Chronofotografie

Střela ze vzduchovky rozbíjí žárovku
Muybridgův kůň v pohybu, cyklus Animal Locomotion 1878
Letící pelikán, kterého zachytil Étienne-Jules Marey okolo r. 1882; nalezl cestu, jak zachytit více fází pohybu na jednu fotografii
Stroboskopová fotografie jako od Harolda Edgertona, kterou pořídil student univerzity MIT Daniel Smith v roce 1962
Thomas Eakins: studie lidského pohybu při skoku o tyči, 1885
Střela bezprostředně po opuštění dělové hlavně, 1997, foto: U.S. Navy

Chronofotografie (z lat. chronicus - časový) nebo vysokorychlostní fotografie je obor fotografie, který se zabývá fotografickým záznamem rychlých pohybů, například pohybem zvířat a lidí, střelou v okamžiku nárazu do překážky, balónku v okamžiku prasknutí atp. Cílem je „zmrazit“ pohyb v jednotlivých jeho fázích, aby byl pozorovatelný pro lidské oko. Snímky zachycující letící střelu se pořizují za pomoci iniciačního zařízení synchronizujícího chod fotoaparátu a zábleskového zařízení, které disponuje speciálním čidlem reagujícím na pohyb či zvuk střely.[1]

Historie a vývoj

Pionýři chronofotografie vyvinuli nové metody sériového snímání, aby mohli zkoumat jednotlivé fáze pohybu. Eadweardu Muybridgovi se začal o pohyb zajímat v roce 1873[2] a roku 1878 se mu podařilo dokázat, že kůň v klusu má všechny 4 nohy ve vzduchu. V dřevěné budově postavil 24 fotografických přístrojů,[2] na jeden okraj závodiště zavěsil bílý horizont a na druhý umístil v pravidelných intervalech řadu fotoaparátů. Přes dráhu položil provázky, které v okamžiku, kdy je běžící kůň přetrhl, postupně uvolnily pružinové závěrky fotoaparátů.[3] Již tenkrát Muybridge použil expoziční doby až 1/6000 sekundy. Většinu snímků exponoval 1/1000 sekundy, na tu dobu také velmi krátkým expozičním časem.[2]

Eadweard Muybridge: chronofotografie Woman Walking Downstairs inspirovala Marcela Duchampa k vytvoření obrazu Akt sestupující se schodů v roce 1912

Chronofotografie a její znázornění pohybu lidského těla inspirovalo Marcela Duchampa k vytvoření obrazu Akt sestupující se schodů. Ten všechny fáze pohybu shrnuje do jediného estetického celku vyjadřujícího komplexnost pohybů lidského těla.

V roce 1931 vyvinul americký inženýr Harold Eugene Edgerton elektronické výbojkové světlo, se kterým vyrobil blesky o 1/500 000 sekundy, které mu umožnily vyfotografovat kulku v letu.

Tyto historické série sekvenčních obrázků byly důležitým impulsem k rozvoji „pohyblivých obrazů“ kinofilmu.

Díky technickému rozvoji závěrky fotoaparátu a filmových materiálů se rychle zlepšovaly možnosti záznamu rychlých motivů a pohybu u běžně dostupných fotoaparátů. Rychlost závěrky okolo 1/4000 sekundy jsou dnes obvyklé u klasických i digitálních zrcadlovek. Fotografujeme-li ještě kratším časem než 1/4000 sekundy, pak hovoříme o fotografii s velmi krátkým časem.

Většina moderních fotoaparátů umožňuje expozice s rychlostmi závěrky až do 1/1 000 sekundy. Kratší čas expozice může být docílen osvícením předmětu krátkým světelným bleskem. S pomocí stroboskopových světel lze na podobném principu zaznamenávat pohybové fáze, jedná se o tzv. vícenásobné osvícení. Použitím takové řady blesků mohou být postupná stádia pohybu objektu, jakým je například letící pták, zaznamenána na jedno filmové políčko. Synchronizace blesku a pohybujícího se objektu se dosahuje použitím fotobuňky na spoušť výbojkového světla. Fotobuňka je nastavena tak, aby byla osvětlena paprskem světla, jež je přerušeno rychle se pohybujícím objektem, jakmile se tento dostane do zorného pole fotopřístroje.

Dříve byly vyvíjeny vysokorychlostní elektrooptické a magnetooptické závěrky, které umožňovaly dobu expozice snížit až na několik miliardtin sekundy. Oba typy závěrek využívaly faktu, že polarizační rovina polarizovaného světla je v určitých materiálech otočena pod vlivem elektrického nebo magnetického pole. Magnetooptická závěrka je sestavena ze skleněného válce umístěného uvnitř cívky. Polarizační filtr je vložen na každou stranu skleněného válce. Oba filtry jsou překříženy a světlo prošlé prvním filtrem se zpolarizuje a je zastaveno filtrem druhým. Pokud cívkou projde krátký elektrický puls, polarizační rovina světla ve skleněném válci se otočí a světlo může systémem proniknout.

Elektrooptická závěrka, vyrobená podobným způsobem, se skládá z buňky se dvěma elektrodami, která je naplněna nitrobenzenem a umístěná mezi zkřížené polarizační filtry. Polarizační rovina uvnitř kapaliny je otáčena krátkým elektrickým pulsem na elektrodách. Elektrooptické závěrky byly například použity při fotografování posloupnosti událostí během výbuchu atomové bomby.

Velmi rychlý pohyb může být studován i rychloběžnou kinematografií. Běžné techniky, ve kterých jednotlivé statické fotografie vytvářejí rychlou sekvenci, umožňují maximální rychlost 500 okének za sekundu. Pokud film zůstane stacionární a použije se vysokorotační (až 5 000 otáček za sekundu) zrcadlový sektor, který pohybuje obrázky nad filmem v sekvenčním sledu, mohou být dosaženy rychlosti milion obrázků za sekundu. Pro extrémně vysoké rychlosti jako miliarda obrázků za sekundu se upouští od klasických optických technik a pro expozice se použijí katodové paprskové trubice.

Vysokorychlostního snímání se využívá ve sportovní cílové fotografii, kde digitální fotoaparáty dosahují časů v rozmezí od 1/2500 s do 1/10000 s.

Galerie

Pionýři vysokorychlostní fotografie

Odkazy

Reference

  1. http://aktualne.centrum.cz/zpravy/kuriozity/fotogalerie/2012/11/23/kouzlo-zastaveneho-okamziku/
  2. a b c Petak.doc [online]. ITF Opava [cit. 2008-07-10]. Dostupné online. 
  3. Velká obrazová všeobecná encyklopedie.

Související články

Externí odkazy

Česky

Anglicky

Německy

Galerie:

Média použitá na této stránce

Schwappender Wein.jpg
Autor: Stefan Krause, Germany, Licence: CC BY 3.0 de
Studiová fotografie z ateliéru společnosti Studiocommunity vytvořená bez použití fotomontáže. Všechny objekty jsou připevněné k desce, která byla prudce strčena do strany, takže se víno vylilo ze sklenice. Karafa vpravo je naplněna želatinou připravenou z vína.
The Horse in Motion.jpg
The Horse in Motion by Eadweard Muybridge. Noted photographer, Eadweard Muybridge was hired, in 1872, by Leland Stanford a railroad baron and future university founder, to find out if there was moment mid-stride where horses had all hooves off the ground.[1] It took several years but Muybridge delivered having captured a horse, named "Sallie Gardner," owned by Stanford; running at a 1:40 gait over the Palo Alto track, on 19th June 1878.[1] Muybridge used a dozen cameras all triggered one after another with a set of strings. [1]
Shockwave.jpg
Autor: Daniel P. B. Smith (Dpbsmith na projektu Wikipedie v jazyce angličtina), Licence: CC-BY-SA-3.0
Shadowgraph of bullet in flight
5-54-Mark-45-firing edit.jpg
April 16, 1997, on board USS Benfold (DDG-65) The Arleigh Burke-class destroyer Benfold fires its 5″/54 MK 45 gun during routine training operations off the coast of Southern California. The MK 45 provides surface combatants with accurate naval gunfire against fast, highly maneuverable surface targets, air threats and shore targets.
Female nude motion study by Eadweard Muybridge (2).jpg
Woman walking downstairs, late 19th century. see also Marcel Duchamp: Akt, eine Treppe herabsteigend.
Marey - birds.jpg
A photo of flying pelican taken by Étienne-Jules Marey
Splash of Chili Pepper Set-Up.jpg
Autor: Kyle May, Licence: CC BY 2.0

SB-800 with a Chimera, fired from the left at 1/32 with a bounce on the right. Manually fired, no sound trigger (yet, but it's coming). The base is a 24" x 30" piece of glass with the underside painted white to keep the high reflection attributes of the glass. I kept the water in by adding 1" side walls around the edges. Total cost about $8 at Home Depot. See the set-up here.

Chronophotography is an antique photographic technique from the Victorian era (beginning about 1867–68), which captures movement in several frames of print. These prints can be subsequently arranged either like animation cels or layered in a single frame. It is a predecessor to cinematography and moving film, involving a series of different cameras, originally created and used for the scientific study of movement.
Bundesarchiv Bild 183-S0702-0019, 100m-Weltrekordlauf Marlies Oelsner, Zielfoto cropped.jpg
Autor: , Licence: CC BY-SA 3.0 de


Pro dokumentární účely německý Spolkový archiv často ponechal původní popisky obrázků, které mohou být chybné, neobjektivní, zastaralé nebo politicky extrémní. Faktické opravy a alternativní popisy jsou uvedeny odděleně od původního popisu. Dodatečné chyby mohou být oznámeny na této stránce pro informování Bundesarchivu.


Original historic description: 

100m-Weltrekordlauf Marlies Oelsner, Zielfoto ADN-ZB Tele 2.7.77 Dresden: DDR-Leichtathletik-Meisterschaften Den 100-m-Weltrekordlauf von Marlies Oelsner (SC Motor Jena) in 10,88 Sekunden vom 1.7.1977 sah die Zielkamera so: Oelsner, M. Hamann, I. Brestrich, R. Schneider, B. Eckert, M. Dalchow, S. Briebsch, S. Kuchling (v.r.n.l.) . [Vlnr: S. Kuchling, S. Briebsch, M. Dalchow, Bärbel Eckert (verheiratete Bärbel Wöckel), R. Schneider, I. Brestrich, Monika Hamann, Marlies Oelsner (verheiratete Marlies Göhr)] Abgebildete Personen: * Göhr, Marlies: Leichtathletin, DDR * Hamann, Monika: Läuferin, DDR * Wöckel, Bärbel: Leichtathletin, Läuferin, SC Motor Jena, Olympiateilnehmerin 1976 und 1980, Vaterländischer Verdienstorden (VVO) in Gold 1950, DDR

Schuss gluehbirne.jpg
Autor: Markus Kempf, Frank Bastian, Licence: CC BY-SA 2.5
Hochgeschwindigkeitsaufnahme vom Schuss eines Luftgewehrs durch eine Glühlampe. Methode: Abgedunkelter Raum, offene Blende, Auslösung des Elektronenblitzgerätes durch das Projektil (Unterbrechung eines elektrischen Kontaktes)
Thomas Eakins Man Pole-Vaulting.jpg
Historie skákání, ca 1885, chronofotografie, vysokorychlostní fotografie. Eakins vynalezl fotoaparát, který na jeden rotující disk dokázal zachytit několik fotografií po sobě.
Splash of Chili Pepper.jpg
Autor: Kyle May, Licence: CC BY 2.0
SB-800 with a Chimera, fired from the left at 1/32 with a bounce on the right. Manually fired, no sound trigger (yet, but <a href="https://www.flickr.com/photos/deonvdw/1232759549/" target="_blank">it's</a> coming). The base is a 24" x 30" piece of glass with the underside painted white to keep the high reflection attributes of the glass. I kept the water in by adding 1" side walls around the edges. Total cost about $8 at Home Depot. See the set-up <a href="https://www.flickr.com/photos/kylemay/1471454882/">here</a>.