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高速摄像机具有实时目标捕获、图像快速记录、即时回放、图像直观清晰等突出优点。高速运动目标受到自然光或者人工辅助照明灯光的照射差生反射光，或者运动目标本身发光，这些光的一部分透过高速成像系统的成像物镜，所以高速摄像机也叫运动相机，经过物镜成像后，落在光电成像器件的像感面上，受驱动电路控制的光电器件，会对像感面上的目标像快速响应，即根据像感面上目标像光能量的分布，在各采样点即像素点产生响应大小的电荷包，完成图像的光电转换。带有图像信息的各个电荷包被迅速转移到读出寄存器中。读出信号经信号处理后传输至电脑中，由电脑对图像进行读出显示和判读，并将结果输出。
高速摄像机主要应用于科研、军事测试、工业生产评估等领域。例如汽车碰撞测试，焊接过程中的电弧的产生，电池爆炸过程中的有机液体飞溅，像这一类速度非常快的现象需要借助高速摄像机才能清晰的捕捉到。高速摄像机可以在很短的时间内完成对高速目标的快速、多次采样，当以常规速度放映时，所记录目标的变化过程就清晰、缓慢地呈现在我们眼前。
在航空航天领域高速摄像机应用主要表现在：弹道追踪、导弹发射、燃烧测试、材料测试、PIV测试等。
在科学研究领域高速摄像机主要表现在：材料测试、燃烧、生物力学、裂纹扩展、流体动力学、振动、喷雾和喷雾等分析。为了满足高校实验室、研究所及科研的实验分析，需要用到高清高速摄像机的记录，能将高速运动现象的发生、发展和运动规律等清晰成像。
在汽车测试领域高速摄像机主要表现在：车辆碰撞试验、气囊点爆试验、汽车零部件冲击试验、燃烧测试试验、车辆性能测试、发动机和车轮动态测试等。随着社会的不断发展，人们对车辆的可靠性能提出了越来越高的要求。汽车生产商和汽车研发机构为了提高车辆的可靠性能，进行着越来越多的汽车测试与实验，高速摄像机在这一领域发挥着举足轻重的作用。
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