Salamatäsmäysajasta ja High Speed -salamasta

Salaman teho säädetään säätämällä salamavalon kestoaikaa. Periaatteessa täydellä teholla salama palaa tietyn ajan ja sitten osatehot lyhentävät aikaa suoraan tuossa tehosuhteessa. Osatehot ovat yleensä 'puolikkaita': 1/2, 1/4, 1/8,,,1/128, 1/256. Käytännössä salaman valoteho ei ole täysin kanttimuotoista vaan välähdyksessä alussa on suurempi teho ja sitten kondensaattorin varauksen pienetessä valokin hiipuu. Näin ollen ajat eivät mene täysin puolittaen. Esimerkkejä salaman valotehosta:
http://www.chem.helsinki.fi/%7Etoomas/photo/flash-discharge/regular.html

Canon ei näytä tarjoavan manuaaleissaan salamanvälähdyksen kestoaikoja, mutta esimerkiksi Metz 54, joka paljolti vastaa Canonin 550EX-salamaa, taulukoi ihan suoraan salaman kestoajat. Täydellä teholla 1/200 sekuntia, 1/128-osateholla 1/26000 sekuntia. Uskoisin Canonin lukujen olevan vastaavanlaisia ja ylläolevassa linkissä oleva kokeilu 430EZ:lla vahvistaa käsitystäni.

Salamatäsmäysaika (salaman minimi synkronointiaika) on erityisen merkityksellinen verhosulkimilla varustetuissa kameroissa. Verhosuljin koostuu kahdesta kankaasta tms. jotka kulkevat päällekkäin rullaverhon omaisesti filmin yli. Rullat ovat vastakkaisilla puolilla filmiä. Alussa verhot ovat niin, että 1. verho on filmin peittona ja 2. verho on auki. Kun kamera laukaistaan, niin 1. verho rullautuu ja avaa valon tien filmille. Valotusajan loppuessa 2. verho vetäistään filmin eteen.

Verhot eivät kulje äärettömän lyhyessä ajassa filmin yli vaan se voi kestää 3-10 millisekuntia. Lyhyillä valotusajoilla koko verho ei olekaan kokonaan auki, vaan ainoastaan 1. ja 2. verhon välinen rako, joka liikkuu kuvan yli.

Oletetaan vaikka 1/100 = 10 ms valotusaika:

Nyt kukin kuvan osa on ollut esillä 10 ms.

Oletetaan vaikka 1/1000 = 1 ms valotusaika:

Nyt kukin kuvan osa on ollut esillä 1 ms. Jos salama laukaistaan normaalisti 1. verhon avauduttua kokonaan, niin valo pääsee yhteen viidennekseen koko kuva-alasta.

Kameran minimisynkronointiaika on se aika, jolla vielä koko kuva-alue on hetken auki. Jos se on vaikka 1/200 niin se tarkoittaa että verhosulkimen on liikuttava kuva-alan yli vähintään 5 millisekunnissa.

Tässä on linkki pdf-muotoiseen kuvaajaan, jossa esitetään Nikon F2:en sulkimien ja salaman käyttäytymistä aika-akselilla: Tässä Nikonissa verhon kulku kestää 10 ms ja pienin salamasynkroniaika on 1/80. X-sync on normaali sähköinen salamavalo.
http://www.mir.com.my/rb/photography/hardwares/classics/nikonf2/pdfs/chart.pdf

FP-salama (FP = Focal Plane tai Fast Pulse) tai Canonin High Speed ratkaisee tämän ongelman siten, että salaman valoa ei päästetäkään yhdellä väläyksellä, vaan pitkitetään valon kestoa jakamalla se erittäin nopeisiin pulsseihin. Pulssien väliajat ovat n. 1/50000 sekunnin luokkaa ja välkytyksen kesto valotusajan verran. Salama aloittaa valottamisen jo heti kun 1. verho alkaa liikkua. Edellisessä kuvaajassa näkyy myös FP-salaman valo.

FP-salaman valosta tehtyjä mittauksia:
http://www.chem.helsinki.fi/~toomas/photo/flash-discharge/hispeed.html

FP-salaman voimakkuus (ohjeluku) pienenee valotusajan lyhetessä. Tähän on syynä se, että valoa menee hukkaan, koska se valaisee verhoja raon ulkopuolella. Mitä nopeampi valotusaika, sitä pienempi rako ja sitä enemmän salaman valoa menee hukkaan.

FP-salaman idea muistuttaa ns. strobo-salamaa, jolla saadaan liikettä pysäytettyä tasaisin välein ja samaan kuvaan vaikka useampi kuva samasta liikkuvasta kohteesta. Tässä välähdysten väli on yleensä kuitenkin 1/200 - 1 sekunti.

FP-salaman pääkäyttötarkoitus on täytesalamana valoisassa ympäristössä, kun halutaan käyttää lyhyitä valotusaikoja. Se ei ole varsinaisesti liikkeen pysäyttämiseen, vaikkakin lyhyt valotusaika tietenkin pysäyttää liikkeenkin. Tehokkaampi vaikutus on kuitenkin nopealla yhdellä pulssilla. Erityisesti kun ympäröivää valoa ei ole paljon (sisällä, hämärällä), niin ihan normaali salama toimii paljon paremmin ja kohteen taustaakin saadaan valotettua mukaan hiukan pitemmällä valotuksella.

Toinen kokeilu FP-salamalla:
http://www.lanset.com/rcochran/flash/hss.html

Kameroissa, joissa on lehtisuljin, ei periaatteessa ole pienintä salaman synkronointiaikaa. Toisaalta näissä suljinajatkaan eivät ole kovin lyhyitä.

Digitaalikameroissa on useimmiten ilmoitettu pienin synkronointiaika. Verhosulkimia ei ole kuin järjestelmäkameroissa ja lyhyet suljinajat saavutetaan käyttämällä kennoa valotusajan säätämiseen. Jotenkin arvelisin, että tässä on kyseessä enemmänkin kameroiden omat viiveet. Canon EOS 1D näyttää tarjoavan 1/16000 sek lyhimmäksi salaman synkronointiajaksi ja ilmeisesti tässä käytetään kennoa sulkimena:
http://www.photo.net/bboard/q-and-a-fetch-msg?msg_id=002Aii.

Käytettäessä pitkillä valotusajoilla salamaa, puhutaan ns. ensimmäisen ja toisen verhon salamasta. Tällä tarkoitetaan sitä, välähtääkö salama valotuksen alussa vai lopussa. Salamaa käytetään pitkän valotusajan kanssa, jos halutaan pääkohteen valaistuvan hyvin, mutta myös ympäristön näkyvän mukana. Samalla myös pääkohteen liike pysähtyy. Salaman välähtäminen alussa tai lopussa vaikuttaa siihen, miten mahdolliset liike-epäterävyydet tai 'vauhtiviivat' näkyvät. Jos salama välähtää vasta lopussa, niin liike näkyy pääkohteen 'takana', ikään kuin oikeina vauhtiviivoina. Jos salama välähtää alussa, niin pääkohde näyttää liikkuvan taaksepäin.

23.1.2003