帧率指相机每秒拍摄的画面数量。普通视频为24至60帧/秒，而捕捉子弹击穿玻璃通常需要每秒数万甚至数百万帧。假设子弹速度为300米/秒，玻璃厚度为1厘米，子弹穿过玻璃仅需约33微秒。若想在这段时间内记录10个清晰画面，帧率需达到约30万帧/秒。帧率越高，时间分辨率越细，但同时也意味着每帧可用的曝光时间短，对传感器灵敏度和照明强度提出高要求。
曝光时间是传感器接收光线的持续时间。要避免运动模糊，曝光时间必须短到子弹在曝光期间移动的距离小于一个像素所对应的实际尺寸。例如，若子弹速度300米/秒，希望位移不超过0.1毫米，则曝光时间需小于0.33微秒。实际拍摄中常采用100纳秒至1微秒的曝光时间。如此短的曝光意味着进入传感器的光子少，因此需要超高亮度光源（如脉冲氙灯或激光）以及高灵敏度传感器来保证图像信噪比。
运动模糊的本质是物体在曝光期间成像位置发生移动。抑制它有三条路径：一是缩短曝光时间，这是直接的方法；二是使用脉冲光源，让光线只在短时间内照射物体，等效于光学快门；三是通过机械或电子快门与事件同步，确保只在子弹到达玻璃的瞬间开启曝光。此外，部分高速相机采用分幅技术，将连续光路分成多个独立通道，每个通道独立曝光，从而在短时间内获得多幅图像。现代研究还结合计算成像，通过已知运动模型对轻微模糊进行反卷积恢复，进一步提升清晰度。
在实际实验中，帧率、曝光时间和光源需协同设计。例如，拍摄子弹击穿玻璃时，常用激光触发系统：子弹先遮挡一束激光，触发相机和脉冲光源，确保曝光窗口与事件精确对齐。挑战在于高帧率下数据量巨大，存储和传输成为瓶颈；同时，短曝光要求光源峰值功率高，可能带来热效应或安全问题。近年来，事件相机（神经形态相机）以微秒级时间分辨率、低数据冗余的特点，为高速瞬态成像提供了新思路。
高速相机捕捉子弹击穿玻璃的瞬间，本质上是时间分辨率与光通量的权衡。高帧率提供时间切片，短曝光冻结运动，脉冲光源和同步触发则保证足够信号。三者缺一不可。理解这些原理，不仅能解释震撼的影像如何诞生，也能帮助我们在材料断裂、流体喷射、生物运动等研究中，选择合适的高速成像方案。
