Vision Research 科学和工业旗舰（2017 年）——高达 25,030 fps，HD 分辨率。用于严肃研究、弹道学和工业分析的最快高速摄像机。
什么是 Phantom v2640？
Phantom v2640（2017 年）是 Vision Research 专为极端高速应用推出的科学与工业旗舰机型。其最高可达高清分辨率下的 25,030 帧/秒和全 400 万像素分辨率下的 6,600 帧/秒，专为连 Flex4K 都嫌慢的应用而设计——例如弹道学、碰撞测试、爆炸和科学研究。
技术规格
| 特性 | 数值 |
|---|---|
| 传感器 | 400 万像素 CMOS |
| 分辨率 | 2048 × 1952 (最大) |
| 4MP 下的最大帧率 | 6,600 帧/秒 |
| 1080p 下的最大帧率 | 11,750 帧/秒 |
| 720p 下的最大帧率 | 17,540 帧/秒 |
| 最大帧率 (最小行数) | 25,030 帧/秒 @ 128 行 |
| ISO | 6,400 (彩色), 16,000 (单色) |
| 动态范围 | 12 档 |
| 内部 RAM | 最高 288 GB |
关键特性
- 25,030 帧/秒 – 极致慢动作
- 4MP 下的 6,600 帧/秒 – 高分辨率 + 高速度
- 288 GB RAM – 长录制时间
- 高 ISO – 比 Flex4K 更高的感光度
- 单色版本 – 更高的感光度
- 像素合并模式 – 灵活的分辨率/帧率权衡
分辨率 vs. 速度
| 分辨率 | 最大帧率 | 慢动作 (@ 24 fps) |
|---|---|---|
| 2048 × 1952 (4MP) | 6,600 | 275x |
| 1920 × 1080 (HD) | 11,750 | 489x |
| 1280 × 720 | 17,540 | 731x |
| 768 × 576 | 23,080 | 962x |
| 640 × 128 | 25,030 | 1,043x |
v2640 vs. Flex4K
| 特性 | v2640 | Flex4K |
|---|---|---|
| 目标用户 | 科学/工业 | 电影/广告 |
| HD 下的最大帧率 | 11,750 | 2,564 |
| 最大分辨率 | 2048 × 1952 | 4096 × 2304 |
| ISO | 6,400 (彩色) | 800 |
| 传感器尺寸 | 类似 APS-C | 35mm |
| 价格 | ~$150,000 | ~$150,000 |
结论：Flex4K 适合电影级画质，v2640 适合极致速度。
典型应用
弹道学与军事
- 弹道轨迹
- 碰撞分析
- 爆炸记录
- 防弹衣测试
汽车工业
- 碰撞测试
- 安全气囊展开
- 底盘分析
- 发动机测试
科学研究
- 生物学 (昆虫飞行等)
- 物理实验
- 材料研究
- 流体力学
娱乐领域
- YouTube 高速频道
- 科学电视节目 ("流言终结者")
- 极致镜头广告
- 体育分析
极致慢动作的数学原理
在 25,000 帧/秒时
| 实际时间 | @ 24 fps 回放 |
|---|---|
| 1 秒 | 17.4 分钟 |
| 100 毫秒 | 1.7 分钟 |
| 10 毫秒 | 10.4 秒 |
| 1 毫秒 | 1 秒 |
可以看到的事件
| 事件 | 持续时间 | @ 25,000 fps 的帧数 |
|---|---|---|
| 子弹击中 | ~1 毫秒 | ~25 帧 |
| 闪电 | ~100 微秒 | ~2.5 帧 |
| 安全气囊展开 | ~30 毫秒 | ~750 帧 |
| 水滴飞溅 | ~50 毫秒 | ~1,250 帧 |
光线需求
极高的帧率需要极高的光照量：
| 帧率 | 曝光时间 | 与 24 fps 相比的光线需求 |
|---|---|---|
| 6,600 | 1/13,200 秒 | 275x |
| 11,750 | 1/23,500 秒 | 490x |
| 25,000 | 1/50,000 秒 | 1,040x |
实际解决方案
- 日光 – 极致帧率的最佳选择
- 高性能氙灯 – 室内使用
- 激光照明 – 特殊应用
- 单色版本 – 灵敏度提高 2-4 倍
单色版本
Phantom 提供单色版本 (v2640-M)：
| 特性 | 彩色 | 单色 |
|---|---|---|
| ISO | 6,400 | 16,000+ |
| 分辨率 | 拜耳插值 | 真实像素 |
| 应用 | 通用 | 科学 |
| 灵敏度 | 正常 | 提高 2-4 倍 |
优势：无拜耳滤镜 = 每个像素获得更多光线。
内部存储 (RAM)
v2640 提供高达 288 GB 的内部 RAM：
| RAM | HD/11,750 fps 下的录制时长 |
|---|---|
| 72 GB | ~3 秒 |
| 144 GB | ~6 秒 |
| 288 GB | ~12 秒 |
为何使用 RAM 而非 SSD？
- 写入速度：RAM: ~300 GB/s, SSD: ~3 GB/s
- 在 11,750 帧/秒时：需要 ~25 GB/s
- 没有 SSD 能达到这个速度 – 只有 RAM 足够快
工作流程
- 在 RAM 中录制
- 录制完成后：传输到 CineMag/SSD
- 传输时间远长于录制时间
Slow Mo Guys 和 YouTube
v2640 通过 YouTube 频道而闻名：
Slow Mo Guys
- Gavin Free 和 Daniel Gruchy
- YouTube 数百万次观看
- v2640 用于极致镜头
- “事物运作的原理”
典型内容
- 水滴飞溅
- 玻璃破碎
- 爆炸 (受控)
- 体育动作
- 日常现象
科学意义
研究领域
| 领域 | 应用 |
|---|---|
| 弹道学 | 弹道分析 |
| 生物力学 | 昆虫/动物运动 |
| 流体力学 | PIV 测量 |
| 材料科学 | 裂纹扩展 |
| 医学 | 手术分析 |
出版物
v 系列经常出现在关于快速现象可视化的科学出版物中。
成本和可用性
| 方面 | 详情 |
|---|---|
| 购买价格 | ~$110,000–$180,000 |
| 日租金 | 2,500–4,000 欧元 |
| 可用性 | 专业租赁 |
| 典型用户 | 科学、工业、专业内容制作 |
局限性
对于电影制作
- 传感器尺寸小于 35mm
- 不适合常规电影摄影
- 动态范围低于电影摄影机
- 工作流程更复杂
实际方面
- 极高的光线需求
- 录制时间短 (受 RAM 限制)
- 需要专业知识
- 产生大量数据
现状
| 方面 | 详情 |
|---|---|
| 状态 | 当前生产 |
| 后续型号 | v2640 Onyx (已改进) |
| 市场定位 | >10,000 帧/秒领域的领导者 |
| 竞争对手 | Photron FASTCAM SA-Z |
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