高速水滴摄影：精灵旋舞

看了谣言粉碎机的 《水什么答案也不知道》 ，接下来再来看看像做实验一样不断改进设计、变换参数而拍摄水花飞溅的德国人马库斯•瑞格雷斯（Markus Reugels）先生吧。

文艺科学之前也介绍过 《水嘛，当然还不知道答案》 ，这组作品中艺术家使用高速摄影捕捉水流的动态与碰撞。瑞格雷斯先生方法类似，只不过主要拍摄水滴，水滴虽小，也可以做PNAS的封面照片哦。[1]瑞格雷斯先生的照片配合一篇研究水的玻璃化转变的文章 [2]而发布，让水玻璃化，条件相当不自然，这篇论文研究的条件是在气压1GPa温度150K左右，在自家阁楼搭架子的摄影爱好者是怎样让水花溅出了玻璃的质感呢？

PNAS封面照片“眼镜水蛇”

材料其实很家常。最早瑞格雷斯先生发现牛奶滴落拍出的形状比水滴要稳定，于是就开始往水里加糖啊食用胶啊什么的，既增大了水的粘度、带上了稳重的色彩，又保持了清亮透明，玻璃的视觉效果就出来了。瑞格雷斯先生照片中最多的就是这种玻璃效果。当然他也试用了其他各种材料，最稳重的要算奶油了。

左：“特大号”之“毒蝇蕈”，奶油造，颜色来自照明 右：双料“毒蝇蕈”

瑞格雷斯先生作品的基本形状就是上面的伞型，这是液滴在水面反弹后与后续滴落的其他液滴相撞之后的瞬间画面 [3]，又根据水花飞溅的形状和高度分为四类。其中“特大号”系列照片中的形状又细又长，比“正常形状”高出很多，水花怎么能溅起这么高呢？

“高分”

松鼠会曾经有专门讲水花的文章 《水面上舞动的精灵(1)》 ，水花的高度与形状有一个重要的决定因素：表面张力。液滴与水槽的表面张力比值越大，水花就反弹得越高 [4]。瑞格雷斯先生在自己的拍摄实验中也发现并利用了同样的现象，他在水槽的水里加了洗碗机光洁剂，减小表面张力，于是得到了“特大号”一系列高个子水花的照片。“抽象”和“泡泡”两个系列也不同程度的用了这个方法，照片中的水花都亭亭玉立。

下面的碗直径12cm，水花高度已经超过了“高分”。

左：“抽象”之“空中抽象” 右：“泡泡”之“色彩旋风”

以上几个系列其实拍摄方法都一样，而其他的照片就有改变了。“倒影”系列拍摄水滴即将滴落时映出的背景图片，“射击”和“喷泉”则分别用子弹和水流冲击水滴或者溅起的水花，在照片上显示速度的力量。

“倒影”之“世界悬于一线”

左：“射击”之“一弹双滴” 右：“喷泉”

“色彩爆炸”系列的拍摄方法很是别出心裁，首先在低音炮上面蒙上黑色气球，然后在气球上倒上丙烯颜料，最后只需要用电子琴弹一个音就可以了。这一系列背景全黑，凝固在照片上的颜料看不出是从下面飞上去，倒像是正在被黑暗吞噬。在德国一个数码单反论坛上瑞格雷斯先生的用户名叫做“黑暗军团（DarkLegion）”，大概这就是黑暗森林的感觉吧。

左：“色彩爆炸”之“色彩之树” 右：“色彩爆炸”之“色彩之趣4”

瑞格雷斯先生拍摄水滴的装置最早只是一手茶杯一手相机，经过不断实验与改进，快门从自己设定延时到科尼斯公司 (Cognisys Inc.)的专用数控模块StopShot，滴水阀门从一个到三个，技术含量越来越高。在他的网站上，不但有精美的照片，还有安装调试到疑难解答的各种技术细节说明。比如下面这张“二合一”，你能猜到是怎么拍出来的吗？

“二合一”

瑞格雷斯先生的首页有一段醒目的红字“我的照片没有PS！”后期处理他仅仅是微调对比度把小水珠的噪点去掉，用相机直接拍出惊艳的照片才是摄影爱好者的追求。“二合一”是利用了闪光灯的高频率，在快门开启一次的时间内闪光两回得到的。把长曝光的想法加到高速快门的拍摄中，如果再多闪光几次会不会拍出一棵圣诞树呢？

有关水的文艺和水的科学，问题和答案会有多少呢？在得到42以前，我们还是继续寻找吧。

更多美图：

左：“爆炸” 右：“气泡串”

“当蓝色遇上紫色”

左：“水质纺纱机” 右：“红绿蓝”

图片来源：

Visboo网站选图

艺术家flickr网站图片

了解更多：

艺术家个人主页

参考资料：

[1]

PNAS的封面

[2]	Ove Andersson, Glass–liquid transition of water at high pressure, PNAS 108, 11013 (2011)

[3]	水滴相撞产生伞形的过程参见

[4]	Blanchette, F., Messio, L. & Bush, J. W. M. The influence of surface tension gradients on drop coalescence. Phys. Fluids 21, 072107 (2009)