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高速相機多年來被使用在研究上，有些非常實用，例如車禍模擬測試的紀錄。一直到當下，才有這類研究工具被娛樂界所運用，高速相機可以在很短的時間內完成對高速目標的快速、多次采樣，當以常規速度放映時，所記錄目標的變化過程就清晰、緩慢地呈現在我們眼前。高速相機技術具有實時目標捕獲、圖像快速記錄、即時回放、圖像直觀清晰等突出優點。
高速運動目標受到自然光或人工輔助照明燈光的照射產生反射光，或者運動目標本身發光,這些光的一部分透過高速成像系統的成像物鏡，經物鏡成像后，落在光電成像器件的像感面上，受驅動電路控制的光電器件，會對像感面上的目標像快速響應，即根據像感面上目標像光能量的分布，在各采樣點即像素點產生響應大小的電荷包，完成圖像的光電轉換。帶有圖像信息的各個電荷包被迅速轉移到讀出寄存器中。讀出信號經信號處理后傳輸至電腦中，由電腦對圖像進行讀出顯示和判讀，并將結果輸出。因此，一套完整的高速成像系統由光學成像、光電成像、信號傳輸、控制、圖像存儲與處理等幾部分組成。
高速攝影在工業應用中應用廣泛，高速相機鏡頭能拍攝到肉眼無法看清楚的圖像和運動過程。流體力學中的湍流、流體的流速、流場、氣泡、沸騰、兩相流等運動規律的觀察和分析更是少不了高速相機的參與。如用高速攝像拍攝的石頭進入水中一剎那的細節。通過高速相機影像，研究人員能夠了解石頭水下的受力情況，并通過流體動力學，分析出為何石頭能在水面上連續多次漂浮。
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