智能手機的高速攝影技法

江蕓

高速攝影在科學影像作品中具有獨特的表現功能，它能揭示普通攝影手段無法記錄的精彩瞬間，創造出一種獨特的運動美感。水滴墜落、氣泡破裂、燈泡炸開、運動中的昆蟲等，相信老師和同學們一定看過不少高速攝影作品，同時也對這些作品是如何創作的非常感興趣，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，很多運動和變化發生在轉瞬之間，以至于我們單靠肉眼無法捕捉其運動過程的細節，而高速攝影解決了這一問題。高速攝影，俗稱“慢動作”攝影，它可以把動作放慢，顯示人眼看不見的精彩瞬間。

高速攝影的應用非常廣泛，在科研領域，高速攝影常被用于記錄、分析物體的運動變化，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；在工業領域，人們利用高速攝影查找高速運轉的生產線上的漏洞，以改進生產工藝；在體育競技方面，高速攝影協助教練和運動員分析動作技術細節，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。

高速攝影的實現原理

上期專欄我們談到了延時攝影和幀速率的概念，了解了人類感官系統的視覺暫留特性，當以一定的幀速率播放一系列靜態圖片時，我們看到的不是一幅幅的靜態圖片，而是連貫的動態影像。經測試，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，我們才會感覺到視頻中的動作是自然、連貫的。事實上，電影的常規播放幀速率正是24fpS，我國電視節目為25 fpS，智能手機等電子設備通常預設為30 fpS。

從實現原理看，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，比如拍攝時每秒鐘記錄30幀畫面，播放時每秒鐘也播放30幀畫面。延時攝影是通過降低前期拍攝的幀速率，后期以常規幀速率播放畫面濃縮時間的，比如前期每秒鐘拍攝1幀畫面，后期以30fps的速度播放，那么，播放時間就比真實拍攝時間壓縮了30倍。

有剪輯經驗的老師和同學可能會問，后期制作軟件都有“變速功能”，有必要用高速攝影嗎？前期以常規幀速率拍攝，后期制作時將視頻變成慢動作不就可以了么！其實，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，由于沒有足夠的數據填充幀與幀之間的空隙，后期軟件必須通過逐幀復制的方式來完成，那么畫面動作就會變得抖動而模糊，并且變速倍數越大，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，我們看到的動作依舊是流暢清晰的。智能手機的高速攝影功能

使用手機進行高速攝影時，需要在短時間內完成大量數據的采集和存儲，這對智能手機的運算和存儲能力都是極高的要求，很多手機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廠商開始注重高速攝影功能的開發，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）的分辨率拍攝慢動作視頻，華為mate8、三星Galaxy s5等手機也都具備高速攝影功能。想要確認自己的智能手機是否能夠具備高速攝影功能，可以在“設置”菜單或“相機”app中查看是否有“慢動作視頻”選項，并且可以查看手機可支持的高速攝影幀速率和分辨率。

智能手機的高速攝影方法

以iPhone 6s為例。首先，打開“設置”中的“照片與相機”選項，點擊“錄制慢動作視頻”，根據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動速度盡可能地放慢，則選擇“720P，240fps”。然后，打開手機自帶“相機”app，橫屏時自下向上滑動屏幕至“慢動作”模式，點擊紅色快門按鈕即可開始拍攝，再次點擊快門即可停止拍攝。手機會自動完成視頻的運算，在“照片”app中即可找到完成的慢動作視頻。另外，你還可以即時對拍攝完成的慢動作視頻進行編輯。點擊“編輯”按鈕，可以看到屏幕下方的編輯條，左右拖動編輯條上的編輯點，你可以規定視頻從常速到慢動作相互轉換的時間點，按“完成”即可保存編輯后的視頻。高速攝影的注意事項

首先，要有足夠的光照量。光照是影響高速攝影成像質量的主要外界因素。拍攝幀速率越高，需要的光照量就越大。舉個例子，如果拍攝240fps的高速鏡頭，我們的光照量需要的是常規拍攝的10倍或更多。因此，在進行高速攝影時，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的選擇，如果必須在室內拍攝，那么你需要準備足夠的照明設備作為強有力的光源。

其次，要杜絕燈光閃爍。如果你打算在室內進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造成嚴重干擾，拍攝的畫面會始終出現明暗交錯的燈光閃爍。應該如何避免這種情況發生呢？在室內拍攝時，不要使用日光燈或節能燈提供照明，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。當然，室外拍攝不存在閃爍問題。

另外，要保證內存足夠大。高速攝影所需的儲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據占用量就比同規格常速視頻大了10倍。iPhone 6s提示拍攝1分鐘1080P、120fps的視頻數據量大約為375 MB，拍攝1分鐘720P、240fps的視頻數據量大約為300MB。為了確保你可以把珍貴的鏡頭全部收錄下來，請一定確保手機內存足夠大，或者提前準備好外接儲存設備。手機高速攝影的創意拍攝案例

在專業攝影領域，高速攝影的起點是1 000fps，在科技攝影領域，已經出現了每秒鐘可以拍攝1萬億幅畫面的超高速攝影機。相比而言，目前市面上的智能手機最高僅能支持240fps的拍攝速率，這個速率屬于高速攝影的入門級別，更適合拍攝人的動作、物體的慢速運動等，在拍攝高速運動時，智能手機會表現得有些力不從心。

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