江蕓

高速攝影在科學(xué)影像作品中具有獨(dú)特的表現(xiàn)功能，它能揭示普通攝影手段無法記錄的精彩瞬間，創(chuàng)造出一種獨(dú)特的運(yùn)動(dòng)美感。水滴墜落、氣泡破裂、燈泡炸開、運(yùn)動(dòng)中的昆蟲等，相信老師和同學(xué)們一定看過不少高速攝影作品，同時(shí)也對這些作品是如何創(chuàng)作的非常感興趣，本期專欄就帶大家一探究竟，看看如何利用智能手機(jī)拍攝高速攝影作品。

什么是高速攝影

世間萬物瞬息萬變，很多運(yùn)動(dòng)和變化發(fā)生在轉(zhuǎn)瞬之間，以至于我們單靠肉眼無法捕捉其運(yùn)動(dòng)過程的細(xì)節(jié)，而高速攝影解決了這一問題。高速攝影，俗稱“慢動(dòng)作”攝影，它可以把動(dòng)作放慢，顯示人眼看不見的精彩瞬間。

高速攝影的應(yīng)用非常廣泛，在科研領(lǐng)域，高速攝影常被用于記錄、分析物體的運(yùn)動(dòng)變化，比如研究人員利用高速攝影探究汽車碰撞瞬間的受力狀況；在工業(yè)領(lǐng)域，人們利用高速攝影查找高速運(yùn)轉(zhuǎn)的生產(chǎn)線上的漏洞，以改進(jìn)生產(chǎn)工藝；在體育競技方面，高速攝影協(xié)助教練和運(yùn)動(dòng)員分析動(dòng)作技術(shù)細(xì)節(jié)，提高競技水平；在影視和廣告作品中，子彈出膛、炸彈爆破、汽車碰撞等極具震撼力的鏡頭都是采用高速攝影完成的。

高速攝影的實(shí)現(xiàn)原理

上期專欄我們談到了延時(shí)攝影和幀速率的概念，了解了人類感官系統(tǒng)的視覺暫留特性，當(dāng)以一定的幀速率播放一系列靜態(tài)圖片時(shí)，我們看到的不是一幅幅的靜態(tài)圖片，而是連貫的動(dòng)態(tài)影像。經(jīng)測試，使人眼感覺播放畫面流暢的幀速率的臨界值是24幀每秒（frame per second，fps），也就是說1秒鐘至少播放24幀畫面，我們才會(huì)感覺到視頻中的動(dòng)作是自然、連貫的。事實(shí)上，電影的常規(guī)播放幀速率正是24fpS，我國電視節(jié)目為25 fpS，智能手機(jī)等電子設(shè)備通常預(yù)設(shè)為30 fpS。

從實(shí)現(xiàn)原理看，我們看到的常速視頻，其拍攝幀速率和播放幀速率是一致的，比如拍攝時(shí)每秒鐘記錄30幀畫面，播放時(shí)每秒鐘也播放30幀畫面。延時(shí)攝影是通過降低前期拍攝的幀速率，后期以常規(guī)幀速率播放畫面濃縮時(shí)間的，比如前期每秒鐘拍攝1幀畫面，后期以30fps的速度播放，那么，播放時(shí)間就比真實(shí)拍攝時(shí)間壓縮了30倍。

有剪輯經(jīng)驗(yàn)的老師和同學(xué)可能會(huì)問，后期制作軟件都有“變速功能”，有必要用高速攝影嗎？前期以常規(guī)幀速率拍攝，后期制作時(shí)將視頻變成慢動(dòng)作不就可以了么！其實(shí)，這兩種方法在原理和效果上是有差別的。如果前期以30fps的速度拍攝1秒鐘，那么我們得到的只有30幀畫面，若想將其放慢2倍播放，需要有60幀畫面，由于沒有足夠的數(shù)據(jù)填充幀與幀之間的空隙，后期軟件必須通過逐幀復(fù)制的方式來完成，那么畫面動(dòng)作就會(huì)變得抖動(dòng)而模糊，并且變速倍數(shù)越大，問題越明顯。但如果前期以較高的幀速率拍攝，比如以240fps的速度拍攝1秒鐘，那么我們得到的是240幀畫面，即使將其放慢8倍播放，那么1秒鐘仍然播放30幀畫面，我們看到的動(dòng)作依舊是流暢清晰的。智能手機(jī)的高速攝影功能

使用手機(jī)進(jìn)行高速攝影時(shí)，需要在短時(shí)間內(nèi)完成大量數(shù)據(jù)的采集和存儲(chǔ)，這對智能手機(jī)的運(yùn)算和存儲(chǔ)能力都是極高的要求，很多手機(jī)由于軟硬件等因素的限制還不能提供高速攝影功能。但近幾年來，越來越多的智能手機(jī)廠商開始注重高速攝影功能的開發(fā)，比如iPhone 5s能以720P的分辨率拍出120fps的素材，iPhone 6s則能以1080P（120fps）或720P（240fps）的分辨率拍攝慢動(dòng)作視頻，華為mate8、三星Galaxy s5等手機(jī)也都具備高速攝影功能。想要確認(rèn)自己的智能手機(jī)是否能夠具備高速攝影功能，可以在“設(shè)置”菜單或“相機(jī)”app中查看是否有“慢動(dòng)作視頻”選項(xiàng)，并且可以查看手機(jī)可支持的高速攝影幀速率和分辨率。

智能手機(jī)的高速攝影方法

以iPhone 6s為例。首先，打開“設(shè)置”中的“照片與相機(jī)”選項(xiàng)，點(diǎn)擊“錄制慢動(dòng)作視頻”，根據(jù)拍攝需求選擇拍攝模式，如果你希望獲得畫面更清晰，也就是分辨率更高的視頻，可以選擇“1080P，120fps'，如果你希望將拍攝對象的運(yùn)動(dòng)速度盡可能地放慢，則選擇“720P，240fps”。然后，打開手機(jī)自帶“相機(jī)”app，橫屏?xí)r自下向上滑動(dòng)屏幕至“慢動(dòng)作”模式，點(diǎn)擊紅色快門按鈕即可開始拍攝，再次點(diǎn)擊快門即可停止拍攝。手機(jī)會(huì)自動(dòng)完成視頻的運(yùn)算，在“照片”app中即可找到完成的慢動(dòng)作視頻。另外，你還可以即時(shí)對拍攝完成的慢動(dòng)作視頻進(jìn)行編輯。點(diǎn)擊“編輯”按鈕，可以看到屏幕下方的編輯條，左右拖動(dòng)編輯條上的編輯點(diǎn)，你可以規(guī)定視頻從常速到慢動(dòng)作相互轉(zhuǎn)換的時(shí)間點(diǎn)，按“完成”即可保存編輯后的視頻。高速攝影的注意事項(xiàng)

首先，要有足夠的光照量。光照是影響高速攝影成像質(zhì)量的主要外界因素。拍攝幀速率越高，需要的光照量就越大。舉個(gè)例子，如果拍攝240fps的高速鏡頭，我們的光照量需要的是常規(guī)拍攝的10倍或更多。因此，在進(jìn)行高速攝影時(shí)，如果室外陽光充足，且具備室外拍攝條件，那么在室外完成拍攝是很不錯(cuò)的選擇，如果必須在室內(nèi)拍攝，那么你需要準(zhǔn)備足夠的照明設(shè)備作為強(qiáng)有力的光源。

其次，要杜絕燈光閃爍。如果你打算在室內(nèi)進(jìn)行高速攝影需要注意，并不是所有的光源都符合高速攝影的拍攝要求。許多住宅、教室都使用日光燈作為照明光源，而普通的日光燈存在頻閃問題，這種閃爍的頻率超過了人眼的感知能力，因此我們感受不到，但是對于高速攝影卻會(huì)造成嚴(yán)重干擾，拍攝的畫面會(huì)始終出現(xiàn)明暗交錯(cuò)的燈光閃爍。應(yīng)該如何避免這種情況發(fā)生呢？在室內(nèi)拍攝時(shí)，不要使用日光燈或節(jié)能燈提供照明，盡量使用直流電供電的燈具作為拍攝光源，如LED燈或其他專用的攝影燈具等。當(dāng)然，室外拍攝不存在閃爍問題。

另外，要保證內(nèi)存足夠大。高速攝影所需的儲(chǔ)存空間要比正常拍攝大得多，比如拍攝10倍速的高速鏡頭其數(shù)據(jù)占用量就比同規(guī)格常速視頻大了10倍。iPhone 6s提示拍攝1分鐘1080P、120fps的視頻數(shù)據(jù)量大約為375 MB，拍攝1分鐘720P、240fps的視頻數(shù)據(jù)量大約為300MB。為了確保你可以把珍貴的鏡頭全部收錄下來，請一定確保手機(jī)內(nèi)存足夠大，或者提前準(zhǔn)備好外接儲(chǔ)存設(shè)備。手機(jī)高速攝影的創(chuàng)意拍攝案例

在專業(yè)攝影領(lǐng)域，高速攝影的起點(diǎn)是1 000fps，在科技攝影領(lǐng)域，已經(jīng)出現(xiàn)了每秒鐘可以拍攝1萬億幅畫面的超高速攝影機(jī)。相比而言，目前市面上的智能手機(jī)最高僅能支持240fps的拍攝速率，這個(gè)速率屬于高速攝影的入門級別，更適合拍攝人的動(dòng)作、物體的慢速運(yùn)動(dòng)等，在拍攝高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，智能手機(jī)會(huì)表現(xiàn)得有些力不從心。

不過，智能手機(jī)的高速攝影功能并非乏善可陳，國外有創(chuàng)作者使用智能手機(jī)的高速攝影功能就拍攝出了類似于電影《駭客帝國》中“子彈時(shí)間”的效果，原本需要專業(yè)特效公司制作的視覺效果，卻通過小巧靈便的智能手機(jī)完成了，當(dāng)然最關(guān)鍵的還在于創(chuàng)作者善于思考、勇于嘗試的精神和干勁為作品賦予了靈感。受此啟發(fā)，你是不是也想嘗試一下智能手機(jī)的高速拍攝功能呢？發(fā)揮你的創(chuàng)意，展示非同一般的科學(xué)影像吧！