在彈道研究與國防測試現場,很多關鍵現象只有幾毫秒到幾十微秒,用肉眼或一般相機根本無從觀察。子彈穿透靶板的過程不到 1 ms,爆炸衝擊波前緣推進速度可達數百 m/s,引信時序更是微秒等級。高速攝影機把這些事件「慢放」到可以逐格分析的程度,讓研究人員真正看清材料破壞模式、彈道偏移與能量傳遞路徑。
東茂儀器代理 AOS(瑞士)、DITECT(日本)、Mega Speed(加拿大)三個品牌,在彈道測試、武器性能驗證與衝擊現象研究上各有成熟應用。以下整理常見場景與機型建議,若有特殊測試環境需求,歡迎直接洽詢評估。
主要應用場景
彈道追蹤:子彈、砲彈與飛彈分離
小口徑子彈初速約 900–1,000 m/s,在典型拍攝距離下需要 10,000 fps 以上才能清楚看見彈頭旋轉或偏轉。DITECT HAS-EX 全解析度可達 40,000 fps,搭配背光或頻閃光源,能記錄彈頭姿態、碎片分離與尾流渦流。飛彈分離這類事件場景較大但速度相對較低,AOS L-PRI 在全解析度 3,530 fps 下保有足夠測量精度,大景深特性也適合戶外測試場的長距離拍攝。
爆炸與衝擊波分析
爆炸瞬間的火球成形、衝擊波前緣傳播、碎片飛散幾乎同時發生且持續時間極短。要完整記錄這些現象,建議幀率 10,000 fps 起跳,複雜場景用 40,000 fps。DITECT HAS-EX 支援外部觸發,可精確對齊起爆訊號,確保預錄緩衝不遺漏爆炸前兆。戶外光線條件不穩定時,機器的感光度與動態範圍同樣是選型重點。
穿甲試驗與抗彈材料測試
裝甲板、複合材料頭盔、防彈玻璃的抗彈測試,重點是觀察材料是貫穿、層裂、還是留下凹坑。DITECT HAS-D71 在 VGA 解析度下可達 8,000 fps,機身緊湊,適合靶箱空間受限或光線不足的室內射擊道。需要更高幀率時,同品牌 HAS-EX 可在降解析度模式下達到更高速。
結構動態衝擊測試
落錘、氣砲衝擊、水下衝擊波等結構試驗的特徵幀率通常落在 3,000–8,000 fps。Mega Speed MS180K V2 在這個區間提供較長的記錄時間與大容量記憶體,適合需要觀察衝擊後長時間結構響應的試驗。AOS L-PRI 則在影像精度要求較高的精密測量場景更具優勢,搭配 Imaging Studio 軟體後分析工具完整。
應用場景 × 幀率 × 推薦機型一覽
| 應用場景 | 建議幀率 | 推薦機型 | 備註 |
|---|---|---|---|
| 小口徑子彈彈道 | 10,000–40,000 fps | DITECT HAS-EX | 搭配背光或頻閃效果最佳 |
| 砲彈/火箭彈飛行 | 3,000–10,000 fps | AOS L-PRI / DITECT HAS-D71 | 大景深需求建議 L-PRI |
| 飛彈分離動態 | 1,000–3,530 fps | AOS L-PRI(全解析度) | 保留測量精度,景深大 |
| 爆炸/衝擊波分析 | 10,000–40,000 fps | DITECT HAS-EX | 外部觸發對齊起爆訊號 |
| 穿甲/抗彈材料測試 | 5,000–20,000 fps | DITECT HAS-D71 / HAS-EX | 空間受限可選 HAS-D71 |
| 引信起爆時序 | 40,000 fps+(降解析度) | DITECT HAS-EX | 光源設計為關鍵變數 |
| 結構衝擊/落錘試驗 | 3,000–8,000 fps | Mega Speed MS180K V2 / AOS L-PRI | 需長記錄時間首選 |
常見問答
- 彈道分析一般需要多少幀率?
- 依彈速與拍攝距離而定。小口徑子彈初速 900–1,000 m/s,通常需要 10,000 fps 以上才能清楚拍出彈頭旋轉或偏轉;砲彈或火箭彈 3,000–10,000 fps 通常足夠;飛彈分離動態若速度在 300 m/s 以下,AOS L-PRI 全解析度 3,530 fps 即可勝任。
- 戶外射擊場或爆炸測試場能使用高速攝影機嗎?
- 可以。AOS L-PRI 與 DITECT HAS-EX 系列均支援外部觸發與長纜線操控,相機可布置在安全距離外遠端拍攝。戶外光線充足時不需額外補光;光線不穩定時建議搭配背光板或頻閃燈。具體布置建議測試前與東茂工程師討論,依場地條件調整。
- AOS L-PRI 與 DITECT HAS-EX 的主要差別是什麼?
- AOS L-PRI 的強項是全解析度下的影像品質與大景深,搭配 Imaging Studio 軟體分析功能完整,適合精密測量的彈道追蹤與結構分析。DITECT HAS-EX 全解析度可達 40,000 fps,適合爆炸衝擊波、引信時序等需要極高速的場景。兩者各有適用情境,可依需求選擇或混用多機。
- 能不能同時用多台相機從不同角度拍攝?
- 可以。AOS L-PRI 與 DITECT 系列均支援外部 TTL 訊號同步觸發,可讓多台相機在同一時間點開始記錄,從側面、正面、頂部等角度同步分析同一事件。多機布置前建議確認各台的觸發延遲值一致,避免時間軸對不齊。
- 爆炸現場的煙霧與強光會影響拍攝品質嗎?
- 會有影響,但有對應做法。煙霧遮擋可改用逆光(背光)拍攝,讓彈頭以剪影顯現;爆炸火光過強時,縮小光圈或加 ND 濾鏡降低曝光,提高幀率可縮短單張曝光時間。正式測試前建議先做功能性試拍確認設定。
- 測試結束後影像資料怎麼儲存和後分析?
- 高速攝影機通常將影像暫存在相機內建 RAM,拍攝後匯出為 AVI、TIFF 序列或廠商格式。AOS 相機搭配 Imaging Studio 可直接逐格分析、速度測量與標注;DITECT 系列有配套分析軟體。單次資料量通常數 GB 起跳,建議準備高速 SSD 暫存。東茂可協助取得試用版軟體,讓客戶購機前先熟悉操作介面。
東茂儀器提供 AOS、DITECT、Mega Speed 三品牌高速攝影機的選型諮詢與現場測試協助。歡迎提供測試場景、拍攝距離與幀率需求,我們為您推薦最合適的配置。
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