¿Cómo capturar un péndulo oscilante?

Un péndulo al llegar a los extremos se detiene por un momento, permitiéndonos ver los detalles de la lenteja , y aumentar gradualmente su velocidad hacia el punto de equilibrio. Por lo tanto, su rastro de trayectoria se desdibuja ante nuestros ojos.

La exposición prolongada puede retratar la trayectoria, pero no el detalle de la sacudida: el ingrese la descripción de la imagen aquílapso de tiempo, por otro lado, muestra demasiados detalles como para que no se retrate el rastro de la trayectoria:ingrese la descripción de la imagen aquí

Este está cerrado a lo que estoy buscando, pero no está a la vista. La transición no es realmente suave.

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Este está más cerca, pero solo muestra el bob una vez, no en los dos extremos como el anterior. La trayectoria también se desvanece.

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P: Cómo retratarlos en una imagen:

  • Los detalles del bob solo en ambos extremos,

  • el rastro borroso de la trayectoria,

  • ¿La transición suave en el medio? Bonificación si puede mostrar el gradualismo de la velocidad.

Puedo editar imágenes/video existentes o configurar cosas.


FYI: Interesante fenómeno relacionado: Persistencia de la visión

@Gerhardh Por favor vea: Respuestas cortas como comentarios — por favor resista la tentación ¡Tan breve como es, su comentario tiene el núcleo de una muy buena respuesta!
No es una respuesta (porque uno existente ya ha dicho todo lo que podría decir que responde a la pregunta), sino una observación: la razón por la que la penúltima imagen no es uniforme probablemente se deba a una fuente de luz parpadeante, como las bombillas fluorescentes estándar. Si uno supiera la frecuencia de las luces y tuviera una resolución lo suficientemente alta como para contar los 'pasos', podría calcular el tiempo de exposición.
@Gerhardh Sí, y eso fue perfectamente aceptable. Sin embargo, las siguientes dos oraciones no se trataban realmente de buscar más aclaraciones sino de asesorar al OP sobre cómo hacer lo que pedía el OP. Es decir, comenzaste a responder la pregunta.
No sé lo suficiente como para proporcionar una receta (y mis cámaras son demasiado viejas para probarla), pero sumar cuadros de video subexpuestos podría proporcionar otro enfoque.
¿La primera foto es siquiera una imagen de la trayectoria de un péndulo? Parece una parabólica, o tal vez una catenaria (cable colgante), en lugar de un arco circular.
@scottbb es de The Pendulum Project . En realidad, es un tipo especial de péndulo, y se captura desde abajo.
Ah, es una figura de Lissajous . Muestra la "pista de tierra", la trayectoria de oscilación en 2 dimensiones proyectada en el plano normal. Sugiero que la imagen es engañosa para su objetivo, porque no captura la misma información/punto de vista que las otras imágenes.
@scottbb Lo sé, pero ese es el ejemplo más cercano (y de fácil acceso) que puedo encontrar para ilustrar el punto de que solo la exposición prolongada no es suficiente

Respuestas (6)

Veamos la última imagen.

  • Si desea un fondo negro, debe tener cuidado de no derramar luz. Es relativamente fácil de controlar en un estudio grande, es casi imposible en una habitación pequeña. Necesitas un fondo que esté lejos. Incluso podría disparar al aire libre por la noche si el clima lo permite.

  • Necesitas algo de luz continua para mostrar la trayectoria. Tenga en cuenta que el péndulo pasa más tiempo en el extremo que en la parte inferior de la trayectoria porque se detiene en los extremos y es más rápido en la parte inferior. Por eso la trayectoria parece desvanecida. Podrías poner tu fuente continua de luz más cerca del fondo para mitigar ese efecto.

  • Para mostrar detalles congelados en el péndulo, puede disparar manualmente el flash cuando el péndulo está en ambos extremos. El período del péndulo es constante y solo depende de la longitud de la cuerda, por lo que puede mover los pies al "ritmo" y hacer estallar el flash cuando sea necesario. Bert Stephani y David Hobby lo llaman sincronización BioWizard .

Así que podrías intentar:

  • Ambiente muy oscuro, excepto por una luz continua cerca de tu péndulo.
  • Lanza el péndulo.
  • ISO 200, f/10, comienza la exposición de 10 segundos.
  • Obtener el ritmo, pop flash manualmente una vez en ambos extremos.
  • Espera a que termine la exposición.
  • Inténtalo de nuevo con diferentes parámetros hasta que te parezca bien. ¡No se necesita Photoshop!

Aquí hay un ejemplo relacionado que tomé hace unos años.

  • Larga exposición en un trípode
  • 1 LED rojo en la punta de la patineta
  • 1 LED azul en la cola
  • 1 deslizamiento en el medio para invertir la dirección de la patineta
  • 1 disparador de flash manual durante la diapositiva

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Hay un interesante proyecto de electrónica/detección que se puede realizar para automatizar la activación del flash si no tiene un buen sentido del ritmo (lo que, por supuesto, depende de la longitud del péndulo).
En primer lugar, es posible (incluso probable) que la mayoría de ellas sean fotos combinadas con múltiples tomas que se utilizan para la final, por ejemplo, una del péndulo inmóvil en cada extremo y una del péndulo en movimiento. En segundo lugar, podría usar un disparador láser para capturar el flash en el punto de pausa. El Pluto Trigger es uno que he estado vigilando, tiene un precio razonable y viene con un disparador láser.

Me pregunto qué pasaría si, además de los pasos que ofrece esta excelente respuesta , usara una exposición lo suficientemente larga (digamos de 5 a 10 minutos) para que la duración del viaje del péndulo decaiga apreciablemente mientras usa una fuente de luz constante muy tenue ? (O incluso dos, uno desde arriba y otro desde abajo para que puedas marcarlos para que no brillen hacia el fondo).

Tendría que hacer los dos "chasquidos" del flash lo antes posible después de abrir el obturador. Tal vez sincronizarse al ritmo del péndulo antes de abrir el obturador. De esa manera, captura la sacudida con los dos destellos en los extremos del arco de viaje registrado en la exposición prolongada.

A medida que el arco del péndulo decae, la lenteja pasaría más y más tiempo más cerca del centro del arco a medida que deja de pasar más tiempo en los extremos. El período de oscilación permanece constante, pero la distancia recorrida disminuye, lo que significa que la velocidad a través de la parte inferior del arco también estaría disminuyendo. Esto podría ayudar a igualar el brillo del rastro borroso en el medio en comparación con los extremos.

Idea interesante. Sin embargo, controlar el derrame con una exposición de 5 minutos sería muy difícil.
@EricDuminil Es fácil. Incline las luces hacia áreas más allá de los bordes del FoV y use banderas para bloquear el derrame dentro del FoV. O simplemente use snoots apuntando en ángulos alejados del fondo. Obviamente querrás filmar en un área que podría estar totalmente oscura excepto por la iluminación, pero eso es lo que un estudio debería permitirte hacer.
Podría ser una buena aplicación del modo Live Time en las cámaras Olympus...
También se me acaba de ocurrir que este podría ser un buen caso para usar luces negras y un péndulo fluorescente. Eso podría hacer que sea mucho más fácil mantener un fondo negro.

Considere agregar una fuente de luz al propio bob, como un LED. Establezca su exposición para varios períodos del péndulo y destelle su fuente de luz externa en los extremos. Esta fuente de luz adjunta debe trazar un camino claro y los destellos deben iluminar los extremos.

Los LED son bastante direccionales, por lo que debería poder controlar la cantidad de luz que se filtra en el bob. El LED puede ser alimentado por una pequeña batería conectada a la lenteja o alimentado a través del cable del péndulo.

Y para abordar la pregunta "bonificada" de representar la aceleración, podría tener un LED brillando hacia abajo sobre una pequeña "borla" colgante que cambiaría su relación angular con el péndulo dependiendo de la velocidad... :)

Su problema, en realidad, es un poco más técnico de lo que parece a primera vista.

Parece que necesita estos requisitos específicos:

La exposición debe reflejar la velocidad, por lo que en el punto (1) debe verse menos brillante porque pasa más rápido, y el punto (2) debe ser más brillante porque se mueve más lento y desea ver el objeto claramente en (3) en los extremos.

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Abordemos los puntos 1 y 2.

No desea usar una sola fuente de luz en el centro porque tendrá un punto de acceso en el centro que cancelará el efecto de "velocidad". Esta luz expondrá más en el centro si está lo suficientemente lejos o lo suficientemente grande. (Probablemente una gran luz difusa pueda funcionar)

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Lo que te recomiendo es que exageres este efecto de velocidad usando dos luces laterales.

Entonces el efecto es más visible porque tendrás un bot más ligero cuando el péndulo esté en los extremos.

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Pero aquí está el verdadero problema técnico.

Para exponer exactamente el objeto en los bordes, probablemente necesite un disparador de sensor de luz, probablemente uno infrarrojo para que esta luz no se agregue a la foto.

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Pero puedes superarlo de varias maneras.

Disparar manualmente un flash en los extremos (luego recomiendo un disparador suave, probablemente usando disparadores remotos como Yongnuo 603, que es realmente barato) porque el botón incorporado en un flash, el botón de prueba, generalmente es difícil de presionar, por razones de seguridad)


No recomendaría una exposición muy larga por una razón, probablemente pueda detectar el deterioro de varias pasadas, aumentando la exposición en el centro. Por supuesto, este decaimiento depende de qué tan masivo sea el péndulo.

Trate de limitar esta exposición a 2 o 3 pasadas solamente, así que no use luces muy tenues.

Algunas luces pueden tener un efecto de parpadeo, así que tenlo en cuenta.

No veo la necesidad de dos luces, ya que su problema con la luz única solo es relevante si la luz está en el arco del péndulo o debajo de él. Iluminarlo desde el frente eliminaría este problema. Si se coloca a una distancia suficiente del péndulo, producirá una iluminación bastante uniforme en todo el arco.
Mencioné "(Probablemente una gran luz difusa puede funcionar)"

Si desea tener una imagen de un solo swing para representar la velocidad y la trayectoria, haría un pequeño ajuste a la excelente respuesta de @Eric.

Use un flash con sincronización de segunda cortinilla, para que pueda eliminar cualquier exposición 'extra' a la luz continua deteniendo la exposición cuando llegue al punto de inicio en el columpio. El disparador de flash manual solo sería necesario para el vértice más alejado del inicio del swing. Esto daría una distribución de luz más uniforme para que coincida con el swing. Un tiempo de exposición aleatorio significa que el péndulo estará expuesto durante la exposición y, por lo tanto, aparecerá más brillante en cualquier parte de su trayectoria que esté más expuesta (dentro de lo razonable, un tiempo de exposición muy largo como sugirió @Michael Clark eliminaría efectivamente este efecto )

Por ejemplo, si la exposición se detiene cuando el péndulo está a la mitad de su oscilación y la primera mitad de la oscilación se expone durante el doble de tiempo que la segunda mitad, esto se notará en la imagen resultante. Cuantos más swings, menor será el efecto, pero también significa que verás el decaimiento del swing, lo que supongo que no quieres. Si es así, sigue el consejo de Michael.

Para una respuesta de software en lugar de todas las excelentes respuestas fotográficas , sugeriría tomar un video de alta resolución de un péndulo bien iluminado durante al menos 1 ciclo completo.

Luego puede dividir el video en fotogramas (yo usaría Image Magic convert para esto), asegúrese de tener la misma cantidad de fotogramas de cada punto en el ciclo y luego mezcle la exposición ( Hugin ), pero con múltiples copias del dos imágenes finales, un poco de juego debería obtener los resultados que necesita. Donde el péndulo se mueva más rápido será más tenue.

Tanto ImageMagick como Hugin son gratuitos, gratuitos y de código abierto y están disponibles para la mayoría de las plataformas.