微電影的物理基礎之攝影常識（上）

下牧建春

1893年的芝加哥世界博覽會上，柯達公司的一句廣告語“你只要按下快門，剩下的由我們來做！”通過世博會傳遍整個世界。今天數碼攝影機已經高度自動化，智能化，小型化，廉價化，廠商鼓噪：“人人拍電影的時代到來！”

確實，今天使用攝影機比騎自行車還要容易，但是我們還是需要知道一些電影攝影的知識。

6-1-1數碼攝影原理

任何數碼攝影機實際上是一臺計算機的硬件組合。從基本結構上來講，可以分為五大部分：運算器、控制器、存儲器、輸入、輸出設備。

一般我們看到數碼攝影機都是由：主機（主要部分）、輸出器（顯示器）、輸入器（視聽傳感元件）三大件組成。而主機是電腦的主體，有：主板、CPU、內存、電源、顯卡、聲卡、硬盤、軟驅、光驅等硬件。其中，主板、CPU、內存、電源、顯卡、硬盤是必須的，缺一不可。

下面我們將一步一步的來揭開它們的神秘面紗。

從電影物理上來說，數碼攝影機已經大大超過了膠片攝影機的能力，高清攝影機已經相當廉價而普及，成為大眾消費品。家用數碼高清攝影機不斷地向所謂的“電影感”要求靠攏，真是“人人拍電影的時代到來！”

家用數碼攝影機最大的問題就是多元化，功能太多。這就好像本用于計時的手表，廠商為了最求時尚消費心理，一塊手表上放了許多功能，有鬧鐘、跑馬表、氣壓表、溫度表、羅盤表、速度表、晴雨表、計算器，還帶上了錄音功能等等。作為玩具沒有什么不好，作為一種專用工具應該越簡單越好，數碼攝影機也是這個道理。我曾經擔任航空攝影工作，需要借用飛行器拍攝，每個飛機公司總是向炫耀“我們有最新的飛機！”、“我們有最好的飛機！”。一般我是不太相信這些公司，我的疑問是“最新的飛機”“最好的飛機”能夠保證我航拍任務安全嗎。我說：“請你們提供最好的飛行員！”。有一次我問飛行員“在低空復雜氣流下，你是怎么保證飛行安全的？”，飛行員這樣回答：“我只是牢牢掌握幾個基本參數，簡單飛行”。是的，電影攝影工作也是一樣，牢牢掌握幾個基本參數簡單拍攝。

電影攝影師的參數與電子數碼的關系如下：

需要補充說明的是，按照電影工業(yè)規(guī)定“模糊率”為0.05標準，也就是說，在畫面錯位5/100毫米范圍內人眼是無法辨別的，這就告訴我們：電影過分清晰沒有觀賞價值。所以，學員們無限追求高清晰度沒有意義，如果你想追求所謂的“電影感”，也許圖像過分清晰，會讓你感到失望。事實上大多數老練的攝影師在使用電子攝影機拍攝時，總是刻意去破壞物理上的清晰度，他們不希望觀眾在觀賞電影時發(fā)生視覺疲勞。如果你把好萊塢大片截圖分析就會發(fā)現美國電影在玩弄“模糊率”的把戲。尤其是在動作片的模糊處理上，圖像錯位讓人非常吃驚。

6-1-2數碼攝影機的好處與基本常識

對于學生來說，數碼攝影機最大的優(yōu)點就是可以立即看到你所拍攝的畫面，一旦發(fā)現錯誤，可以馬上補拍。這樣既省力又方便，拍完鏡頭之后馬上可以進行剪輯。

在使用數字攝影機前應該閱讀使用說明書，初次接觸你一定會遇到許多影像工學方面的術語。作為導演，你要搞懂這些工學原理并非容易，也沒有必要，這章講解一些和電影攝影有關的參數。

1、電影畫框比

歷史上電影畫比有許多種，常用是美國人規(guī)定的1.85：1，現在高清電視采用1.78：1，這個電視畫比就是所謂的16：9屏幕，上述兩個畫比也就是說電影和電視基本沒有多少差別。也有一些導演喜歡標新立異，那么也可以通過后期任意裁剪畫比，非常容易。

現在的數碼攝影機幾乎都可以設定16：9的畫比，一般稱為寬銀幕。有些機身菜單中用“縱橫比16：9”來表述。

2、高清格式

現在有兩種標準統治電視播放：一個是1080i（有1080條掃描線）和另一個720p（有720條掃描線）。研究表明，盡管兩個標準掃描順序不同，但圖像一樣銳利，觀眾看上去客觀上是幾乎相同的。這兩種標準在美國播放速度每秒30個畫格，稱NTSC系統，中國的播放速度每秒25個畫格，稱PAL系統。

另外有一種名為24P高清格式，它是專門為數字影片制作而設立的。這是一種數字攝像機，有1080條掃描線，逐行掃描方式，且與傳統電影一樣，每秒是24個畫格。所產生的信號是結合電影膠片和電腦視覺特效的極佳格式。24P攝影機的更新值（refresh rate）是72，指的是每個畫格會出現三次幻影（24×3=72/秒），有極穩(wěn)定的影像品質。索尼發(fā)展出這種格式的攝像機24P的格式，稱為“Cine Alta”，因為美國拍攝《星球大戰(zhàn)》系列電影而名聲大噪。

專業(yè)級電影高清攝影機常用德國生產的ALEXA，畫幅比：16：9、像素：2880×1620、俗稱“2K”。

不同的攝影機記錄格式的技術參數是不一樣的，這些參數告訴我們這臺攝影機的影像品質，也能幫助我們更好地與剪輯系統協調。

6-1-3高清四個基本參數

大電影拍攝會考慮到與后期制作接軌，有四個技術參數可以作為一般性地了解：1、分辨率，2、壓縮比，3、色彩取樣，4、位元深度。

1、分辨率

分辨率（resolution）對于每種格式而言都很重要，它關系到一個影像的清晰度。一般稱為攝影機的總像素，由一個畫面縱橫的像素的數量來決定的。影像的分辨率是光學透鏡和膠片共同作用的結果，一般光學鏡頭辨別能力是用所謂的“線對”來表述，分辨低于膠片，在電影院放映膠片也是復制片，實際清晰度大大降低。從物理上說，隨著高清影像的放映進化，數碼影像的清晰度已經超過昔日影院，膠片的感覺只是個人的懷舊情感問題。

2、壓縮比

所有的數字格式或多或少都進行了壓縮和解壓縮，這樣可以減少存儲影像所需要的空間以及傳送數據所需要的帶寬。每種壓縮方式都要編碼和解碼、動態(tài)影像編解碼器有（MPEG-1、MPEC-2和MPEG-4）規(guī)格。

你可以選擇你想要的壓縮方式。一般來說，采用高壓縮的影像品質比低壓縮的要差，但卻能讓你的硬盤存儲更多的素材。

有經驗的電影人剪片時可以使用高壓縮圖像，方便移動作業(yè)，剪完以后按照序列編碼來套取原始素材。

3、色度取樣率（空間色彩）

色度取樣（color sampling）也叫做“色彩取樣率”。分為4：2：0、4：2：2、全分辨率色彩取樣4：4：4，但是記錄文件明顯變大。不同的編解碼器是在壓縮效率和影像品質之間作平衡取舍。

4、位元深度（顏色厚度）

取樣信號的位元深度（bit depth）也會影響畫面的品質。比特數越高，畫面品質越好。簡單地說，位元深度是表述顏色變化的厚度，最常用的彩色影像“位深”是8bit和10bit、同樣按照作品終極目的，在某些影片格式使用12bit和14bit“位深色彩”。與分辨率一樣，“位深色彩”太高，人眼也無法識別顏色細微變化。

6-1-4攝影菜單三個基本參數

大多數電子攝像機都有滾動菜單供大家自由設置。由于選項太多，沒有同學可以全部搞懂它的原理。如果你是為了制作微電影，那么知道下面幾個基本參數就可以了。

1、白平衡

電子攝像機上會有調整畫面的正常顏色呈現。有一個與之密切相關的功能，稱為白平衡（white balance），可以計攝像機操作者做更多細微調整，以保證攝像機即使在光線有著不同色相的情況下，也能正確地錄到白色。

傳統上電影攝影按照場景照明情況，設定3200°K或5500°K，膠片也只有這兩個選擇。你應該知道選擇“太自由反而不自由”的道理。

2、增益（光感度）

增益是電子信號度的技術用語。加大電子攝像機上的增益（gain），可以加強畫面信號的亮度。雖然這功能可使攝像機在極低亮度的光線下拍攝，但同時也會產生電子影像粒子。通常在加大增益上會有兩個或三個切換選擇，類似+9dB、+18dB。

有的攝影機會用“膠片感度”來表達增益數，其實感度數是“未名數”，也稱“推薦數”，其實電子上的“增益數”和化學上的“未名數”是兩回事情。

3、快門速度

許多電子攝像機會有電子快門開關，可以做小同速度的快門調整。電子快門可以提高感光速率，使圖像變得銳利，降低移動物體的模糊感。如上面提到的，一般故事片拍攝推薦圖像太銳利，電子快門設定為1/50為宜。

在數碼攝影機上的白平衡、增益、快門速度都有自動化控制系統，這樣對影像創(chuàng)造反而造成問題，建議你拍微電影時候關閉自動系統。不然機器對你的創(chuàng)意進行自動處理，會將你的思維搞得亂七八糟。

微電影制作的基本參數如下，其實經典電影都是這些數據運用。

6-1-5定焦鏡頭物理和表現

影像是通過鏡頭（lens）拍攝而獲取的，所以鏡頭是攝影機上非常重要的組件。就某種程度來說，鏡頭的好壞直接決定了攝影機的好壞。在高清晰度電視講求清晰品質的要求下，優(yōu)質的鏡頭就顯得更加重要了。

鏡頭收集反射自物體的光線，并集中在感光元件上。鏡頭是由眾多有弧度的鏡片組群組合而成的，在鏡頭的光學中心（optical center）會形成顛倒的影像，然后再聚焦到最初開始成像的電子元件之上。

1、焦距

絕大多數攝像機都是配備“變焦鏡頭”的，俗稱“萬能鏡頭”，可以不斷改變視角，能夠在固定位置拍到特寫、全景之間的所有畫面。

另一種鏡頭，稱為“定焦鏡頭”，則只能拍攝到一個視角。如果你使用定焦鏡頭來拍攝特寫，在相同位置就無法拍成全景，除非你改用不同的鏡頭。

可以把物體拍得較大的鏡頭，稱“長焦鏡頭”，和人類視野相等的稱“標準鏡頭”，比人類視野更寬的稱“廣角鏡頭”。

標準鏡頭拍到的是最自然的透視感；從道理上來說，用一個“標準鏡頭”就可以來拍攝電影，例如，日本著名導演小津安二朗總是用50mm鏡頭來講家庭故事，一會兒走近演員拍攝，一會退后拍攝，以表現觀眾心理上的自然。

電影鏡頭18mm、25mm、35mm、50mm、85mm這五個定焦鏡頭稱為“基本組合”，也是電影講故事的基本光學要求，可以滿足（FS、MS、CU、1S、2S、LS）六個景別。有的導演想追求所謂的“視覺奇觀”，這就需要特殊鏡頭，如天文望遠鏡頭可以拍攝太陽的表面活動，潛望鏡頭可以轉彎抹角拍攝海底世界，還有高倍顯微鏡頭能夠拍攝到大腦細胞。

在拍攝現場改變視野是靠調整與演員的距離來實現的，當然也可以更換定焦鏡頭。從觀眾的立場上說，都是銀幕上人物放大或縮小現象（size），有“走近”或“退后”視感效果。

在移動攝影機不方便的情況下，可以用更換定焦鏡頭的視野來改變人物景別。在寫實電影中會有所謂的“禮貌距離”的概念，下面是禮貌距離2.5米的位置上，攝影鏡頭的景別調整例子。

從光學幾何似三角原理計算，如果距離女演員五米，鏡頭焦距和景別關系比率減半。

“禮貌距離”概念是景別的心理依據之一，也就是故事人物關系的基本距離。按照美國人類學家霍爾博士研究，有四種距離表示不同情況。

2、調焦

鏡頭上也會有“調焦環(huán)”（focus），在上面會標示有公尺、英尺等刻度。如果拍攝物體在焦點上，看起來就會銳利且清楚；如果失焦，就會模糊且不易辨識。當透過觀景器觀看時，同時轉動焦點環(huán)，就可以確定何時畫面是在焦點上的。不過如果同時看著焦點環(huán)上的距離刻度以確定和實際距離大體相同的話效果會更好。比較嚴格的大片拍攝，攝影師不愿意相信鏡頭上的刻度，會要求助手利用卷尺來測定鏡頭情況，然后再去設定被認為有問題的焦點環(huán)刻度。

有些影視藝術學院會安排學生掌握調焦的課程，例如，安排一個學員前后走來走去，通過調焦使他的影像始終情緒，再如，兩個人物，一前一后，需要通過轉動調焦環(huán)來牽引觀眾視線等等。微電影質量要提升到電影層次，焦點表現不應該忽視。

3、光圈

除了焦點環(huán)外，鏡頭還會有一個決定多少光線可以進入攝影機內部的轉環(huán)。這轉環(huán)控制著光圈的大小，也就是鏡頭允許光線通過的開口。這口徑有著可調整的“光闌”（iris），可通過收放來控制光線的多少?？趶酱蜷_的程度，是以光圈系數（f-stop）來界定的，檔的數字也會出現在光圈環(huán)上。

光圈系數是極易令人感到混淆的一組數據，總是以奇特的數字順序出現1，4、2、2，8、4、5，6、8、11、16、22。這些看起來不相關的數字，其實是來自數字公式，也就是乘上2的平方根（1.4）所得來的結果。在這種關聯中，每檔光圈就是鄰居光圈直徑一倍大，或是一半。換句話說，這兩者之間存在著一種逆轉的關聯性。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（圖3-20）。

這里應該指出，追求大光圈在電影攝影上沒有什么實用價值。用光圈f/2來拍攝女演員給男演員點煙的表演動作，大光圈是無法兼顧所需要的景深范圍。從物理上來說光圈大的鏡頭，玻璃鏡片又厚又多，價格昂貴且成像質量差，我們戴眼鏡是為了自由行動，不是鏡片也越厚，越多就是越好。

4、景深

景深（depth of field）指的是攝影機所拍攝的焦點前后清楚的范圍。制造景深有三個因子：1、攝影機和主體間的距離，2、光圈，3、鏡頭焦距。

鏡頭焦距越長，光圈開得越大，景深就越淺。另外，演員靠近攝影機，景深也變淺。

景深計算和電影工業(yè)上模糊度規(guī)范有關，一般使用景深表查閱，也可以從網上查找，現在Kodak公司在網上提供免費軟件Cinema Tools，裝在iPhone手機上用起來非常方便。

關于微電影的物理基礎之攝影常識，我們將于下期繼續(xù)刊登。

責編/王晶