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淺析延時攝影大范圍運(yùn)動控制技術(shù)

2018-07-30 11:28 發(fā)布

幕后 | 拍攝技巧

首先,延時攝影,也叫定時攝影、縮時攝影、微速攝影,英文叫Timelapse,就是慢拍快放,拍的是一系列照片,但結(jié)果是視頻。

延時攝影的結(jié)果是視頻,視頻就需要有變化要素,否則整個系列沒有任何變化,那就是照片了。變化,包括被拍攝物體變化和機(jī)位變化兩類。被拍攝物體變化的例子很多了,比如人、車流、云、星空,這樣用固定機(jī)位就可以,而且很多人都要建議采用堅(jiān)實(shí)的三腳架,否則任何輕微的移動,都會對畫面有負(fù)面影響。但是,千萬別以為固定機(jī)位是延時攝影的唯一拍攝方式,既然延時攝影最后的結(jié)果是視頻,那么具有搖擺和變焦能力的話,效果會很好,尤其是滑道平移,會產(chǎn)生壯觀的畫面。


只不過,延時攝影也是對空間的濃縮,因此每張照片所需的移動很大,這樣對滑道的要求也相應(yīng)提高。精密滑道因此應(yīng)運(yùn)而生,采用電動慢速移動,產(chǎn)生動態(tài)縱深效果,這樣的滑道由于精密性和攜帶性的要求,一般都很短,很難超過3米。視頻拍攝往往要鋪設(shè)滑道,但延時攝影的高度壓縮效果,對滑道要求很高,從1080p的片子上看,有1個像素的跳動就非常明顯,普通滑道根本達(dá)不到要求,數(shù)控車也不能解決問題。從我自己的經(jīng)驗(yàn)看,家里面的比較平整的地板,用小車移動,畫面的跳動會超過5個像素。


畫面變化

├─拍攝物體變化

└─機(jī)位變化

├─旋轉(zhuǎn),不產(chǎn)生立體效果,畫面移動

├─俯仰,不產(chǎn)生立體效果,畫面移動

├─變焦,不產(chǎn)生立體效果,畫面某點(diǎn)固定

├─平移,有立體效果但焦點(diǎn)不固定,畫面移動(無窮遠(yuǎn)固定)

└─搖擺,有立體效果、焦點(diǎn)固定

搖擺,會取得類似這種立體效果:

微信圖片_20180730112004.gif



一、拍攝要求


1、等間隔曝光

這是延時攝影最基本的要素,否則對于云彩、慢速運(yùn)動物體,畫面將失去起碼的連續(xù)性。為了能夠達(dá)到這個目的,一般是機(jī)內(nèi)定時拍攝或采用定時快門線,確保拍攝間隔一致。當(dāng)然,有些時候可以欺騙一下,在無云、較大間隔的場合,時序參照物不多,可以進(jìn)行非等間隔曝光,這樣便于采用手工快門。即便是有云的場合,拍攝間隔相差15%也一般看不出來。


2、等距離移動

視頻需要勻速移動,而在時間間隔相等的前提下,勻速就是等距離。每次拍攝等距離移動是自動滑道的一個特性,也是運(yùn)動延時攝影的另一個基本要素。同樣,人工移動也必須遵從這個原則,每次移動的距離偏差不要超過15%,否則拍出的畫面就能發(fā)現(xiàn)一頓一頓的。至于每次到底移動多遠(yuǎn)的距離,要視運(yùn)動方式、主體距離和自己的偏好來確定。每次移動的距離越大,角度的變化也越大,最后視頻的畫面運(yùn)動就越快。一般的原則是,距離主目標(biāo)越遠(yuǎn)則每次移動的距離就可以越長。換算成角度,橫向拍攝時每次移動的視角變化為0.3度到1度比較合適,0.6度是常規(guī)速度,0.3度是慢速,而每次1度的話節(jié)湊較快。按照每步0.6度計(jì)算,就相當(dāng)于1%弧度,而1弧度就是距離等于弧長。也就是說,如果拍攝距離主體50米,那么每次移動距離可以選0.5米左右。3、始終瞄準(zhǔn)焦點(diǎn)我們經(jīng)常能看到直升飛機(jī)繞一個主體飛行,或者斯坦尼康穩(wěn)定器繞一個人拍攝的視頻,這種就是環(huán)繞拍攝,理想狀態(tài)下是距離主體的半徑不變,鏡頭中心一直對向物體,揭示物體的各個角度,形成強(qiáng)烈的三維感。

采用弧形滑道,并把主體防砸圓心,就可以比較理想的達(dá)到這個目的。但實(shí)際上弧形滑道太少,也不通用(半徑固定),所以往往用直線滑道替代。

直線滑道要想模擬出弧線滑道的效果,必須把平移和搖擺結(jié)合起來,一邊走,一邊回頭。弧形滑道有一個自然的圓心,把主體放置這個焦點(diǎn)上,拍攝的過程中就相機(jī)就繞著轉(zhuǎn)。而直線滑道要想取得這一結(jié)果,就必須時刻讓相機(jī)盯住某個物體。如果按角度度看,回頭的轉(zhuǎn)角速度是不固定的。具體說,要在畫面中間找到一個焦點(diǎn),拍攝的時候,每走一步,要把相機(jī)精確的重新對準(zhǔn)到這一點(diǎn)。


3、焦點(diǎn)原則

焦點(diǎn)的選擇有幾個原則:

--固定的、不消失的、全過程可見;

--反差大,清晰,獨(dú)特,便于快速瞄準(zhǔn);

--靠近畫面中間;

--在不被遮擋的原則下盡量低一些。

有關(guān)瞄準(zhǔn)點(diǎn)高低,理論上如果與相機(jī)同高度,仰角就不會因?yàn)樽哌M(jìn)、走遠(yuǎn)而有俯仰角變化。否則,假設(shè)焦點(diǎn)選的比較高,那么走進(jìn)的時候必須仰角很大,而遠(yuǎn)離后又會恢復(fù),產(chǎn)生一種平視-仰視-平視的結(jié)果,這是應(yīng)該加以避免的。

當(dāng)然,如果有輕微的平-仰-平的幻化,可以后期進(jìn)行校正。

我們看一下相機(jī)如果沒有瞄準(zhǔn)好,靠后期位移調(diào)整,會產(chǎn)生什么樣的后果:

微信圖片_20180730112208.jpg


左邊的圖表示一個方框型目標(biāo),瞄準(zhǔn)點(diǎn)在正中的場合。如果拍攝的時候瞄準(zhǔn)點(diǎn)偏左了,整個目標(biāo)在畫面中的位置就會偏右,這樣由于一般用廣角鏡頭,就會產(chǎn)生梯形變形,靠近邊角的地方物體就變大,如中間的圖。此時后期如果只靠簡單的位移,把中心部分對準(zhǔn),但邊角的部分形變就沒有得到糾正。


4、相機(jī)保持水平

只保持主體穩(wěn)定、焦點(diǎn)固定是不夠的,因?yàn)橄鄼C(jī)如果左右方向不保持水平,就會產(chǎn)生麻煩。當(dāng)瞄準(zhǔn)點(diǎn)不在鏡頭的正中心位置,后期通過旋轉(zhuǎn)方法就不能完全糾正,畫面的邊緣就會產(chǎn)生擺動。Zweizwei等早期的片子就有這個弊病。具體說,鏡頭成像從中心到外圍,放大倍率是不一樣的,廣角鏡頭尤其如此,邊緣的部分會被拉伸。如果相機(jī)不保持一定的水平位置,邊緣物體的成像位置距離畫面的中心就忽大忽小,伸縮就不一樣了。

人眼對水平的的晃動還是非常敏感的,尤其是邊緣有參照物的場合下,只要有不到半個像素的移動就清晰可辨,對胡1080p的視頻從中心算起來距離是960像素,角度就是1/2000弧度,即0.03度。為了達(dá)到無暇,優(yōu)質(zhì)延時片的水平顫抖要做到0.02度以下。


二、拍攝場景選擇方面


Hyperlapse的拍攝實(shí)際上是通過直線移動或者是弧形運(yùn)動而不斷改變機(jī)位,同時要一直瞄準(zhǔn)一個焦點(diǎn)物體的一種拍攝方法。焦點(diǎn)物體就是拍攝的主體,選擇恰當(dāng)才能得到好的效果。。

1、要選擇知名的、漂亮的、層次豐富有立體感的。

2、要有自身發(fā)光或有光照的,這樣在拍攝黃昏過渡會很漂亮,或者可以進(jìn)行晚間拍攝。

3、焦點(diǎn)物體不要太小,本身在畫面中要突出,背景如果有的話不應(yīng)搶眼,周邊也不要有距離過近的其它雜亂高大東西。

4、焦點(diǎn)物體的前方要平坦開闊,不要有遮擋,最好有兩倍于物體高度的距離。

5、焦點(diǎn)物體也不應(yīng)過于細(xì)高,那樣就很難收入鏡頭之內(nèi),因?yàn)榻^大多數(shù)視頻是橫向的。


三、拍攝方向和路線從拍攝的方向與行走的方向的關(guān)系


大體可以分為橫向和縱向兩類拍攝,橫向就是拍攝瞄準(zhǔn)方向與行走方向成90度角,也就是行走的時候向兩邊橫著拍,這是最常用的也是效果最好的一種方式。

微信圖片_20180730112304.jpg

橫向拍攝一般還可以分為弧線行走和直線行走兩種方法,其中弧線行走效果是最理想的,常見于直升飛機(jī)繞目標(biāo)飛行拍攝、斯坦尼康穩(wěn)定器繞人拍攝,甚至谷歌地圖有一種立體圖形的操作模式也是采用這種方式(操作方法是按住shift鍵在按左或右光標(biāo)鍵)。此法的優(yōu)點(diǎn)是相機(jī)與目標(biāo)的距離基本恒定,因此目標(biāo)物體的大小也基本不變,只改變透視。缺點(diǎn)是弧線比較難于走出來。因?yàn)楹芏嗟男÷泛偷孛嬗浱柖际侵本€為多。不過,由于通常拍攝行走的距離和角度都不是很大,因此直線行走可以近似替代弧線,達(dá)到同樣的效果。另外一種拍攝方式是縱向,也就是拍攝目標(biāo)的方位和行進(jìn)方向相同或相似,一邊拍攝一邊接近被拍攝物體(或遠(yuǎn)離被拍攝物體):

微信圖片_20180730112329.jpg


此種方式拍攝到的主體的透視效果要相對差一些,需要靠周邊環(huán)境的變化來襯托縱深,同時對拍攝行走的直線性要求很高,地面上如果做記號的話也很容易被發(fā)現(xiàn)。當(dāng)然,拍攝方向也可以與行走方向成180度角,也就是向后拍攝,這樣地面上有記號的話可以及時撤掉。另外,再就是混合方式或傾斜方式,比如拍攝方向與行走方向成45度角,拍攝的注意事項(xiàng)介于橫向與縱向之間。


四、具體拍攝設(shè)備和技術(shù)


拍攝是最關(guān)鍵的一步,拍攝的好就給后期制作提供了優(yōu)秀的素材,而拍攝的不好就給后期制作留下很多麻煩,甚至無論怎么努力效果也不理想。人眼對視頻的幀與幀之間物體的變動非常敏感,這大概是動物的本能(對微小變化的察覺有利于捕獵或防范),因此在拍攝中要盡量避免幀與幀之間的大范圍變化,保持一致和穩(wěn)定,具體分為以下5部分:


1、有效的相機(jī)支撐方法

既要保持穩(wěn)定的支撐,也要便于靈活的調(diào)節(jié),還要方便移動。在拍攝過程中還要保證定位準(zhǔn)確、機(jī)位高度一致、調(diào)節(jié)要獨(dú)立。

A、獨(dú)腳架方便靈活、移動快速、高度基本一致,但最難控制,因?yàn)椴粌H多了兩個自由度,更主要的是調(diào)節(jié)方式不是獨(dú)立的了。比如可以通過前后俯的方法完成對準(zhǔn),但這樣做改變的距離和位置。另外,調(diào)節(jié)水平的時候很難保持對準(zhǔn),造成指向、水平等調(diào)節(jié)精度比較低,不建議使用。

B、三腳架,靈活性比獨(dú)腳架稍差,但也比較輕便,每次短距離搬動不成問題,定位也可以在中心部位延伸指示器,是一種最常用的方法。

C、帶有輪子的三腳架,與三腳架方法比,移動和定位更加方便,只需推動,不過三個腳都是萬向輪這樣就太靈活了,當(dāng)?shù)孛嫔杂胁黄降膱龊舷码y免不聽使喚。我用一根鋼筋穿過其中兩個輪子使之同軸,這樣輪子的方向就不會亂來了,而且可以在另外一個輪子上加上方向控制,就可以讓兩步之間的位置保持得相當(dāng)好,適合縱向拍攝。視頻拍攝

D、車上架設(shè)三腳架或用某種方式固定相機(jī)。由于汽車輪子大、輪距大、軸距長,對于小坑洼不敏感,拍攝不用對準(zhǔn),拍攝速度很快。這種方式很久之前就被采用,被稱為drivelapse,但以前大多是長距離、縱向拍攝為主。這里的drivelapse主要是橫向拍攝、拍攝建筑等人造目標(biāo)為主、開車距離有限、開車速度極其緩慢。


2、快速移動定點(diǎn)技術(shù)

一段延時片大約有100張到200張,拍攝間隔只有10秒到15秒,如何又準(zhǔn)、又快的移動到下一個預(yù)訂位置的確是一個問題。常用方法之一是利用廣場、步道 上的鋪裝花紋/方磚,每步一塊磚,或者每兩步一塊磚。

方法之二是自己事先做好標(biāo)記(對于鋪裝不均勻或者干脆沒有標(biāo)記的場合)。

方法三是腳步法,每次移動一步,盡管難于精確控制,但速度最快,適合地面沒有任何標(biāo)記,也不便于自己做標(biāo)記的場合。從定位的精度看,橫向拍攝對于行走是否走直線不敏感,稍微偏離也沒有關(guān)系。但縱向拍攝對于是否行走直線就很敏感,尤其是近處有參照物的情況下(包括露出的 地面),不走直線就可以發(fā)現(xiàn)明顯的晃動,這樣的瑕疵甚至在Zweizwei、Dan、Sasha的延時片里都有出現(xiàn)。另外,縱向移動時可以拍下待行走的地 面,那樣就不宜在地面做標(biāo)記了。如何在縱向移動的時候使得相機(jī)機(jī)位能夠精確的保持在一條直線上,與地面的標(biāo)記精確重合?最早的大地測試定位方法是用細(xì)繩掛鉛垂,但這種方式不適合快速拍 攝,因?yàn)殂U垂擺動,穩(wěn)定需要時間。現(xiàn)代大地測試都用光學(xué)望遠(yuǎn)鏡的方式,一邊觀察一邊調(diào)整,速度也是非常慢。我想了一個辦法:三線懸垂,解決了這個問題:

微信圖片_20180730112437.jpg

三根柔軟的線(圖中綠色)懸掛一個鉛垂,這樣就不會有任何晃動,移動后馬上穩(wěn)定。三根線的位置使得腿部很難碰到,而且由于是柔性的,萬一碰到會很快復(fù)原。搬動三腳架的時候懸垂直挺,直接就可以定位。


3、精確對準(zhǔn)技術(shù)


對準(zhǔn)就是讓相機(jī)的CMOS的一個固定點(diǎn)始終對準(zhǔn)被拍攝物體上的焦點(diǎn),也就是讓物體的這個焦點(diǎn)在最終照片上始終保持在同一個位置。對準(zhǔn)方法有多種,常見的有以下三種方法:

A、個是用相機(jī)本身的光學(xué)取景器,利用取景器里面的某個對焦點(diǎn)的某個角對準(zhǔn)被拍攝物體的焦點(diǎn)。這種方法速度快,但對拍攝者要求很高,對準(zhǔn)精度有限。由于相 機(jī)的取景器在標(biāo)準(zhǔn)鏡頭的場合不僅沒有放大,而且還是縮小的。拍攝一般用廣角鏡頭這樣目標(biāo)看起來就更小了,少許移動在取景器里看不出來,因此對準(zhǔn)精度比較 低。另外,在相機(jī)前方加有高密度中灰鏡(ND400以上)的場合,光學(xué)取景器非常暗,使得取景實(shí)際成為不可能。

B、再一個方法就是外加瞄準(zhǔn)器,比如用小型望遠(yuǎn)鏡裝在熱靴上,望遠(yuǎn)鏡的目鏡帶有分劃板或十字瞄準(zhǔn)絲,每次移動后可以精確對準(zhǔn)。下面的照片中我用了一個5×20的高爾夫測距望遠(yuǎn)鏡。視頻拍攝

微信圖片_20180730112458.jpg

這種方法的對準(zhǔn)精度會比較高,因?yàn)橥h(yuǎn)鏡都有較大的放大倍數(shù),但問題可能有三個:一個是如何穩(wěn)定而可靠可調(diào)節(jié)的裝在熱靴上(我用的是望遠(yuǎn)鏡尋星鏡架、熱靴 接口);

另一個是望遠(yuǎn)鏡視野小,不容易一下子找到目標(biāo)(我用的是較低倍數(shù)的5倍);最后一個是調(diào)節(jié)速度可能比較慢,因?yàn)橐紫日{(diào)節(jié)水平,然后再一邊觀察一 邊對準(zhǔn),兩次觀察的方式不同,不能同時進(jìn)行。

當(dāng)然,這種方式很適合采用微動云臺例如曼富圖410的場合,水平和對準(zhǔn)本來就是分別調(diào)節(jié)的。

還有一種光學(xué)取景 器是給拍鳥用的,但也適合拍運(yùn)動延時片:

微信圖片_20180730112514.jpg

放大倍率1,也就是沒有放大(也沒有縮?。懊娴溺R子是一個半反半透鏡,后面有LED發(fā)光,通過半反膜反射回來進(jìn)行瞄準(zhǔn)。由于大部分相機(jī)的取景放大是 0.75倍附近(標(biāo)頭),假如用24mm鏡頭,那相機(jī)取景就是放大0.36倍,所以這種取景器對比相機(jī)直接取景,放大倍率接近3倍,也基本夠用了。但這種 取景方式有個限制,就是只能瞄準(zhǔn)鏡頭軸線高度,也就是說,每次瞄準(zhǔn)的焦點(diǎn)必須在通過畫面正中心的水平線上(下圖紅線上),不能偏高,也不能偏低。

微信圖片_20180730112531.jpg

如果想要把對準(zhǔn)點(diǎn)選在上圖的紅圈里,那怎么辦呢?只能取景的時候鏡頭仰角再小一些,但這樣建筑物的尖端就不在畫面中了,只能用更廣的焦距,來取得仰角變小但建筑不消頂?shù)男Ч?/p>

微信圖片_20180730112549.jpg

C、最后一個方法是用相機(jī)的實(shí)時取景功能(Live View)。這種方式盡管要在相機(jī)上操作,但也不太繁瑣,對準(zhǔn)的位置可以在全畫面上任意調(diào)節(jié),不受是否加裝了高密中灰鏡的影響,所見所得,因此最為常用。

尼康相機(jī)在實(shí)時取景放大顯示的時候,顯示的小區(qū)域的位置可以任意指定,而且這個位置會被記憶,拍攝后盡管恢復(fù)1:1取景,但通過按動放大鍵,仍然會放大剛 才定好的位置。對于NEX-7和佳能5D2/5D3,放大后屏幕沒有定位標(biāo)記,那樣只好在LCD上用不干膠做個十字瞄準(zhǔn)線;對于尼康D7000,放大后的 取景屏有一個比較粗的紅色取景框,這樣就可以用某個角部進(jìn)行定位,對于尼康D800,紅框線可以選擇小的那種,按放大鍵4次后仍然顯示在屏幕上,放大倍率 已經(jīng)比較高了(大約11.5倍),對準(zhǔn)精度高,或者也可以再按一次放大鍵,這樣就放大成為23倍,沒有紅框指示則要自己在LCD上做標(biāo)記。

當(dāng)然,這個方法還是需要一定的練習(xí),可以達(dá)到放大與對準(zhǔn)同時進(jìn)行,粗瞄準(zhǔn)和精細(xì)對準(zhǔn)一氣呵成;如果粗瞄準(zhǔn)有問題,也可以在熱靴上裝個指引器來彌補(bǔ);實(shí)時取景在陽光下觀察 也變得很困難,因此最好LCD上要有遮光罩,衣服要穿深色的(否則在LCD上的反光會影響觀察)。

另外,實(shí)施取景在拍攝過程中,千萬不要按動相機(jī)的光標(biāo)鍵 重新定位,那樣等于原來的定位點(diǎn)改變了。用這種方式,要取消人臉或笑臉自動檢測功能,否則碰到旁邊有人的話紅框會自動跑掉。對于尼康相機(jī),取消的方法是打 到自動對焦,裝上自動對焦鏡頭同時也開啟自動對焦,開啟LV,按對焦按鈕同時撥動副輪(在前),就可以看到笑臉出現(xiàn),繼續(xù)轉(zhuǎn)動到訪框?qū)辜纯伞?/p>


4、對準(zhǔn)的執(zhí)行技術(shù)

上一段實(shí)際上是說如何知道準(zhǔn)或不準(zhǔn)、偏差多少。而知道了偏差后,需要調(diào)節(jié)到?jīng)]有偏差,這個調(diào)節(jié)的設(shè)備和過程就是這里要介紹的。

調(diào)節(jié)糾偏不僅包括焦點(diǎn)對準(zhǔn),也包括水平調(diào)整,因此要安裝一個水平儀,要每2mm對應(yīng)30角秒的那種玻璃管的,塑料的不太好用,有輕微不水平的話察覺不出來。玻璃管可以安裝在液壓云臺露出來的部分:

微信圖片_20180730112604.jpg

如果沒有液壓云臺或者云臺板突出部分不夠,可以在相機(jī)下面墊一塊薄鋼板,水平泡用一個平底鋁框包好再粘到鋼板上去。水平指示不宜裝在熱靴上,那樣位置偏高,不好觀察。


5、相機(jī)和鏡頭

相機(jī)用單反最好,微單也行。大部分尼康的機(jī)器機(jī)內(nèi)帶有定時拍攝比較方便,當(dāng)然也可以外加定時快門線。最好用手動設(shè)置,比如手動ISO、手動光圈、手動曝 光、手動白平衡。視頻拍攝鏡頭要采用稍微廣角一些的,因?yàn)橄鄼C(jī)像素比HD視頻的高,不用的地方可以后期裁減掉,而如果拍的窄小,后期就不可能擴(kuò)大了。鏡頭光圈不宜選擇過小,否則每次光圈收縮的時候不會完全一樣,相對誤差比較大,會造成畫面閃動??梢圆捎脹]有CPU的手動鏡頭,或者把尼康的帶光圈環(huán)的鏡頭接到佳能的機(jī)身上用(G頭也可以采用帶有光圈控制的接環(huán)),這樣拍攝過程中保證光圈不變。



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