运动控制延时摄影系统初探

内容制播

Content Production & Broadcasting

运动控制延时摄影系统初探

◎ 王笑恒 中国传媒大学

加绚丽多彩的影像，怎样让延时摄影与运动控制系统结合起

摘要:本文通过传统的延时摄影技巧，分析运动控制延时摄影的背景与发展趋势，介绍运动延时摄影系统的新形式和发展趋势。

来，更好地丰富画面内容也成为影视创作者热议的话题。

1 延时摄影定义

延时摄影（Time-lapse photography）是一种在前期使用

关键词:延时摄影 运动控制系统 运动延时摄影

低于正常影像的帧率进行拍摄，在后期回放时使用正常或者较快的速率播放的摄影方式。是一种降低摄影速度来浓缩某一时间段内的光影变化的手段。长时间定时定格延时拍摄，

0 引言

随着技术的不断进步与普及，作为特技摄影的延时摄影越来越多地应用到寻常的影视节目制作中，为观众呈现了更

也可以称为微速摄影或降格摄影、“定格”摄影，“逐格”摄影。

在延时摄影的影像作品中，物体或者景物缓慢变化的过程被浓缩到较短的时间内，给观众呈现出平时用肉眼无法察觉的宏观景物变化。延时摄影通常应用于拍摄自然风景、城市、

资源共享权限等，实际上只是获得了一个权限范围，而具体到权限的细节设置，又可以根据实际使用情况，为每个用户做不同的安排。

比如特权级权限，实际上是对应着整个网络字幕系统中，所包含的与字幕相关软件的使用权。不同的角色，会允许使用与工作内容相关的软件。而同一软件中，又对具体操作设定了不同的权限，可针对不同用户，赋予不同的权限。

特权级权限中，共包含3个软件：1. CG Designer：字幕的模版设计2. CG Schedule：字幕单的编辑与播出3. CG Server：字幕模版底层服务

以CG Schedule软件为例，其功能主要为负责字幕单的编辑和播出。在软件的权限管理中，可设置用户的权限。根据不同的权限，以不同用户名称登录后，可使用不同功能。

1. 查看节目单：查看节目单中的开始时间（相对或绝对）、循环模式、循环次数、字幕内容等信息。

2. 修改节目单：修改节目单中的开始时间（相对或绝对）、循环模式、循环次数、字幕内容等信息。

3. 审核节目单：对节目单进行审核，完成上传和发送操作。4. 播出节目单：使节目单按照手动、定时或遵循节目单三种方式，进行播出。

7 结束语

进入二十一世纪，随着科技的不断进步，多学科相结合、共同发展，已经成为工程技术领域主要的发展趋势。而系统网络化，是其中重要的组成部分。网络可以使独立的设备有机的整合在一起，实现资源共享。网络字幕系统，就是一个这样的例子。它使网内丰富的字幕元素可以灵活调用，同时也有效的避免了大量同类字幕工作的重复进行。可以说，它是字幕工作事半功倍的一把利器。

参考文献

[1] 徐启，刘清欣，张相州.基于角色的用户权限管理方法的设计与实现[J].华北水利水电学院学报，2005，12.

[2] 陈金明.使用SQL订阅发布机制实现电视台播出数据库准实时备份[J].现代电视技术，2012，9.

[3] 凌华生，陈钦珩.数据库群集服务器共享磁盘阵列在播出线上的应用［C］.中国电影电视技术学会．影视技术文集(2009)，北京：中国电影电视技术学会，2009.

2013年第8期

内容需要下载文档才能查看 内容需要下载文档才能查看 内容需要下载文档才能查看

较慢，拍摄到的素材无法及时保存下来，就会改变预设的拍摄频率，所以配备几张大容量的存储卡是很有必要的。2.2多轴移动延时系统

静态定点延时摄影虽然拍摄简单，但由于固定的摄影机只能拍到时间的浓缩变化，缺少机位的运动、变化，所以影像的视觉冲击力有限。于是可移动的多轴延时摄影运动控制技术应运而生。

星空星轨、植物演变等题材，如植物的生长过程、云层的变化、微生物分化等。

用照相机拍摄延时摄影的过程类似于制作定格动画，即把拍摄到的单个静止图片串联起来，获得一个动态的视频。具有降格功能的摄影机则可以直接选择较低的帧速率直接进行拍摄。一般情况下，摄影机是以24格/秒(24fps)的速率进行摄制，放映速率也是24fps，所以观众看到的就是正常速度运动的影像。但如果以较慢的速度进行拍摄，如6fps，而放映时仍然是24fps，此时图像里的运动将是4倍于正常的速度快速移动,原理如图1所示。

多轴移动延时摄影运动控制系统将摄影机安装在特定的轨道上，并通过控制器控制摄影机的运动、拍摄，从而实现在三维空间里的任意角度运动，如平移、旋转、俯仰等。拍摄更为灵活，视觉冲击力也更强。

这种单轴运动控制系统每个单元包括：步进电机，机械轴向或轨道结构，摄影机固定在所述机械结构上，单片机控制所述步进电机和摄像机的快门或出发装置。

笔者发明的延时运动控制系统（CineMagic系统）就是一种适用于多轴移动延时摄影的电控轨道，相关技术已获国家专利。这套CineMagic电控摄影轨道利用控制器程序化控制轨道步进运动与相机间隔拍摄，实现延时拍摄的自动化、参数化，为创作者提供更多的创作空间。CineMagic系列电控摄影轨道

早期的电影先驱在十九世纪末就已开始尝试运用延时摄影技术，但直到二十世纪初，延时摄影才被电影人广泛接受，并成为影视人手中的一把创作利剑。时至今日，延时摄影已发展成熟，各种技术也集成到其中，为创作者提供更多的创作自由度。

2.1静态定点延时摄影

静态定点延时摄影是最基本也是最常见的一种延时拍摄方式。即在拍摄过程中，摄影机或照相机始终固定在云台上。由于是固定机位拍摄，只需提前设计好构图，所以操作起来相对简单些。但获得的视角也较为单一，只存单一的时间变化，镜头没有运动。

静态定点延时摄影一般使用数码单反相机或者具有降格拍摄功能的摄影机，还需要配备延时摄影快门线，如果没有快门线，也可以使用笔记本电脑利用软件控制，尼康数码单反相机可以使用自带应用程序Nikon camera control pro，佳能单反相机可以使用Canon EOS utility。不过软件控制与快门线控制相比较为不便。

在拍摄过程中，任何微小的抖动都会对最后的影像造成影响，所以选择一个足够稳定的三脚架非常关键。充足的电池是必须的。而存储卡的大小和存储速度也很关键。存储卡的速度也会影响到拍摄间隔的摄制。如拍摄频率较高，卡速

已被应用到许多影视节目的制作中，反响颇佳。2.3大范围移动延时系统

近年来业内出现了一种新的延时摄影运动控制技术，其以超大距离移动延时为特色，拍摄出来的画面极具视觉冲击力。在中国备受追捧的俄罗斯摄影师zweizwei的许多作品就是采用这样的延时摄影技术，如《莫斯科2011》、《白俄罗斯之旅》、《新加坡2012》等。这些大范围移动延时摄影的移动轨迹灵活，可以大范围移动机位，距离在几米到几十米之间，运动轨迹可以是直线的，也可以根据需要设计成不同的曲线,但是zweizwei使用的运动控制技术多数是自动化程度较低的人工操作，操作繁琐，笔者所开发的CineMagic S-table自动稳定装置可以很大程度上提高大范围延时拍摄的效率和精度，采用S-table稳定装置实验机拍摄的《Shanghai E-Motion》延时片在业内广受好评。

2 延时摄影的基本类型

3 延时摄影的拍摄技巧

利用延时摄影拍摄出绚丽的影像并不是件简单的事情，需要掌握其中的一些技巧。3.1等间隔曝光

摄影机的曝光间隔必须相同。这是延时摄影最基本的要素。否则对于慢速运动物体，如云彩、星空等，画面将失去

内容制播

Content Production & Broadcasting

起码的连续性。所以拍摄时确保拍摄间隔一致，具有降格功能的摄影机则会按照设定好的帧速率进行拍摄。3.2等距离移动

镜头的移动需要匀速，而在时间间隔相等的前提下，匀速就是等距离移动。等距离移动是运动延时摄影控制系统的一个特性，也是运动延时摄影的另一个基本要素。同时，每次移动的距离偏差不要超过0.5%，否则拍出的画面就可能产生卡顿。至于移动距离的选择，要视运动方式、主体距离和镜头参数和摄影师的创作决择而定。每次移动的距离越大，角度的变化也越大，最后画面的运动就越快。根据实践经验，距离主目标越远则每次移动的距离就可以越长。换算成角度，横向拍摄时每次移动的视角变化为0.3°～1°比较合适，0.6°是常规速度，0.3°是慢速，而每次1°则节凑较快。也就是说，如果拍摄距离主体5m，那么每次移动距离可以选0.05m左右。人眼对水平的晃动非常敏感，边缘有参照物的情况尤其明显，移动不到半个像素就清晰可辨。因此，为了保证高质量画面效果，摄影机的水平颤抖要小于0.02°。

CineMagic系统的可选配件S-table可以很好地解决这一问题，S-table是一种自稳定器，它由两个x-y轴向的弧度滑台及高精度倾角传感器组成。可以实时监测平台角度倾斜情况，并且根据实际偏移予以补偿，从根本上解决了大范围移动延时的稳定问题。3.3浓缩频率的选择

延时摄影可以浓缩一段时间内景物的宏观变化，不同的景物细微的运动速度也各不相同，因此选择合适的浓缩频率尤为重要，如果浓缩频率选择不恰当会造成极大的数据冗余，给后期处理带来不便，如拍摄云层时，肉眼可见云层微小的运动，则可以选择较高的浓缩频率，例如每间隔2s进行一次

曝光，这样就能保证丰富的运动细节，同时也减少拍摄时间。3.4基准曝光点的选择

任何数字感光器和胶片都有其固有的动态范围，也可以成为“宽容度”，宽容度高的感光介质可以容纳更多的亮度变化范围，有些延时摄影，如落日和亮度变化较大的场景，如何选择一个准确的曝光点使景物的光影变化最大限度的容纳到摄影设备的宽容度范围内则是最为关键的一点，这就需要对景物的亮度变化做一些预估，由于自动测光具有很多不确定因素，如果在延时摄影中采用自动曝光拍摄，则有可能出现闪烁，所以精密的延时摄影一定要采用可控的曝光技术，由于目前单反相机的曝光标尺大多是三分之一档变化，即便是采用人工操作，也不能做到在延时过程中均匀，线性的改变曝光参数以适应景物的亮度变化，笔者所研发的CineMagic系统开创性的加入了“线性B门控制”功能，可以在一段延时拍摄中以一种线性变化的曝光组合拍摄景物，大大的增加了延时摄影的时间浓缩范围，经测试，该功能最多可以使普通照相机拍摄的延时作品容纳高达25档光孔的动态范围。

不管采取哪种运动控制技术拍摄的运动延时摄影，拍摄出来的画面一般都要经过后期的去抖、去闪、校色等处理，再生产可以连续播放的影片，给观众呈现肉眼所不能看到的绝美景象。

4 结束语

毫无疑问，随着新技术的不断革新，更多更加复杂的运动控制延时摄影系统将会涌现，这将给影视创作者更大的创作自由，可以对“时间”与“空间”进行随意的浓缩、再创作。届时，观众将会看到更多、更富表现力的延时摄影画面。

家庭互联网理念之争

7月23日，阿里提出家庭互联网概念，宣布推出全线的智能终端产品。随后，海尔高调宣布，将与阿里合作，推出搭载阿里TV操作系统的智能电视产品。

之前，长虹已对外发布家庭互联网构想。对以长虹为代表的消费电子企业而言，家庭互联网区别于移动互联网、PC互联网，而是与智能电视、智能冰箱、智能空调等的协同；以人为中心连接，改变连接形态，实现终端进化过程和简单交互。

业内人士指出，长虹、创维等还未与阿里达成合作，因为背后是不同的家庭互联网理念之争。前者从家庭切入，后者从互联网切入；前者有终端入口，后者有应用入口，显然垂直整合的方式不适合家庭互联网，更需要生态系统的平台，共享思维。阿里提出的智能TV生态概念，成为长虹提出家庭互联网的一部分。

2013年第8期