Schnelle Vorgänge kann man nur mit schnellen Kameras (Highspeedkameras) sichtbar machen? Diesem Irrtum bin ich auch aufgesessen, bis ich entdeckt habe, dass man solche Aufnahmen bis zu einem gewissen Grad leicht selbst machen kann, erst ab einer bestimmten Qualitätsanforderung wird die Technik aufwendiger.
Erste Experimente
Die ersten Tests mit Highspeed Fotos habe ich an einem sonnigen Tag am Balkon gemacht – bei mittelhohen Isowerten schafft man zum Beispiel bei der Canon EOS 350D schon mal 1/2000 bis 1/4000 Verschlusszeit. Aber das Timingproblem bleibt erhalten. Wie schafft man es, genau im richtigen Moment inkl. Auslöseverzögerung abzudrücken, während man den gewünschten Gegenstand ins Wasser fallen lässt. Mit etwas Übung bekommt man das Timing heraus, aber wirklich genau ist die Methode nicht.
Beseitigung der Auslöseverzögerung der Kamera
Das Hauptproblem, die Auslöseverzögerung sowie die notwendige Lichtstärke kann man jedoch mit einem einfachen Hilfsmittel lösen. Ein einfacher externer Blitz löst beide Probleme. Für die High-Speed-Fotografie mit Blitzen gilt es aber auch einige Vorbereitungen zu treffen.
Die Kamera wird am besten auf ein Stativ montiert, ein Fernauslösekabel ist von Vorteil. Dann wird erstmal von Hand scharfgestellt, der Autofokus des Objektivs also abgeschalten. Anschließend wird die Kamera in den Bulb Modus (Dauerbelichtung) gestellt. Die Iso und Blende muss man je nach Motiv mit ein paar Testschüssen ermitteln. Dazu wird der Raum komplett abgedunkelt, der Verschluss der Kamera geöffnet, der Blitz ausgelöst, der Verschluss wieder geschlossen. Anschließend kann man die Belichtung auf der Kamera kontrollieren – und gegebenenfalls Korrekturen vornehmen. Nun kann man beginnen, verschiedene Gegenstände in z. B. Wasser zu werfen und den Blitz dazu passend auslöst (nicht vergessen, die Kamera zu öffnen). Damit kann man schon ganz passable Ergebnisse erzielen, allerdings werden euch, ähnlich wie mir, die Hände knapp werden.
Probleme bei sehr schnellen Vorgängen
Je schneller jedoch die gewünschten Vorgänge werden, um so schwieriger wird es, das Timing in den Griff zu bekommen. Man benötigt also eine Möglichkeit, den Blitz automatisch nach einem bestimmten Ereignis auszulösen. Für die meisten Aufgaben bietet sich hier eine Lichtschranke an – die in der einfachsten Variante sofort den Blitz auslöst. Allerdings ist das auch noch nicht wirklich flexibel. Man muss auch noch das Signal der Lichtschranke verzögern, um im richtigen Moment auszulösen. Ich habe dafür eine Mikrokontrollerschaltung aufgebaut – Beschreibung folgt in Kürze.
Wenn die Lichtschrankenschaltung funktioniert, kann man sehr schön reproduzierbare Highspeedaufnahmen machen. Allerdings wird die Geschichte bei richtig schnellen Bewegungen noch etwas komplizierter.
Schneller, Schneller …
Bald wird man feststellen, dass auch ein Blitz nicht wirklich schnell ist – auch wenn das fürs menschliche Auge so wirkt. Woran liegt das? Die meisten externen Blitze verfügen über eine Automatikfunktion – ein lichtempfindliches Bauteil nimmt das abgegebene Licht auf, und löscht mit einem elektronischen Trick den Lichtbogen. Bei voller Ladungsabgabe „brennt“ ein Blitz ca. 2-4 ms. Also gilt es, die Blitzzeit zu verkürzen. Was kann man machen? Den Blitz glauben lassen, dass er schon sehr viel Licht abgegeben hat – indem man das lichtempfindliche Element durch ein Potenziometer ersetzt – dadurch kann man die Löschung früher herbeiführen und schafft es so, ca. 1/20.000 Blitzzeit zu erreichen. Aber Achtung, in Blitzgeräten herrschen hohe Spannungen mit wirklich ordentlichen Ladungen – wer hier nicht genau weiß, was er tut, riskiert sein Leben. Viel schneller schafften es meine externen Blitze nicht. Ein weiteres Problem ist, das die Zündung einen kurzen, sehr hellen Impuls erzeugt und nachher beim Abbrennen die Leuchtkraft nachlässt. Luftgewehrkugeln mit Mündungsgeschwindigkeiten von ca. 170m/s werden damit schon einigermaßen sichtbar, allerdings meist noch etwas unscharf. Warum? 170.000mm/s / (1/20.000) = 8,5mm - dass ist die Strecke, die die Kugel in 1/20.000 Sekunde zurücklegt. Allerdings, bei Luftdruck ist dies die Mündungsgeschwindigkeit, die Geschwindigkeit nimmt schnell ab, speziell nach Kontakt mit dem Zielobjekt.
Noch schneller …
Ab jetzt wird’s richtig problematisch – denn jede weitere Beschleunigung bedeutet, dass auch die Blitzenergie weiter zurückgenommen werden muss – dass bedeutet aber wiederum, dass der Blitz auch nicht mehr so hell blitzt – also wird es notwendig, mit der Iso-Zahl nach oben zu gehen … wodurch wieder die Bildqualität leidet – also ein zweischneidiges Schwert. Wie löst man dieses Problem? Ein Ansatz ist eine höhere Spannung bei weniger Ladung zu verwenden – dadurch wird der Puls kürzer, die Lichtstärke steigt wieder. Für Experimente bieten sich Einwegkameras mit eingebauten Blitzen an. Durch andere Kapazitäten kann man hier schon auf 1/60.000 kommen, die Lichtausbeute ist aber schon sehr gering. Auch hier gilt, die Dinger sind nicht sehr sicher konstruiert, quasi überall liegt im geladenen Zustand Hochspannung an.
Ultraschnell
Wie es genau funktioniert, habe ich noch nicht getestet – ich nehme aber mal an, dass spezielle Blitzröhren mit sehr hohen Spannungen gefahren werden.
Laut einer englischsprachigen Website kann man auch Drähte durch Blitzentladungen zur Verdampfung unter hoher Lichtabgabe bewegen, der technische Aufwand und die Gefahr durch die Spannung steigen natürlich auch dementsprechend und ist in meinen Augen für den Heimnachbau ohne entsprechende Elektronikkenntnisse und Hochspannungserfahrungen nicht empfehlenswert.