跨海交通工程中數碼相機攝影技術及應用

（1.中交公路規劃設計院有限公司，北京 100088；2.中交一航局總承包公司，天津 300461；3.中交第三航務工程局有限公司，上海 200032；4.中交港珠澳大橋島隧工程項目總部，廣東 珠海 519000）

跨海交通工程中數碼相機攝影技術及應用

林巍1，黃喆2，伍紹博3，越野康城4

（1.中交公路規劃設計院有限公司，北京 100088；2.中交一航局總承包公司，天津 300461；3.中交第三航務工程局有限公司，上海 200032；4.中交港珠澳大橋島隧工程項目總部，廣東 珠海 519000）

項目質量文件管理、施工過程記錄、工程技術交流或業績展示等活動擁有大量清晰的、直觀的和效果良好的工程相片，既能提高施工管理質量，又能增強對企業技術實力的宣傳。文章總結大型跨海交通工程港珠澳大橋島隧工程施工現場的實際攝影經驗，結合相關理論知識，討論使用數碼相機的攝影技術及應用。

跨海通道；數碼相機；攝影；港珠澳大橋

1 概述

1.1 背景

跨海交通工程的建設相比于陸上、內河具有較大差異，主要體現在海洋環境、結構形式、施工工藝、裝備系統等方面。影像記錄作為跨海交通工程資料的重要組成部分，受限于工程的特點，其拍攝技術與常規公路工程有較大差異。

港珠澳大橋島隧工程是大橋的控制性工程，由兩個離岸人工島（見圖1）和長約6 km的海中沉管隧道及兩端結合部橋梁組成，其建設環境包含海島上的預制場（見圖2）及開敞海域，結構形式多、工藝復雜，專用船機裝備、設備系統多樣[1]。應用數碼相機對各種環境、工藝過程進行拍攝將在島隧工程建設過程中發揮重要作用，相片質量直接關系到工程資料的質量。

圖1 港珠澳大橋建設中的西人工島Fig.1 The building west artificial island of Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge

圖2 港珠澳大橋沉管隧道預制場Fig.2 Immersed tunnel precast yard of Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge

1.2 使用數碼相機的優勢

1）工程照片可以證明施工單位的施工能力；可對第三者起到事實證明作用[2]；可增強相互信任感。

2）圖像相比繪圖、文字或其它說明方式更直觀生動，易于記憶，更具有說服力，是交流、展示和證明技術實力的絕佳方式。

3）不同于膠片時代，數碼相機的拍攝成本低廉，可大量重復拍攝，而且在拍攝后可立即瀏覽效果，錯拍、漏拍等可能性大為降低。

1.3 良好工程相片的基本要求

筆者認為可歸納為5個基本點：畫面清晰、光線自然、顏色真實、目的明確和重點突出。

除了極少數表達特殊效果的相片，對絕大多數工程相片而言，清晰是最基本的要求。其次是應盡量呈現出施工現場的實際光線，較好的保證畫面細節，避免相片中的部分畫面出現由于高光或陰影的內容損失。相片的顏色能起到判斷材質、區分界限等作用，色彩還原真實的相片能反應施工現場的實際情況而避免產生誤解。而帶著目的去攝影，相比隨意攝影獲得的相片更具有研究和查看價值。當拍攝的主體和想表達的意思較明確時，自然能通過相機構圖或手動移除來對拍攝畫面“做減法”，除去畫面范圍內無需出現的物體，突出相片的重點。

2 準備工作

2.1 設備

1）數碼相機

當前市場上較常見的相機包括卡片機、單反以及最近較為流行的微單等。從清晰度和功能來看，單反相機的效果最好，微單其次；從便攜性角度考慮，卡片機和微單更容易攜帶。費用方面卡片機最便宜，而同等檔次的單反相機比微單便宜。綜上比較，筆者認為單反相機的性價比相對較高，可作為主要攝影器材。

單反相機根據感光元件的尺寸大小分為大畫幅、中畫幅、全畫幅和APS畫幅。大畫幅和中畫幅單反的費用昂貴，且重量大，屬于專業攝影人士的選擇，并不普及。全畫幅單反相機的費用也偏高。最普及的是APS畫幅的單反相機。除非用于打印大幅海報，對于一般工程攝影APS畫幅的單反相機像素即能滿足工程拍攝的需要[3]。

2）相機包

工地上場地條件和行走通道往往較復雜和危險，容易磕碰，如同穿戴安全帽和安全鞋保護人身安全一樣，專用的相機包內通常有緩沖墊層，可防止相機受到撞擊而損壞，有些相機包也可起到防雨和快速取出相機攝影的作用。

3）測量工具

有時為準確表明被拍攝物體的大小，需要將圖3中卷尺或鋼尺等測量工具一并拍入。未攜帶工具時也可用人或手作為參照物。

圖3 現場使用卷尺和裂縫尺測量攝影Fig.3 Metrophotography by using tape and crack tape in field

4）其它附屬設備

常用的包括三腳架、單腳架、快門線、偏振鏡、閃光燈和白平衡卡等，視拍攝目的和現場情況決定是否攜帶，詳見第3節。

2.2 拍攝清單

前往現場之前花幾分鐘時間準備所需拍攝內容的清單，可理清拍攝思路，增強攝影的目的性，防止漏拍或重復拍攝。建議可將清單記錄在隨身攜帶的便利貼或手機上，方便隨時查閱。

2.3 相機設置

數碼相機可設置儲存相片的大小，筆者建議選擇最大文件進行儲存，原因有兩點：被儲存的相片達到最高的清晰度和最豐富的色彩；如果后期需要減小相片的尺寸，可以通過簡單的電腦軟件實現。

對于單反相機建議采用光圈優先的拍攝模式，可方便調整鏡頭的光圈大小，進而能根據實際情景快速決定所需的背景清晰程度和改變快門的速度[3]。

3 跨海交通工程的各類相片的拍攝技術

3.1 海上作業拍攝

由于海水的光反射率高于相機默認的18%，拍攝出的相片通常比實際情況暗。筆者的經驗為通過預先設置曝光補償，在全局測光的模式增加+0.33~+0.67 EV的曝光量，能得到較實際的光線（見圖4）。

圖4 沉管隧道沉放安裝船海上作業Fig.4 Marine operation of the immersion-installation vessel in immersed tunnel

另外需注意如果長時間在海洋環境中拍攝，相機的表殼將聚集鹽分，因此在每次拍攝完成后，應及時用濕布擦拭清潔相機。

3.2 工程全景拍攝

全景相片能反映工程的總體概況、工程特點和周邊自然及人文環境。拍攝全景相片應注意：

1）選擇合適的拍攝地點。如果采用俯拍，一般可前往周邊的山頂或建筑物的最高點。沒有理想高點時，可利用現場的施工設備，如吊車或打樁機的頂端，也能找到較好的視角。

2）選擇合適的拍攝時機。首先，應盡量選擇能見度高的天氣拍攝，通過查閱天氣預報或觀察星空預判次日的晴朗程度；其次，查閱施工進度和了解實際進展情況，選擇代表性的節點拍攝；此外，當需要光影效果增加建筑物的立體感和美感時，需要在早晨或傍晚時段拍攝[4]，利用剛升起或即將落下的太陽的斜射光制造陰影。圖5為下午6點左右在港珠澳大橋總營地旁的最高建筑物頂樓拍攝的照片。

圖5 港珠澳大橋島隧工程項目總營地Fig.5 Base camp of Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge island and tunnel project

3）相機設置。為保證畫面的整體清晰，避免對焦點以外的地方被虛化，攝影時須試對焦，選擇能使整個畫面都清晰的對焦點，并且光圈值不宜過大，推薦設置在F11甚至更小的范圍[5]。但光圈值小，如果現場的光線不是很強，則需要更長的入光時間，會帶來快門速度偏慢的問題。為了防止手持抖動而降低相片的清晰度，須使用三腳架。使用三腳架拍攝時建議設置延遲拍攝[6]，這樣可防止快門鍵被按下時對相機產生抖動，進一步提高相片的清晰度。

3.3 弱光場所的拍攝

當在弱光場所拍攝時，如隧道內、夜間的工地或某些光線無法進入的“死角”，由于快門時間加長，相機抖動會導致相片不清晰，若干解決方案見表1。

表1 弱光線場所拍攝解決方案與比較Table 1 Solutions and comparison of shooting in low light place

三腳架輔助拍攝是最可靠方式，但由于其重量和體積大，攜帶不便，且攝影前需要花時間架立，須根據實際條件決定能否使用；比三腳架的攜帶性和便利性略好的是單腳架，但由于其自身不能站立，仍需手扶，因而對快門速度有一定要求，在光線極暗，快門速度很長的場合，仍會產生抖動而引起畫面不清晰。圖6為在夜間拍攝浮運中的沉管管節與安裝船，除船舶自身的探照燈和照明之外，基本沒有其它光源，拍攝時快門時間很長，手持拍攝時由于晃動而造成左圖的畫面，通過架立三腳架再次拍攝得到了清晰的畫面。

圖6 沉管夜間浮運作業極弱光線長時間曝光手持拍攝與三腳架拍攝Fig.6 Photos for immersed tube floating homework at night with long exposure time in very weak light by hand-held work and work with tripod

閃光燈能夠給近處的物體補光，可用于拍攝隧道內的設施和結構局部，但無法拍攝全景和遠處的建筑物，如圖7所示。特別對于相機自帶的內置彈起式閃光燈，拍攝出相片的光線與質感將與實際情況存在很大的差別[7]。工程現場漂浮的灰塵較多時也會導致拍攝出的相片畫面模糊，用變焦手電照明代替內置閃光燈也許可獲得相對好一些的效果。

圖7 沉管隧道內的鋼端封門使用和不用閃光燈拍攝Fig.7 Photos of the steel door on the end of immersed tube by using flashlight and without flashlight

不需任何輔助設備的方式為設置相機高感光度和使用大光圈來提高快門速度，但該措施只能用于光線稍微有些暗的情況，當光線很暗時，仍須采用上述的措施。

3.4 常見拍攝問題與解決方案

1）拍攝反光物

拍攝相片時經常遇到監控屏幕或設備銘牌等反光物體，這些物體由于周邊的光源而出現反光。解決辦法是換一個拍攝角度或用衣服等遮擋反光源，也可在鏡頭前安裝偏振鏡來消除部分反光。

圖8 港珠澳大橋島隧工程總營地調度室展覽墻Fig.8 The exhibition wall of the control center of the base camp

圖8拍攝的是港珠澳大橋營地調度室展覽墻，與其垂直的另一面墻為施工現場監控屏，相框前的玻璃反射監控屏的光，導致無法拍攝清楚展覽墻上的工程相片，如圖8左圖。通過在鏡頭前加裝偏振鏡再次拍攝，有效消除了屏幕的反射光。

2）拍攝地勘樣本

拍攝地質鉆孔芯樣或混凝土骨料等需要判斷顏色的相片時，為了確保顏色與真實情況一致，避免環境色溫影響，可使用白平衡卡預設色溫，精確還原被拍攝物的實際色彩。

圖9在拍攝時，首先對著土樣上方的白色比色卡取景攝影，設置相機將該相片預設為白平衡的標準白色，然后再拍下這張相片，進而還原了土樣的真實顏色。

圖9 地勘土體樣本拍攝記錄Fig.9 Photo Recording for Geological exploration of soil samples

3）拍攝人像

在工程現場進行人物攝影留念或記錄時，除常規的構圖、人像比例等問題外，須特別注意兩點：

①照相的目的是表現工程現場的人物，攝影時通常對焦點在人，因而須特別注意控制人物身后背景的虛化程度[3]。如果相片背景過于虛化則不能辨認人物處于工程現場的位置，甚至將人物從整個背景中分離，則將成為一張沒有故事的普通的人像。而如果背景過于清晰、細節過多則會削弱所拍攝主要人物。

②由于人皮膚的反光率通常低于工程建筑（如鋼材）的反光率，拍攝時需特別注意人物臉部偏暗的問題，有兩種解決方案，一是試拍相片看效果，然后逐漸增加曝光補償值，直到人臉的明暗程度與實際情況相符合；二是將相機默認的全局測光調整為局部測光模式，先對人臉部位進行測光獲得精確的臉部曝光后再攝影。

4 后期處理

對于在現場工作的工程師，無論是設計還是施工人員，外業完成后還有大量的內業工作。因而不會有富裕的時間來對相片進行費時費力的后期處理。這就要求在拍攝相片時需要盡量做到持平相機、先想后拍和正確構圖（即想表達的內容應盡量控制在取景器內，無關的內容盡量排除），減少相片的調平或修剪等后期處理[7]。

對于用于介紹和宣傳的工程圖片，可適當調節相片的對比度及飽和度來增強相片的美感和視覺沖擊力，但需注意調節過多可能導致畫面失真，給欣賞者帶來修改痕跡明顯的感覺。

5 結語

本文討論當前以數碼相機為主流時代的跨海交通工程項目的拍攝技術，結合在建大型工程港珠澳大橋島隧項目的實際案例，分析現場拍攝時最易遇到的問題，并給出一種或多種解決方案供參考。

[1] 劉曉東.港珠澳大橋總體設計與技術挑戰[C]//左其華.第十五屆中國海洋（岸）工程學術討論會論文集.北京：海洋出版社，2011：17-20. LIU Xiao-dong.Integrated design and technology challenges of the Hong Kong-Zhuhai-Macao Bridge[C]//ZUO Qi-hua.Proceedings of The 15th China ocean（shore）engineering academic seminar. Beijing：Ocean Press，2011：17-20.

[2]秦峰.日本道路工程照相管理簡介[J].公路交通技術，2003（4）：106-109. QIN Feng.Profile of photograph management of road engineering in Japan[J].Technology of Highway and Transport，2003（4）：106-109.

[3]劉莎.數碼單反攝影從入門到精通[M].北京：機械工業出版社，2013. LIU Sha.Photography by digital single-lens reflex camera from entry to the master[M].Beijing：China Machine Press，2013.

[4]鄭丹.淺談水利工程攝影[J].海河水利，1999（6）：41. ZHENG Dan.Discussion on photography of hydraulic engineering [J].Haihe Water Resources，1999（6）：41.

[5]蘭佩秀.簡論水利工程攝影[J].江蘇水利，2000（1）：32. LAN Pei-xiu.Brief Introduction to photography of hydraulic engineering[J].Jiangsu Water Resources，2000（1）：32.

[6]SCOTT KELBY.數碼攝影手冊（第一卷）[M].北京：人民郵電出版社，2010. SCOTT KELBY.Digital photography handbook（volume one）[M]. Beijing：Posts and Telecom Press，2010.

[7]SCOTT KELBY.數碼攝影手冊（第二卷）[M].北京：人民郵電出版社，2010. SCOTT KELBY.Digital photography handbook（volume two）[M]. Beijing：Posts and Telecom Press，2010.

Photography techniques and application of digital camera for sea crossing links

LIN Wei1，HUANG Zhe2，WU Shao-bo3，KOSHINO Yasunari4
（1.CCCC Highway Consultancy Co.，Ltd.，Beijing 100088，China；2.General Contracting Company Ltd.of CCCC First Harbor Engineering Co.，Ltd.，Tianjin 300461，China；3.CCCC Third Harbor Engineering Co.，Ltd.，Shanghai 200032，China；4.CCCC Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge Tunnel and Island Project General Management Office，Zhuhai，Guangdong 519000，China）

For purpose of project quality documents management，recording construction process，or activities such as exchanging techniques and achievement performance，clear and direct photos are able to increase quality of construction management and enhance advertisement effect of company.Based on experiences gained from photo taken on Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge island and tunnel project，combined with theoretical knowledge of photography，the paper discusses the techniques and application of photography using digital camera for sea crossing links.

sea crossing links；digital camera；photography；Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge

TU712.3；TB89

：B

：1003-3688（2014）03-0072-05

10.7640/zggwjs201403015

2013-09-21

林巍（1986— ），男，江蘇揚州人，工程師，從事隧道與地下工程專業。E-mail：linwei0502@126.com