在進行實施之前，必須要對影響攝像的各種因素進行考慮，才能充分研究事件發(fā)生變化的各種可能性，進行充分準備，獲得滿意的效果。下面列出一些須考慮的主要因素。

1.目的及實施中要解決的問題

實施前，必須明確實驗目的以及要解決的問題，主要有以下幾項內容：

（1）事件的什么特性需要研究？

（2）要獲得什么信息和測量什么參數(shù)？

（3）事件什么時間發(fā)生，需要什么樣的結果，人員和設備的情況？

（4）現(xiàn)在具備了哪些知識？以往有沒有做過類似的試驗？是否可以做一些預先的觀察來增加對事件的了解？事件應使用那些理論數(shù)據來分析其變化范圍、運動參數(shù)以及持續(xù)時間等？

（5）獲得：

a．什么參數(shù)需要測量？

b．需要什么圖像格式？

c．時間標記如何記錄？

d．空間和時間分辨率是多少？

e．圖像如何分析處理？

（6）選擇什么設備來獲取所需要的數(shù)據，包括照明，主要基于以下的選擇：

a．單幅還是多幅攝像系統(tǒng)；

b．機械還是電子的快門種類；

c．幀頻及曝光時間；

d．攝像系統(tǒng)的攝像物距；

e．需要的景深；

f．待攝物體反射光的強度以及光源的能量；

g．是否同攝像機一起使用頻閃光源；

h．攝像系統(tǒng)同目標的時間同步方式；

i．是否需要其他的光源（脈沖的還是連續(xù)的），例如，閃光燈、電弧燈、電子閃光燈、鎢絲燈、氬燈、日光、高壓放電、連續(xù)激光器和X光。

（7）使事件布置在Zui適合觀察的位置：

a．環(huán)境和場所的考慮；

b．對系統(tǒng)的功率需求及供電功率的考慮；

c．輔助設備的需求；

d．所有設備進點的運輸；

e．對人員的要求。

（8）給用戶提供什么格式的數(shù)據？是純可視化圖像、純數(shù)據還是二者都要？

（9）要考慮到一些意外事故可能使試驗部分或全部重新進行，需要盡可能地節(jié)省資金和時間。

2.高速瞬變現(xiàn)象的一般特性

對某一現(xiàn)象進行高速攝影研究，首先要了解被研究目標的運動特點，明確通過高速攝影后需要得到什么樣的結果。通常需要了解以下幾個方面的問題。

1.被攝目標的空間尺寸

為了跟攝影機的畫幅尺寸一一對應起來，對被攝目標的空間特征尺寸定為長方體或圓柱體。而絕大部分高速攝像系統(tǒng)的畫幅為長方形的，再考慮到成像有個深度范圍，因此，它對應物體的空間特征尺寸為寬度×高度×深（W·H·D）。

不同運動狀態(tài)的運動目標，其空間尺寸應做不同的考慮。對于沒有空間擴展運動的目標，如通常的機械運動、火花放電、高速等離子體等被攝目標，往往可以看成是被固定在某一個特定的有限空間范圍內，只要把研究者感興趣的范圍作為被攝目標的空間尺寸就可以了。但是，對于有空間擴展運動的目標來說，其空間尺寸就必須要考慮到攝影期間目標擴展的空間尺寸。例如炮彈的飛

行、炸藥的爆炸等就必須要把攝影記錄時間內目標運動區(qū)間計算在內。

確定了目標的空間尺寸以后，就可以選擇攝影機物鏡的焦距、攝影機的安置位置、畫幅尺寸等參數(shù)。

2.目標的運動速度

目標的運動速度是決定攝影機參數(shù)的一個很重要的數(shù)據，通常認為，目標運動速度越大，就需要愈高的攝影頻率。其實也并不其然，如顯微高速攝影，即使被研究物體的運動速度并不很快，也要采用高速攝影；而對導彈飛行軌跡進行攝影時，則不需要很高的攝影頻率。

3.目標變化的持續(xù)時間和特性周期

目標變化的持續(xù)時間或特性周期決定了攝影記錄的有效時間。若目標運動是周期性出現(xiàn)的，如昆蟲翅膀的振動、鐘表機械的擒縱運動等，就有明顯的特性周期。假設昆蟲翅膀振動頻率為100HZ，那么它的特性周期就為1/100s。對于另外一些非周期性運動的目標，如核彈的爆炸，即用持續(xù)時間來表征。假如，核物理科學家對核彈引爆時的1μs時間內變化情況Zui感興趣，那么就需要把這1μs里爆心變化現(xiàn)象用高速攝影方法記錄下來，我們就可以認為，這1μs即為目標運動的持續(xù)時間。

4.目標的亮度特性

根據目標的發(fā)光特性，可以分為自發(fā)光體和非自發(fā)光體。自發(fā)光體本身發(fā)出光能量，有的還發(fā)出很強的光能量，如爆炸、火花放電等；非發(fā)光體僅以自己的表面反射外界照明的光能量來傳遞光學信息的。

對于面發(fā)光體，其單位面積上向單位立體角發(fā)出的光通量叫亮度。對于非自發(fā)光體，外界的照明和表面反射特性決定了它被照明后的亮度特性。對于高速攝影來說，當然自發(fā)光體比非發(fā)光體要來得方便，不存在照明問題。對于有些發(fā)光亮度特別強的物體，如電弧的焰口，亮度高達熙提，在進行高速攝影試驗時還需要用數(shù)塊濾色鏡把大部分光能量濾去，才能避免CCD的飽和以及出現(xiàn)光暈現(xiàn)象。但是對于一些非發(fā)光體，高速攝影時的照明問題是一個很傷腦筋的事。

3.安全

在實施過程中，還要考慮其安全性。因在實施中，記錄的現(xiàn)象、攝像系統(tǒng)的位置以及相關設備都存在著嚴重的安全威脅。因此，在計劃中對安全的考慮，理所當然是很重要的方面。像爆炸或炮彈的發(fā)射都明顯具有危險，而在很多工業(yè)處理中，人和設備同樣具有危險性。像散布的粒子、氣體、火花等都會帶來一些問題，這些必須預見到并加以保護。如果設備沒有放置到合適的位置，運動的機器，如汽車就可能對攝像機和人造成傷害。在野外，干燥環(huán)境下堅硬的地面，在大雨后就可能變成沼澤地，從而導致三腳架傾覆，設備受損。

用戶必須具備必要的知識，并在專家的指導下進行工作，還要意識到設備可能出現(xiàn)的危險。從遠處操作攝像機或光源時，控制點必須在安全距離之外，并對攝像機及控制點的通信網絡進行防護?？刂茣r序和控制信號必須安全、可靠、準確。實施中必須協(xié)調光源也可能由于燃燒或電擊而出現(xiàn)危險。在使用激光或高壓電火花等光源時，就非常危險。因此使用激光、強的點光源，或紫外線光源，要特別小心。例如，如果物體用激光光源照明，在設備調試和調焦時就要特別注意。強光源會損傷眼睛，需要戴上防護鏡加以保護。盡量通過屏幕來觀察和調整參數(shù)，不要直接用裸眼去觀察。防護鏡必須可以濾掉激光的波長，從而使激光光束不能透過防護鏡。當檢查激光束在目標上的位置時，切記不要去掉防護鏡。的辦法是使用厚的防護鏡，把激光強度削減到安全程度，從而更好地觀察光束和進行設置。

在所有的實施過程中，都存在潛在的危險，這就需要使用者在方案中加以認真考慮。

4.內定標和外定標

在分析研究被記錄的圖像信息時，尤其要從畫幅上得到全部位移信息，那么在畫幅上至少要有兩個固定的參考點，用它們作為測量模型運動的基準，這

就希望在被記錄的視場范圍內，在恰當?shù)奈恢蒙嫌凶鴺恕Ｍǔ２捎脙蓪徊婢€作標記，如圖5.1所示。這與其他標志比較來說，有簡明而清晰的優(yōu)點。

它具備已知間隔距離的二點，以及一條鉛垂線，就能有效的確定畫幅記錄的放大率和方向性。這就是圖像的定標。

定標一般有兩種，即外定標和內定標。

外定標：在目標附近設有，標線或別的標記，使得在攝影記錄時，模型和標記都同時成像并記錄在畫幅上，作為測量基準。通常用金屬細絲緊繃在觀察區(qū)域內，或者在背景板上劃上標尺，這種方法適用于沒有內定標的照相系統(tǒng)。當然這種方法由于標記和物面不重合而產生一些誤差，但是相機振動影響大為減少。在近攝測量時，可放置一游標尺在目標上，另一部分放置在視場中靜止不動的部位。

內定標：在相機內部光學系統(tǒng)中設置坐標板。因為在很多情況下，在物方不可能或不適宜安放標線，那就要求攝像系統(tǒng)內部能使畫幅獲得基準線，采用二次成像法和分光法可獲得坐標線。