条纹摄影术
基本信息条纹摄影术是17世纪的一项发明,它依据空气动力学,借助特殊手段,把肉眼看不到的微观世界记录下来。美国宾夕法尼亚州立大学的一位教授日前发现,这种古老的技术可以开发出很多新用途,比如预防传染病和机场安检。如果没有条纹摄影术,我们可能永远不知道一个点燃的打火机和一只燃烧的蜡烛竟然如此美丽。条纹摄影术是一种将气体或液体中各区域的不同浓度用色彩和阴影表现出来的特殊技术。
从它诞生之日起,就有许多艺术家和摄影爱好者为变幻莫测的光影痴迷,然而,在科学家的眼中,条纹摄影术也一直是他们的好帮手,像显微镜一样,揭开微观世界的秘密。
空气动力学教授 加里·塞特尔:我们能从空气流动中看到很多东西,子弹周围的冲击波,你咳嗽时从体内喷出的热气,这些都对科学有用,很多科技进步都和条纹摄影术有关。
美国宾夕法尼亚州立大学的空气动力学教授加里·塞特尔已经和条纹摄影术打了25年交道了,根据他的最新发现,条纹摄影术还可以帮人们找到病菌在空气中传播的方式,能在安检时及时发现爆炸物。加里·塞特尔的一些科研成果已经应用于生活了。这是他设计的安检通道,每位乘客经过时体内散发出的热气轨迹都会被纪录并捕捉,气体中含有乘客接触过的任何物体的微小颗粒,通过分析其成分,就能够判断这名乘客是否接触过炸药。这种安检门目前已经开始在美国机场广泛应用了。
如何实现条纹拍摄简单的做法就是利用一种散射光源,比如台灯,用半透明的罩把它围起来,也就是只让部分光线通过。这种罩不是单一色调的,而是黑白条纹相间。在它前面放置一个热源,比如一支点燃的蜡烛,被加热的空气就上升,从而改变了它周围的空气密度。这时通过空气的光会发生偏离现象。这些“移位”的光线就在过滤的背景下被拍摄下来了,由于视觉原理,只能看到偏离的光线,那些直接来自蜡烛火苗的光线就被减弱了。最终获得的将是用色彩技巧或黑白差异形成的能显示空气不同密度的图像,也就是在火苗周围热量分布的图像。
详细资料当客体是“透明”的,在密度上能发生变化时,就要以使用条纹摄影法捕捉到它的“运动”。事实上,这里利用了光线在通过密度变化的介质发生的折射现象,这是一种普遍存在的现象。比如,在阳光照射的柏油路面上,可以看到出现的蜃影。上面的图解显示如何通过一种普通的装置使用条纹摄影术拍摄蜡烛周围的热量变化。将蜡烛放在两个屏幕中间。屏幕上有黑白相间的条纹,右边屏幕黑白条纹的排列顺序恰好与左边屏幕条纹的排列顺序相反,即右边屏幕阳纹为左边屏幕的阴纹。一个透镜置于两屏幕之间,它将图像投映到摄影力量像板上。当蜡烛熄灭时,从光源处来的光线得以通过阳纹屏幕的白色条纺,但却被阴纹屏幕的黑色条纹所阻挡,条纹摄影图像板就变成灰色的了。当蜡烛点燃后,从光源发出的光线通过阳纹屏幕之后遇到了被火苗加热的空气。因为热空气的密度不同使光线改变了方向。正是这种“偏离”方向的光线穿过了阴纹屏幕的“遮挡”而形成了条纹摄影板上的图像。