关于全方位式跟踪摄影机的探索

朱成实 高杨 沈阳化工大学工业与艺术设计系

1 摄影术及摄影机的发展路程

什么是摄影，摄影就是把一段场景通过摄影器材记录下来的过程，而摄影的基础就是一张张连续播放的照片，这些照片通过极短时间内的连续播放，使之看起来像是连续发生的一般。

世界上第一张相片是在1827年出现的，是法国人约瑟夫尼埃普斯通过融化沥青将他抹在小铁板上，通过不明亮的箱子曝光一段时间之后得到了一张路边街头的图片吗。这是人类历史上第一张照片，接着到了1837年一个叫达盖尔的法国人，他通过自己的思考与探究，发明了一个名叫“银版摄影法”的摄影技术，在1839年，当时的法国执政党将这个发明的专利权买到手，而且在同年的8月19日正式公布，那天也就成了摄影术的诞生之日。但是那个时候一张照片需要曝光时间需要的比较长，差不多需要20-30分钟才可以成型。直到1851年，“湿版摄影术”的发明，使人像摄影通过短短几秒钟就可以成像，这才标志了现代摄影术的开端。

关于摄影机的起源是来自于一场赌博：1872年的时候，在美国的加利福尼亚州的一家酒店里，关于“马奔跑时蹄子是否都着地”这个问题，很多人争吵了起来，大家都争论不出结果，因为人的眼睛跟不上马跑动起来的速度，所以人们就请来了英国摄影师爱德华.麦布里奇来拍摄，通过图片的方式来判断结果，摄影师用24根线连接了24个照相机的快门，依次拍下24张连续的马匹跑动图，通过这种方式来观察马奔跑的时候蹄子是否都着地。这个实验用了六年才完成，完成之后爱德华.麦布里奇就提出了新的想法：连续摄影这个问题该怎么办？用一架摄影机来代替很多架摄影机，将多架摄影机的功能融合在一架摄影机上就成了解决连续摄影的关键问题。到了1874年一个叫朱尔·让桑的法国工匠他将感光胶片缠绕在类似于齿轮一般的圆盘上，通过一个计时打点器的控制，圆盘在圆形供片盒内做间歇供片运动，同时计时打点器带动快门旋转，每当胶片停下时，快门开启曝光。这种相机的问世，才开启了现代摄影机的发展。直到1889年，爱迪生发明了由电驱动的现代化摄影机，这才标志着现代摄影机的正式问世

2 现代电影摄影机的介绍

针对用处不同，我们把摄影机分为特技摄影机、高速摄影机、字幕摄影机、延时摄影机、显微摄影机、水下摄影机和航空摄影机等。我探索的是跟踪摄影，融合了航拍技术，灵活的同时清晰度也很重要，现阶段航拍摄影机规格多为机械快门与电子快门双重融合，大光圈定焦镜头，快门最高速度可达1/2000秒，而电子快门可达1/8000秒，这样高速摄影才能满足跟踪摄影的需求。

3 现阶段摄影机的不足与局限性

现阶段常用的摄影机大部分为定点或者轨道跟踪式摄影机，而针对动态目标的同步拍摄，大多数情况是通过摄影师的同步位移或者大型轨道器材的安排，才能拍摄出同步的画面，但是这种方法有很大的不足，自由性就是很大的问题，只能按照特定的轨道拍摄，容易造成拍摄目标的不自然，刻意性明显，而摄影师的同步位移，对摄影师的要求就比较高，并不适合普及使用，危险性较大，特技摄影师的事故发生率仅次于第一现场摄影师。不仅是自由性的问题，拍摄的角度也较为单一，有时候画面的特色需要通过不同角度的拍摄才可以达到完美的效果，而现阶段的摄影技术并不能解决这个问题。铺设轨道的成本也较高，对场景的呈现能力比较差。

针对这些问题，我联想到跟踪式摄影机，全方位摄影的前提就是上下左右360度无障碍拍摄，只有飞行器才可以解决这些问题，所以飞行器与摄影机的结合就比较适合，现在市面上的飞行器大多也提供摄影功能，但是需要通过人工操作，摄像能力也较为不足，所以我决定针对已有的飞行式摄影机进行探索与改造，增添功能，改变一些缺陷。

4 关于飞行式全方位摄影工具的想法提出

我们首先要了解一下现阶段飞行式摄影机的能力范围与局限性，现阶段的无人机飞行器主要承担的功能大致包括：航拍摄影，电力巡检，新闻报道，环境监测，快递服务，提供网络服务等，他们大多不够灵活，只可以承担简单的摄影或者检测工作，这并不能完美的承接动态跟踪摄影的功能，而改善这些问题我们可以通过这些方式来解决，多镜头拍摄，VR全景摄影，就是通过多镜头多角度的摄影，完整的把景象展现出来。关于灵活性问题，通过围绕跟踪技术，设定飞行器飞行路径的中心，围绕中心进行多角度摄影，摄影内容可以储存起来，拍摄完成进行后期处理。

5 总结

飞行器与摄影机的结合已经开始发展，而解决目前现阶段飞行器的局限性就成为了比较大的问题，通过对摄影术以及摄影机的了解，我们可以明确摄影需要的必要条件，了解了摄影机的基础分类与针对性，又分析了现阶段飞行器的局限性，这为我设计全方位飞行摄影机提供了理论支持，针对目前的飞行器的不足，我们将之改良，这样对改善跟踪摄影技术提供了帮助。

[1]李可旻.摄影艺术的新视域——航拍摄影创作研究[J].艺术科技,2017,30(10):240.

[2]艾修煜.上帝的观看之道——论新闻摄影新起之秀无人机航拍摄影[J].新闻研究导刊,2016,7(14):217.

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