普通相机拍摄时，快门开启的时间通常在1/60秒到1/200秒之间。对于速度约300米/秒的子弹来说，1/200秒内它已经飞过了1.5米——照片必然拖影模糊。高速相机的核心武器之一，就是将单次曝光时间压缩到微秒甚至纳秒级别。例如，要“冻结”一颗以300米/秒飞行的子弹，若要求运动模糊小于0.1毫米，曝光时间需短于0.1毫米÷300000毫米/秒≈0.33微秒，即约三百万分之一秒。这相当于在子弹飞行一个身位的短瞬间，只允许少量光子进入镜头，因此需要强的照明或高感光度的传感器。
帧率决定了相机每秒钟能拍摄多少张独立画面。普通视频为24至60帧/秒，而高速相机可达每秒数万甚至上千万帧。要记录子弹穿过苹果的完整过程，假设子弹速度300米/秒，苹果直径10厘米，穿越时间约0.33毫秒。若想获得100帧的连续画面，所需帧率就是100÷0.00033秒≈30万帧/秒。此时，每帧之间的时间间隔仅3.3微秒。播放时以30帧/秒输出，时间被放慢了一万倍，0.33毫秒的瞬间被拉长成3.3秒的慢动作，子弹的旋转、形变、碎片飞溅便一览无余。
短曝光意味着每个像素接收到的光子少，图像容易噪点密布。因此，高速摄影常配合脉冲氙灯或激光照明，在微秒内释放高亮度的光。同时，现代高速相机采用背照式CMOS或专用图像增强器，将光子转化为电子的效率提升到致。另一个关键是“事件触发”——相机持续记录，但只保存子弹进入视野前后的数据，避免存储海量无用帧。
这套原理不仅用于拍摄子弹，还广泛应用于汽车碰撞测试、鸟类飞行力学、微流控液滴生成等研究。2019年，加州理工学院团队利用压缩超快摄影技术，将帧率推至每秒70万亿帧，甚至能捕捉光脉冲在介质中传播的轨迹。高速相机让我们得以窥见那些原本属于“瞬间”的物理世界，把不可见的时间结构变成可视的科学证据。
总结来说，高速相机捕捉子弹瞬间，本质是“用短曝光冻结运动，用高帧率拆解时间”。两者匹配得当，才能把一刹那的物理过程，变成一段可供反复审视的慢动作史诗。
