Tropfenfotografie mit dem Raspberry Pi

Zum letzten Friday Night Shoot haben Markus und Lennart ihre Stationen zur Tropfenfotografie im Studio aufgebaut und einen kleinen Workshop dazu gegeben. Von der Planung über die Theorie bis zur praktischen Umsetzung mit eigenen Ergebnissen sollten keine Wünsche offen bleiben. Und da Tobis Raspberry Pi Projekt hier so gut ankam, konnte ich auch Markus für einen Gastbeitrag zur Tropfenfotografie mit dem Raspberry Pi gewinnen.

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Dies ist ein Gastartikel von Markus May

Als begeisterter Makro-Fotograf kam ich irgendwann auch auf die Idee mich mit Wassertropfen zu beschäftigen. Erste Versuche mit mit einer Plastiktüte, die von der Decke hängt und bei der ich die Kamera von Hand auslösen musste, waren sehr Zeitintensiv und von wenig Erfolg gekrönt. Als ich 2013 einen Vortrag von Tobias Bräuning hören durfte, wuchs der Wunsch weiter solche Fotos selbst zu machen. Als ich dann noch einen Raspberry Pi geschenkt bekommen habe, musste ich die ganze Sache konkret angehen. Schnell wurde ich fündig und so habe ich mich überwiegend an die Anleitung von David Hunt gehalten.

Die Schaltung, der Aufbau und das Programm

Gehirn und Schaltzentrale meines Aufbaus ist wie schon erwähnt ein Raspberry Pi Model B+**. Die angesteuerten Ausgänge wiederum sind auf einem Experimentierbrett (Breadboard)** mit den nötigen Schaltungen verkabelt, welche wiederum die beiden Magnetventile zur Tropfenerzeugung, die Kamera auslösen und die Blitze via angehängtem Funktrigger** ansteuern.

DropShoot_SteckplatineDropShoot_Schaltplan

Mit ein paar Dachlatten, Schauben und Brettern habe ich ein Gerüst für den Aufbau und aus PET Flaschen, etwas Aquariumschlauch und zwei Alurohren habe ich zwei Mariottesche Flaschen gebaut. Diese braucht es, um eine ständig gleiche Fließgeschwindigkeit zu erhalten, unabhängig vom Füllstand der Flasche.

Tropfen_RPi-7091Da nun die Schaltung stand ging es nun an die Ansteuerung bzw. Programmierung aller Komponenten. Da der Raspberry Pi ein eigenständiger kleiner Rechner ist, lässt sich an ihm ein Monitor, Tastatur und Maus anschließen und somit auch ein kleines Programm entwickeln. Ich möchte jetzt nicht zu tief in die Programmierung einsteigen, deswegen hier nur der theoretische Aufbau.

  • Kamera auslösen, Belichtungszeit 1 sek
  • Warten
  • Ventil für wenige Millisekunden öffnen, Dauer bestimmt die Größe des Tropfens
  • Warten
  • Zweites Ventil für wenige Millisekunden öffnen
  • Warten
  • Blitze auslösen (hier entsteht das eigentliche Bild)
  • Kamera schließen

Im Programm kann man jedem der oben aufgezählten Punkte eine Zeit mitgeben. Und genau diese Zeiten sind es, mit denen man experimentieren muss um am Ende das gewünschte Ergebnis zu bekommen.

Die Praxis

DropShotGif1_1000_500Da nun alles stand, brauchte es nur noch Zeit und viel Geduld. Zuerst ging es darum saubere einzelne Tropfen zu erzeugen. Hier spielen maßgeblich die Dauer, die das Ventil offen ist, der Wasserdruck, sowie die Konsistenz des Wassers (hierzu später mehr) eine Rolle. Ist dieser Tropfen gefunden, kann man sich auf die Suche nach dem Einschlag auf der Wasseroberfläche machen, danach folgt die Krone und zu guter Letzt die Säule. Letzteres ist mein erstes Zwischenziel zum gewünschten TaT, “Tropfen auf Tropfen” wie man im “Fachchargon” sagt. Nun folgt der eigentlich schwierigste Teil, da man einen zweiten Tropfen genau so schalten muss, das dieser exakt am höchsten Punkt des ersten Tropfen einschlägt, um dann die gewünschte Skulptur zu erzeugen. Hat man diese jedoch einmal gefunden, lässt sich diese beliebig oft wiederholen, vorausgesetzt die Parameter bleiben ähnlich.

Nach mehreren erfolgreichen Versuchen mit reinem Wasser ging es daran, die Konstellation zu verändern. Wir wollten buntes Wasser, größere Tropfen und somit spektakulärere Skulpturen. Zum Einfärben haben sich in Wasser aufgelöst Wasserfarben als gut erwiesen. Aber auch Milch oder Sahne lassen sich über die Lichtfarbe effektiv verändern. Um die Konsistenz des Wassers zu verändern haben wir uns Guarkernmehl aus dem Reformhaus bedient. Es dickt das Wasser an, sodass sich größere Tropfen erzeugen lassen. Zudem entstehen beim Kollidieren der Wassertropfen konstantere Wassernetze/-flächen.

Was nun noch fehlt ist eine ansprechende Beleuchtung und Perspektive/Bildausschnitt. Für die Beleuchtung wird auch im Studio mit Systemblitzen gearbeitet, da diese die benötigte kurze Abbrenndauer haben um den Tropfen und somit das Bild scharf und ohne Bewegungsunschärfe einzufrieren. Hier habe ich mir farbige Folien besorgt, die ich vor den Blitzen anbringen kann. Hier werden mindestens zwei Blitze verwendet, einen zur Ausleuchtung/Einfärbung des Hintergrunds und einen zum festhalten/einfrieren der Wassertropfen. Bei Ausleuchtung, Bildausschnitt, Hintergrund, Spiegelung kann man nun seiner Kreativität freien Lauf lassen.

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Workshop Resümee

Nach mehreren Abenden zuhause und gemeinsamen mit Lennart, an denen wir unsere Erfahrungen austauschten und Aufbauten verbesserten, wurden wir von Tom gefragt, ob wir nicht einen Workshop halten wollten. Er musste uns nicht lange bitten und so fand beim letzten Friday Night Shooting bei den LightGIANTS unser Workshop statt.

Nachdem Lennart und ich unsere Apparaturen aufgebaut hatten, erläuterten wir den Teilnehmern die Schaltungen, unsere Herangehensweise und das Programm zur Steuerung. Schnell fanden sich alle zurecht und fingen an mit unserer Unterstützung eigene Ideen umzusetzen. Gemeinsam feilten wir am Timing, der Kameraposition, dem Blitzaufbau, diskutierten angeregt über die Möglichkeiten und hatten einfach einen tollen Abend zusammen.

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Lennart hat das Ganze mit einem Arduino realisiert und seine Erfahrungen hier veröffentlicht.
Christine, von der die Ergebnisbilder in diesem Beitrag sind, hat ihre Erfahrungen hier geschildert.
Die Behind the Scenes Bilder in diesem Beitrag sind von Tom.

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Lightpainting mit dem Raspberry Pi

Dies ist ein Gastartikel von Tobi

Schon seit längerer Zeit habe ich mal ein Foto-Projekt gesehen, das mich fasziniert hat: LightScythe. Die Ergebnisse fand ich damals super, allerdings hat mich die Hardware- und Elektronik Bastelei abgeschreckt.  Idee des Projektes ist es mit einen Streifen von RGB LEDs spaltenweise über die Zeit ein Bild auszugeben und durch Bewegung des LED-Streifens das Bild im Raum darzustellen. Durch Langzeitbelichtung sieht das Bild dann aus, als würde es im Raum stehen.

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In diesem doch sehr nassen und grauen Winter habe ich mich mal wieder an diese Idee erinnert und gesehen, dass es durch den Bastelrechner Raspberry Pi wesentlich leichter geworden ist.

Mein recht einfacher LED-Stick besteht nun aus folgenden Teilen:

  • LED Streifen mit 50 LEDs vom Typ WS2812B (bei Adafruit heißen die „neopixels“)
    gibt’s bei Amazon** oder z.B. hier bei ebay
  • Raspberry Pi, ich habe die Version B+** verwendet
  • Raspberry Pi Gehäuse**
  • USB-Stromquelle z.B. einen mobilen Akku von Anker zur Stromversorgung des Raspberry Pi
  • Batteriehalterung für 4 Standard 1,2V Akkus Größe AA** zur Stromversorgung der LEDs
  • „Level Shifter“ TI 74AHCT125 zur Ansteuerung der LEDs
  • Holzlatte – 1,70m lang – als Träger
  • Kabel, Steckbrett**, Klettband

Eine genaue Anleitung zur Verkabelung der LEDs und des Raspberry Pi gibt es bei Adafruit.

LightPainting-1 LightPainting-2

Zur Programmierung der LEDs braucht man noch die rpi_ws281x Software Library. Diese stellt auch eine Python Schnittstelle bereit, mit der man die LEDs recht einfach ansteuern kann. Dazu habe ich mir ein kleines Python Programm geschrieben, das ein Bild öffnen, auf 50 Pixel vertikal skalieren und Spalte für Spalte auf den LED Streifen ausgeben kann. Das Skript gibt’s hier.

Damit man auch unterwegs den Raspberry Pi ansteuern kann habe ich mir noch einen WLAN Stick** besorgt und den Raspberry Pi zum Access Point gemacht. Ähnlich wie bei einer GoPro Kamera kann man sich so per Handy mit Raspberry Pi verbinden, ein Bild auswählen und an die LEDs ausgeben lassen. Das dazugehörende Web-Interface will ich hier allerdings nicht weiter beschreiben.

Bei der Auswahl der Bilder ist zu beachten, dass diese keine zu hohe Auflösung haben, da sie auf 50 Pixel herunter skaliert werden und so immer noch gut erkennbar sein müssen.

Hier die ersten Bilder die ich mit Tom und Thorsten zusammen gemacht habe – alle sind >= 30s belichtet.

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Tobi kenne ich schon einige Jahre aus den Anfangszeiten meiner Fotografie. Und vor kurzem war ich mit ihm und seinem neuen Projekt unterwegs. Da ich das Thema so interessant fand und er aus erster Hand natürlich besser darüber berichten kann, war er so nett und hat hierzu diesen Gastartikel verfasst.

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lightGIANTS Project Y Trailer

Daniel und ich waren im Zuge des Project Y in unserem lightGIANTS Studio tätig und wir haben einen Trailer erstellt. Ein kleiner Vorgeschmack auf größere Neuigkeiten die bald folgen werden.

Und hier ein paar Behind the Scenes Bilder.

Wir haben bei diesem Video unseren DIY Schienen-Dolly verwendet, eine Kreation von Daniel. Ausserdem haben wir in diesem Zug auch gleich den Okii USB Focus Controller in der Praxis getestet. Diesen hat mir Will von Okii Systems freundlicher Weise zur Verfügung gestellt. Eine ausführliche Review folgt!

DIY LED Videolicht-Adapter für’s iPhone

Wie in meinem Beitrag zum LED Videolicht erwähnt nehme ich viele Videos direkt mit dem iPhone auf. Ich stand also vor dem Problem, wie soll ich denn bitte das Videolicht mit dem iPhone benutzen? Einen Blitzschuh oder sonstige Befestigungsmöglichkeiten gibt es da ja nicht. Ich habe versucht das iPhone in der einen Hand, die Leuchte in der anderen, das iPhone irgendwie auf die Leuchte schnallen usw. Das war natürlich alles nicht das Wahre und die Videos wurden nur noch zittriger, weil ich mich so auf das richtige Halten konzentrieren musste…

Die zündende Idee kam mir dann während einem unserer Workshops. Ich habe mir für meinen letzten Urlaub ein GLIF gekauft (kann ich übrigens nur empfehlen!). Dieser ist ja eigentlich dazu gedacht das iPhone z.B. auf ein Stativ schrauben zu können. Aber warum denn das vorhandene Gewinde nicht anders herum benutzen. Kurzerhand habe ich also die Kiste mit Adaptern und Spigots durchsucht und mir aus diversen Einzelteilen einen Adapter gebaut – Quasi von iPhone auf Blitzschuh :) Weiterlesen