微电影的物理基础之摄影常识（上）

下牧建春

1893年的芝加哥世界博览会上，柯达公司的一句广告语“你只要按下快门，剩下的由我们来做！”通过世博会传遍整个世界。今天数码摄影机已经高度自动化，智能化，小型化，廉价化，厂商鼓噪：“人人拍电影的时代到来！”

确实，今天使用摄影机比骑自行车还要容易，但是我们还是需要知道一些电影摄影的知识。

6-1-1数码摄影原理

任何数码摄影机实际上是一台计算机的硬件组合。从基本结构上来讲，可以分为五大部分：运算器、控制器、存储器、输入、输出设备。

一般我们看到数码摄影机都是由：主机（主要部分）、输出器（显示器）、输入器（视听传感元件）三大件组成。而主机是电脑的主体，有：主板、CPU、内存、电源、显卡、声卡、硬盘、软驱、光驱等硬件。其中，主板、CPU、内存、电源、显卡、硬盘是必须的，缺一不可。

下面我们将一步一步的来揭开它们的神秘面纱。

从电影物理上来说，数码摄影机已经大大超过了胶片摄影机的能力，高清摄影机已经相当廉价而普及，成为大众消费品。家用数码高清摄影机不断地向所谓的“电影感”要求靠拢，真是“人人拍电影的时代到来！”

家用数码摄影机最大的问题就是多元化，功能太多。这就好像本用于计时的手表，厂商为了最求时尚消费心理，一块手表上放了许多功能，有闹钟、跑马表、气压表、温度表、罗盘表、速度表、晴雨表、计算器，还带上了录音功能等等。作为玩具没有什么不好，作为一种专用工具应该越简单越好，数码摄影机也是这个道理。我曾经担任航空摄影工作，需要借用飞行器拍摄，每个飞机公司总是向炫耀“我们有最新的飞机！”、“我们有最好的飞机！”。一般我是不太相信这些公司，我的疑问是“最新的飞机”“最好的飞机”能够保证我航拍任务安全吗。我说：“请你们提供最好的飞行员！”。有一次我问飞行员“在低空复杂气流下，你是怎么保证飞行安全的？”，飞行员这样回答：“我只是牢牢掌握几个基本参数，简单飞行”。是的，电影摄影工作也是一样，牢牢掌握几个基本参数简单拍摄。

电影摄影师的参数与电子数码的关系如下：

需要补充说明的是，按照电影工业规定“模糊率”为0.05标准，也就是说，在画面错位5/100毫米范围内人眼是无法辨别的，这就告诉我们：电影过分清晰没有观赏价值。所以，学员们无限追求高清晰度没有意义，如果你想追求所谓的“电影感”，也许图像过分清晰，会让你感到失望。事实上大多数老练的摄影师在使用电子摄影机拍摄时，总是刻意去破坏物理上的清晰度，他们不希望观众在观赏电影时发生视觉疲劳。如果你把好莱坞大片截图分析就会发现美国电影在玩弄“模糊率”的把戏。尤其是在动作片的模糊处理上，图像错位让人非常吃惊。

6-1-2数码摄影机的好处与基本常识

对于学生来说，数码摄影机最大的优点就是可以立即看到你所拍摄的画面，一旦发现错误，可以马上补拍。这样既省力又方便，拍完镜头之后马上可以进行剪辑。

在使用数字摄影机前应该阅读使用说明书，初次接触你一定会遇到许多影像工学方面的术语。作为导演，你要搞懂这些工学原理并非容易，也没有必要，这章讲解一些和电影摄影有关的参数。

1、电影画框比

历史上电影画比有许多种，常用是美国人规定的1.85：1，现在高清电视采用1.78：1，这个电视画比就是所谓的16：9屏幕，上述两个画比也就是说电影和电视基本没有多少差别。也有一些导演喜欢标新立异，那么也可以通过后期任意裁剪画比，非常容易。

现在的数码摄影机几乎都可以设定16：9的画比，一般称为宽银幕。有些机身菜单中用“纵横比16：9”来表述。

2、高清格式

现在有两种标准统治电视播放：一个是1080i（有1080条扫描线）和另一个720p（有720条扫描线）。研究表明，尽管两个标准扫描顺序不同，但图像一样锐利，观众看上去客观上是几乎相同的。这两种标准在美国播放速度每秒30个画格，称NTSC系统，中国的播放速度每秒25个画格，称PAL系统。

另外有一种名为24P高清格式，它是专门为数字影片制作而设立的。这是一种数字摄像机，有1080条扫描线，逐行扫描方式，且与传统电影一样，每秒是24个画格。所产生的信号是结合电影胶片和电脑视觉特效的极佳格式。24P摄影机的更新值（refresh rate）是72，指的是每个画格会出现三次幻影（24×3=72/秒），有极稳定的影像品质。索尼发展出这种格式的摄像机24P的格式，称为“Cine Alta”，因为美国拍摄《星球大战》系列电影而名声大噪。

专业级电影高清摄影机常用德国生产的ALEXA，画幅比：16：9、像素：2880×1620、俗称“2K”。

不同的摄影机记录格式的技术参数是不一样的，这些参数告诉我们这台摄影机的影像品质，也能帮助我们更好地与剪辑系统协调。

6-1-3高清四个基本参数

大电影拍摄会考虑到与后期制作接轨，有四个技术参数可以作为一般性地了解：1、分辨率，2、压缩比，3、色彩取样，4、位元深度。

1、分辨率

分辨率（resolution）对于每种格式而言都很重要，它关系到一个影像的清晰度。一般称为摄影机的总像素，由一个画面纵横的像素的数量来决定的。影像的分辨率是光学透镜和胶片共同作用的结果，一般光学镜头辨别能力是用所谓的“线对”来表述，分辨低于胶片，在电影院放映胶片也是复制片，实际清晰度大大降低。从物理上说，随着高清影像的放映进化，数码影像的清晰度已经超过昔日影院，胶片的感觉只是个人的怀旧情感问题。

2、压缩比

所有的数字格式或多或少都进行了压缩和解压缩，这样可以减少存储影像所需要的空间以及传送数据所需要的带宽。每种压缩方式都要编码和解码、动态影像编解码器有（MPEG-1、MPEC-2和MPEG-4）规格。

你可以选择你想要的压缩方式。一般来说，采用高压缩的影像品质比低压缩的要差，但却能让你的硬盘存储更多的素材。

有经验的电影人剪片时可以使用高压缩图像，方便移动作业，剪完以后按照序列编码来套取原始素材。

3、色度取样率（空间色彩）

色度取样（color sampling）也叫做“色彩取样率”。分为4：2：0、4：2：2、全分辨率色彩取样4：4：4，但是记录文件明显变大。不同的编解码器是在压缩效率和影像品质之间作平衡取舍。

4、位元深度（颜色厚度）

取样信号的位元深度（bit depth）也会影响画面的品质。比特数越高，画面品质越好。简单地说，位元深度是表述颜色变化的厚度，最常用的彩色影像“位深”是8bit和10bit、同样按照作品终极目的，在某些影片格式使用12bit和14bit“位深色彩”。与分辨率一样，“位深色彩”太高，人眼也无法识别颜色细微变化。

6-1-4摄影菜单三个基本参数

大多数电子摄像机都有滚动菜单供大家自由设置。由于选项太多，没有同学可以全部搞懂它的原理。如果你是为了制作微电影，那么知道下面几个基本参数就可以了。

1、白平衡

电子摄像机上会有调整画面的正常颜色呈现。有一个与之密切相关的功能，称为白平衡（white balance），可以计摄像机操作者做更多细微调整，以保证摄像机即使在光线有着不同色相的情况下，也能正确地录到白色。

传统上电影摄影按照场景照明情况，设定3200°K或5500°K，胶片也只有这两个选择。你应该知道选择“太自由反而不自由”的道理。

2、增益（光感度）

增益是电子信号度的技术用语。加大电子摄像机上的增益（gain），可以加强画面信号的亮度。虽然这功能可使摄像机在极低亮度的光线下拍摄，但同时也会产生电子影像粒子。通常在加大增益上会有两个或三个切换选择，类似+9dB、+18dB。

有的摄影机会用“胶片感度”来表达增益数，其实感度数是“未名数”，也称“推荐数”，其实电子上的“增益数”和化学上的“未名数”是两回事情。

3、快门速度

许多电子摄像机会有电子快门开关，可以做小同速度的快门调整。电子快门可以提高感光速率，使图像变得锐利，降低移动物体的模糊感。如上面提到的，一般故事片拍摄推荐图像太锐利，电子快门设定为1/50为宜。

在数码摄影机上的白平衡、增益、快门速度都有自动化控制系统，这样对影像创造反而造成问题，建议你拍微电影时候关闭自动系统。不然机器对你的创意进行自动处理，会将你的思维搞得乱七八糟。

微电影制作的基本参数如下，其实经典电影都是这些数据运用。

6-1-5定焦镜头物理和表现

影像是通过镜头（lens）拍摄而获取的，所以镜头是摄影机上非常重要的组件。就某种程度来说，镜头的好坏直接决定了摄影机的好坏。在高清晰度电视讲求清晰品质的要求下，优质的镜头就显得更加重要了。

镜头收集反射自物体的光线，并集中在感光元件上。镜头是由众多有弧度的镜片组群组合而成的，在镜头的光学中心（optical center）会形成颠倒的影像，然后再聚焦到最初开始成像的电子元件之上。

1、焦距

绝大多数摄像机都是配备“变焦镜头”的，俗称“万能镜头”，可以不断改变视角，能够在固定位置拍到特写、全景之间的所有画面。

另一种镜头，称为“定焦镜头”，则只能拍摄到一个视角。如果你使用定焦镜头来拍摄特写，在相同位置就无法拍成全景，除非你改用不同的镜头。

可以把物体拍得较大的镜头，称“长焦镜头”，和人类视野相等的称“标准镜头”，比人类视野更宽的称“广角镜头”。

标准镜头拍到的是最自然的透视感；从道理上来说，用一个“标准镜头”就可以来拍摄电影，例如，日本著名导演小津安二朗总是用50mm镜头来讲家庭故事，一会儿走近演员拍摄，一会退后拍摄，以表现观众心理上的自然。

电影镜头18mm、25mm、35mm、50mm、85mm这五个定焦镜头称为“基本组合”，也是电影讲故事的基本光学要求，可以满足（FS、MS、CU、1S、2S、LS）六个景别。有的导演想追求所谓的“视觉奇观”，这就需要特殊镜头，如天文望远镜头可以拍摄太阳的表面活动，潜望镜头可以转弯抹角拍摄海底世界，还有高倍显微镜头能够拍摄到大脑细胞。

在拍摄现场改变视野是靠调整与演员的距离来实现的，当然也可以更换定焦镜头。从观众的立场上说，都是银幕上人物放大或缩小现象（size），有“走近”或“退后”视感效果。

在移动摄影机不方便的情况下，可以用更换定焦镜头的视野来改变人物景别。在写实电影中会有所谓的“礼貌距离”的概念，下面是礼貌距离2.5米的位置上，摄影镜头的景别调整例子。

从光学几何似三角原理计算，如果距离女演员五米，镜头焦距和景别关系比率减半。

“礼貌距离”概念是景别的心理依据之一，也就是故事人物关系的基本距离。按照美国人类学家霍尔博士研究，有四种距离表示不同情况。

2、调焦

镜头上也会有“调焦环”（focus），在上面会标示有公尺、英尺等刻度。如果拍摄物体在焦点上，看起来就会锐利且清楚；如果失焦，就会模糊且不易辨识。当透过观景器观看时，同时转动焦点环，就可以确定何时画面是在焦点上的。不过如果同时看着焦点环上的距离刻度以确定和实际距离大体相同的话效果会更好。比较严格的大片拍摄，摄影师不愿意相信镜头上的刻度，会要求助手利用卷尺来测定镜头情况，然后再去设定被认为有问题的焦点环刻度。

有些影视艺术学院会安排学生掌握调焦的课程，例如，安排一个学员前后走来走去，通过调焦使他的影像始终情绪，再如，两个人物，一前一后，需要通过转动调焦环来牵引观众视线等等。微电影质量要提升到电影层次，焦点表现不应该忽视。

3、光圈

除了焦点环外，镜头还会有一个决定多少光线可以进入摄影机内部的转环。这转环控制着光圈的大小，也就是镜头允许光线通过的开口。这口径有着可调整的“光阑”（iris），可通过收放来控制光线的多少。口径打开的程度，是以光圈系数（f-stop）来界定的，档的数字也会出现在光圈环上。

光圈系数是极易令人感到混淆的一组数据，总是以奇特的数字顺序出现1，4、2、2，8、4、5，6、8、11、16、22。这些看起来不相关的数字，其实是来自数字公式，也就是乘上2的平方根（1.4）所得来的结果。在这种关联中，每档光圈就是邻居光圈直径一倍大，或是一半。换句话说，这两者之间存在着一种逆转的关联性。f/8的光圈，只有f/5.6光亮度的一半，f/11就比f/16多了一倍的光亮度（图3-20）。

这里应该指出，追求大光圈在电影摄影上没有什么实用价值。用光圈f/2来拍摄女演员给男演员点烟的表演动作，大光圈是无法兼顾所需要的景深范围。从物理上来说光圈大的镜头，玻璃镜片又厚又多，价格昂贵且成像质量差，我们戴眼镜是为了自由行动，不是镜片也越厚，越多就是越好。

4、景深

景深（depth of field）指的是摄影机所拍摄的焦点前后清楚的范围。制造景深有三个因子：1、摄影机和主体间的距离，2、光圈，3、镜头焦距。

镜头焦距越长，光圈开得越大，景深就越浅。另外，演员靠近摄影机，景深也变浅。

景深计算和电影工业上模糊度规范有关，一般使用景深表查阅，也可以从网上查找，现在Kodak公司在网上提供免费软件Cinema Tools，装在iPhone手机上用起来非常方便。

关于微电影的物理基础之摄影常识，我们将于下期继续刊登。

责编/王晶