несколько раз. Для работы в режиме RPT нужно задать 3 основных параметра:
Время работы вспышки можно рассчитать как отношение количества срабатываний к частоте. При этом, если время экспозиции (выдержка на камере) меньше, чем время работы вспышки, то камера принудительно выключит вспышку после окончания установленного времени экспозиции. Режим RPT нельзя использовать на удаленно установленных вспышках с помощью удаленного управления посредством Nikon CLS (но есть хитрость, описанная в конце статьи), поэтому, чаще всего приходится использовать обычные радиосинхронизаторы.
Падающие карандаши. Пример снимка с использованием режима RPT
Обычно для съемки с режимом RPT применяют технику с длинными выдержками. Так, на снимках с падающими карандашами и пересыпающимся рисом была установлена длинная выдержка, равная 5 секундам. После спуска затвора вспышка начинает давать серию импульсов, в данном случае 20 импульсов с частотой 10 Hz, время работы вспышки составляет в общей сложности 2 секунды. Каждый новый импульс вспышки фиксирует в кадре новое положение карандашей, накладывая их друг на друга слой за слоем.
Я всегда хотел cфотографировать бегущего человека с помощью техники RPT и получить что-то вроде раскадровки. Для полного раскрытия возможностей данной функции нужно хорошенько пораскинуть мозгами :).
Рисовая крупа в падении. Снято в режиме вспышки RPT
Фотографии с использованием режима многократной вспышки чем-то напоминают снимки с использованием мультиэкспозиции.
На вспышке Nikon SB-700, а также на многих других вспышках от сторонних производителей, RPT-режима нет, но его можно отчасти симулировать. Для этого нужно перевести вспышку в ручной режим управления, выбрать нужную мощность импульса, а затем перевести в режим дистанционного управления – SU-4 (или его аналог на вспышках сторонних производителей). После чего, на встроенной вспышке, выбрать режим ‘RPT’ и настроить его по своему вкусу. После таких манипуляций внешняя вспышка будет срабатывать на каждый импульс встроенной вспышки с выбранной мощностью, правда если вы не угадаете с соотношением частоты и мощности, то у нее не хватит скорости перезарядки, и каждый последующий ‘пых’ в серии будет слабее первого :). Встроенная вспышка камер Nikon в режиме ‘RPT’ может работать с максимальной частотой в 50 Hz, и даже на этой частоте можно использовать трюк с RPT. Также, эту хитрость можно использовать и на вспышках SB-800, SB-900, SB-910 если нужен эффект от многократной вспышки, установленной дистанционно :). Важно! Это будет работать только в том случае, если ваша камера имеет режим RPT для встроенной вспышки.
Итоги
RPT режим можно использовать для каких-либо интересных и креативных задумок. Если же на вашей вспышке нет такого режима — не огорчайтесь уж слишком, есть много других интересных вещей которые можно проделывать со вспышками 🙂
Схемы на NE555
Стробоскоп из фотовспышки
Фотовспышка практически обязательно входила в комплект фотопринадлежностей достаточно “серьезного” фотолюбителя. Теперь надобность в ней отпала, поскольку все современные фотоаппараты имеют встроенные вспышки. Перебирая свои “накопления», я как-то обнаружил там фотовспышку («СЭФ-1») и придумал ей новое назначение.
В мультивибраторе предусмотрена регулировка параметров выходных импульсов в широких пределах. При подаче питания конденсатор С1 заряжается через резисторы R1 и R2 от источника питания. В первый момент на входах запуска (выводах 2 и 6) DA1 — низкий уровень, а на выходе микросхемы (выводе 3) — высокий. Напряжение на конденсаторе С1 растет, и когда оно достигает 2/3 Uпит, внутренний компаратор переключает триггер микросхемы, который открывает транзистор, коллектором подключенный к выводу 7 внутри DA1. Транзистор быстро разряжает конденсатор С1 и переключает выход в состояние низкого уровня. Таким образом, периодический заряд конденсатора С1 осуществляется через R1-R2, а разряд — через резистор R3. Это позволяет регулировать скважность импульсов, задавая соотношение между сопротивлениями R1 и R2. Резистор R2 регулирует пачки импульсов (чем меньше его сопротивление, тем короче пачки, вплоть до одиночных), R3 задает паузы между импульсами от 0,5 до 30 с. Частота следования импульсов также зависит и от емкости С1, которая может достигать сотен микрофарад.
Конденсатор С3 сглаживает пульсации напряжения питания. Выходной ток микросхемы КР1006ВИ1 достигает 250 мА, что для многих радиолюбительских конструкций вполне достаточно. Подключить выход DA1 можно и напрямую к импульсному трансформатору фотовспышки, но лучше использовать буферный каскад на полевом транзисторе VT1, в цепь стока которого включена обмотка повышающего трансформатора Т1 фотовспышки. Для защиты выходного каскада в схеме с трансформатором от бросков напряжения применен стабилитрон ВСХ55С15 или из серии КС515 с любым буквенным индексом. Его напряжение стабилизации должно быть не менее 3/4 Uпит.
Полевой транзистор в схеме VT1 можно заменить на IRF640, IRF511, IRF720. Постоянные резисторы — типа МЛТ-025, переменные R2, R3 — с линейной характеристикой изменения сопротивления, многооборотные, например, СП5-1ВБ. Оксидный конденсатор С3 — К50-29 или аналогичный, неполярные конденсаторы — типа КМ. Питать схему можно как от батареи “Крона” (типа 6F22), так и от стационарного блока питания со стабилизированным напряжением 6. 15 В.
Для чего нужен режим стробоскопа в фонарях?
Сегодня всё чаще многочисленные режимы работы фонарей включают в себя «стробоскоп». Рассмотрим практическое назначение этого функционала.
Стробоскоп – это источник света, быстро воспроизводящий повторяющиеся яркие световые импульсы. На способность таких вспышек дезориентировать человека обратили внимание еще в 1950-х годах. Пилоты вертолетов стали всё чаще жаловаться на головокружение и сложности в управлении машиной. Дело в том, что вращающиеся лопасти вертолета заставляли мерцать солнечный свет, создавая эффект стробоскопа.
В чем он заключается? Под воздействием яркого точечного света в мозгу человека создается некое изображение. Эта картинка может меняться в зависимости от длительности и частоты светового воздействия. Если изображения появляются и пропадают очень часто, мозг не успевает приспособиться к их циклу. Он пытается совместить картинки в цельный образ, меняющийся с каждой вспышкой. При этом такие «остаточные изображения» накапливаются, загружая мозг, нарушая зрение, вызывая смятение и дезориентацию.
Таким образом, одна из основных целей режима «стробоскоп» – дезориентировать, ослепить и психологически нейтрализовать противника. Немаловажный факт: результат воздействия стробоскопа зависит от его частоты мерцания. Так, полноценный стробоскопический ослепляющий эффект оказывает частота порядка 10-16 Гц (10-16 вспышек в секунду). Но необходимо помнить: стробоскоп, даже если его направить в другую сторону, слепит и своего владельца. Поэтому для использования тактического фонаря со стробоскопом необходим опыт. Также желательно иметь второй источник света – немерцающий. С этой ролью справится, например, налобный фонарь.
Однако режим стробоскопа можно использовать не только в целях обороны. Фонарь с этой функцией – прекрасное устройство для обнаружения. В экстренной ситуации мерцающим сигналом легче привлечь внимание – например, если человек заблудился в лесу.