《航拍應用》課件-6第三章 攝影基礎知識

第一節(jié)相機基礎知識無人機航拍技術AMOYUNIVERSITYOFTECHNOLOGY第三章攝影基礎知識目錄CONTENTS03.感光度ISO04.曝光01.光圈02.快門05.畫幅06.焦段07.白平衡08.曝光09.九、像素、分辨率一、光圈光圈光圈光圈是一個用來控制光線透過鏡頭，進入機身內(nèi)感光面的光量的裝置。光圈是相機一個極其重要的指標參數(shù)，它通常是在鏡頭內(nèi)。它的大小決定著通過鏡頭進入感光元件的光線的多少。表達光圈大小我們是用F值。光圈的F值=鏡頭的焦距/鏡頭口徑的直徑。要達到相同的光圈f值，長焦距鏡頭的口徑要比短焦距鏡頭的口徑大，也就是葉片組成多。完整的光圈值系列如下：f1，f1.4，f2，f2.8，f4，f5.6，f8，f11，f16，f22，f32，f44，f64這里值得一提的是光圈F值愈小，在同一單位時間內(nèi)的進光量便愈多，而且上一級的進光量剛好是下一級的兩倍，例如光圈從f8調(diào)整到f5.6，進光量便多一倍，我們也說光圈開大了一級。F后面的數(shù)值越小，光圈越大：光圈的作用在于決定鏡頭的進光量，光圈越大，進光量越多；F后面的數(shù)值越大，光圈越小。光圈二、快門快門快門的英文名稱為Shutter，用來控制光線照射感光元件時間的裝置?？扉T與鏡頭無關，只有與相機本身有關。快門的主要作用是：一，通過控制拍攝速度控制進光量的機構(gòu)，以達到正確曝光的目的。二，可以凝固運動狀態(tài)，使用較快的快門速（即大速度數(shù)值快門）則可以將運動中的物體清晰的凝固在瞬間，如運功中的汽車，漫天飛舞雪花等。尤其是在進行拍攝海邊拍攝浪花的時候，使用高速鏡頭可以凝固海浪的運動，對于浪花可以營造出流動，平滑的感覺。三，快門的速度也影響影像的清晰度。面對相對同速度的運動物體，選用相對高速的快門可以清晰成像，選用低速快門可以達到虛化的效果。快門速度單位是“秒”。常見的快門數(shù)值包括1、1/2、1/4、1/8、1/151/30、1/60、1/125、1/250、1/500、1/1000等。相鄰兩級的快門速度的曝光量相差一倍，我們常說相差一級。如1/60秒比1/125秒的曝光量多一倍，即1/60秒比1/125秒速度慢一級或稱低一級。這些數(shù)字是實際快門的倒數(shù)秒，標識的數(shù)字越大，則表示速度越快，進光量就越少?？扉T快門速率指的是相機快門翻開時光快慢的參數(shù)，是決定曝光非常重要的一個因素，是掌握無人機航拍最必不成少的主要參數(shù)之一。運用好快門速率能讓你拍出與眾不同的照片!在調(diào)節(jié)快門速率的時候，需求考慮到兩個因素。一是無人機在空中遭到氣流影響，相機容易發(fā)生顫動。風越大，相機顫動得就越厲害。二是防止過曝，在陽光比較刺眼的時候，使用f2.8的牢固光圈（意味著少量只要少量光進入傳感器），調(diào)高快門速率，這樣照片就不會過曝。此外還需要注意一點，我們在進行拍攝照片的時候，一般要提高快門速度，能夠凝固精彩的瞬間。但是，在進行拍攝視頻的時候，快門速度不宜設置過高，因為這種凝固可能會造成動作卡頓不流暢。若快門速度稍微放慢，每一幀視頻都會非常自然流暢?？扉T三、感光度ISO感光度，又稱為ISO值，是衡量底片對于光的靈敏程度，由敏感度測量學及測量數(shù)個數(shù)值來決定。感光度是決定航拍素材質(zhì)量的重要因素之一。ISO值的值域很廣。一般來說，ISO值小于800為低感光度；ISO值介于800和6400之間為中感光度，ISO值大于6400為高感光度。無人機的相機傳感器尺寸較小，通常在高ISO下表現(xiàn)不佳，會產(chǎn)生很多噪點，這在很大程度上限制了可制作的圖像質(zhì)量。這說明感光度越高，畫面的噪點就越多，畫質(zhì)就會越差。為了讓無人機保持穩(wěn)定，可將其設置為GPS模式，盡量選擇風速較小的白天去拍攝。這樣，你可以將快門速度設置得非常低，并將ISO保持在100。這種情況下無人機將自行穩(wěn)定，相對易于拍得到非常清晰的照片。感光度上圖中的這幅圖片，左邊部分的感光度是100，照片就很清晰；右邊部分的感光度是3200，照片就很模糊。在右邊白色點就是“噪點”。低感光度與高感光度對比圖感光度對于某些特定的拍攝題材來說，高感光度有著重要的意義，甚至可以說是“感光度不夠高就沒法拍”。比如適用于并高感光度的題材有，高速快門的抓拍，比方說，拍全速行駛中的賽車，可能要用上數(shù)百分之一秒的高速快門，使用高的快門速度，曝光時間極短，即使將光圈開到最大，曝光還是會不足。要想讓畫面亮度正常，則必須提高感光度。感光度低光環(huán)境中，環(huán)境光嚴重不足，必須增加曝光；但光圈和快門速度的提升范圍都有限，前者受限于最大光圈值，后者受限于安全快門值。使用高感光度，就成了保證正常曝光，雖然有些影響畫質(zhì)，但噪點多些總比整個畫面差好很多。使用高感光度拍攝的夜景感光度四、曝光曝光是攝影藝術的基礎，是指相機的感光元件接受外界光線，再形成圖像的過程，感光元件接收外界光線的多少直接影響照片的亮度。根據(jù)感光元件對光線的接收程度，大致會出現(xiàn)三種情況：曝光不足，曝光正確和曝光過度。曝光不足也被稱之為“欠爆”，曝光過度也被稱之為“過爆”。曝光曝光不足曝光曝光正確曝光過度通過上面的三張圖片，我們可以看出，曝光不足和曝光過度都會影響畫面的辨識度，只有正確曝光的才達到了最佳視覺效果。

在這里需引入一個概念“曝光三角”對曝光的控制，是攝影中最重要的技巧，而控制曝光的三個參數(shù)，又稱“曝光三角”，便是快門速度、光圈值與感光度。這三個參數(shù)共同決定了畫面的明暗：快門速度越底，光圈值越大，感光度越高，畫面便越亮，反之亦然。除了決定畫面明暗之外，這三個參數(shù)還會產(chǎn)生其它影響：快門速度影響運動模糊程度，光圈值影響景深大小，而感光度影響噪點多少。曝光目前大多數(shù)消費級無人機支持兩種拍攝模式，支持自動曝光或手動曝光兩種模式，適用于多種場景。在自動曝光模式(Auto檔)下，相機會根據(jù)環(huán)境自動調(diào)整快門、ISO和光圈(如有)的參數(shù)，并提供EV值(曝光補償)參考。你可以在相機參數(shù)中，通過加減EV值，來調(diào)整曝光情況(加亮或變暗)。曝光自動曝光模式界面手動曝光模式(M檔)下，則可以手動設置快門、ISO及光圈(如有)，讓曝光控制更加靈活。曝光手動曝光模式快門速度對畫面的影響對比圖曝光由于快門、ISO和光圈是共同作用和影響曝光情況，在設置時可以根據(jù)圖傳和EV值來判斷當前曝光是否合適。一般情況下，為保證畫面清晰度，建議適當調(diào)低ISO，再通過延長快門和擴大光圈，來提亮畫面。此外，在保證曝光合適的前提下，不同的參數(shù)組合也能為你的畫面帶來不同效果:縮短快門時間，能夠捕捉到運動物體的定格瞬間;相反，延長快門時間，則可以拍攝車流光軌、云層拉絲、鏡面湖水等慢門]效果。曝光擴大光圈，可以加強背景的虛化效果，來聚焦拍攝主體;相反，縮小光圈則可以讓背景和拍攝主體保持清晰。曝光不足曝光在室外拍攝時，移動設備屏幕容易受到強光干擾而難以看清畫面，通過DJIGO/DJIGO4App中的這兩個輔助功能，就能夠幫助你更好地控制曝光；直方圖工具，能夠?qū)⑾鄼C中的亮度分布情況以柱狀圖的形式呈現(xiàn)。下圖中從左至右，分別表示畫面中黑色、到陰影、中間調(diào)、高光以及白色的像素數(shù)量情況。般說來，理想狀態(tài)下的直方圖主要堆積在中間區(qū)域且向兩邊均衡分布，表示當前畫面曝光適宜、亮部和暗部的細節(jié)均得到保留。當右方像素較多，則表示當前畫面的亮度較高，反之則較暗。如果直方圖兩側(cè)存在切斷情況，則表示照片存在欠曝/過曝情況，導致暗部/亮部細節(jié)丟失。此時應確認曝光參數(shù)是否設置得當。但直方圖的判斷也不盡是這樣，這還需根據(jù)拍攝環(huán)境和拍攝效果而有所差異。譬如，拍攝夜景時因環(huán)境整體偏暗，直方圖的分布也會集中在陰影區(qū)域。曝光曝光直方圖法判斷曝光除了直方圖外，過曝警告可以更直觀地幫助判斷照片是否過曝。譬如在拍攝時，由于一些移動設備屏幕的限制，肉眼無法準確亮部是否過曝，開啟過曝警告就能很好地彌補這點。開啟過曝警告后，當照片亮部全白時，相機會判斷此處為過曝區(qū)域,并出現(xiàn)黑白條紋警告，提示你應調(diào)整曝光?？吹胶诎讞l紋時不必驚慌，有時前期拍攝中無法避免的曝光失誤，通過后期調(diào)整也能力挽狂瀾!以下這三個拍攝模式，都能為你帶來更多調(diào)整空間。針對于航拍飛行曝光問題總結(jié)以下幾點：自動曝光模式下，調(diào)整EV值;手動曝光模式下,改變快門、ISO和光圈。手動曝光技巧:降低ISO，減少噪點、提高畫質(zhì)。提高快門，運動物體更清晰;延長快門。拍攝運動軌跡。擴大光圈，虛化背景,還能拍出不同光效。輔助曝光判斷:直方圖看左右兩側(cè)，過曝警告看條紋提示。曝光五、畫幅畫幅畫幅在膠片時代相機成像是通過膠片來成像的，而在數(shù)碼時代相機成像是通過感光元件來成像的；正如膠卷有很多種尺寸一樣，數(shù)碼時代的不同畫幅指的是各種大小的傳感器，畫幅就是指相機傳感器的大?。「鶕?jù)單反相機CCD感光器面積的大小，由大至小分大畫幅、中畫幅、全畫幅、APS-C畫幅、APS畫幅等。全畫幅的感光元件尺寸為36*24mm，半畫幅相機的感光元件尺寸為22.7*15.5mm，全畫幅的感光元件尺寸大約是半畫幅相機的2.3倍。畫幅我們可以看到，各類尺寸，就是拍攝范圍的對比。全畫幅的感光原件大，決定了機身也要做大，隨著微單畫幅的對比圖，紫色就是全畫幅尺寸，深藍為半畫幅尺寸。畫幅最明顯的對比發(fā)展越來越快，很多微單也用上了全畫幅的傳感器，但是機身很小巧。我們看下面這張圖，非全畫幅相當于從全畫幅中裁剪出來一樣，畫質(zhì)、景深等都要比全畫幅差上一些。畫幅畫幅34211、照片細節(jié)更豐富，把傳感器放大來看其實就是一個個非常微小的像素點，一般來說傳感器越大，所能容納的像素就越多。傳感器越大，相機的像素就越豐富，拍出來的照片細節(jié)自然更豐富。噪點更少2、同樣是2000萬像素的攝像設備，2000萬像素的手機和2000萬像素的相機差距那么大。這個主要是因為單個像素面積的原因，雖然大家的像素是相同的，但是尺寸大的傳感器其單個像素的面積要大很多，從而每個像素都有更多的感光面積。虛化更好3、對于虛化這問題，不能說傳感器和景深有著必然的聯(lián)系。但傳感器更大的單反相機以及無反相機，其系統(tǒng)能支持更大的光圈、更長焦段的鏡頭，也就是說傳感器越大，想要拍出背景虛化的效果更容易。擴展性更強4、全畫幅機身是不能使用非全畫幅的鏡頭的；而全畫幅的鏡頭是可以使用在非全畫幅機身上，只是要換算等效焦距的，佳能是1.6，尼康相機是1.5。畫幅（一）全畫幅傳感器越大，意味著相機體積會更大；傳感器越小，意味著相機體積會更小。對于那些不喜歡笨重、體積大的相機的人來說，非全畫幅相機體積小、輕便，方便攜帶。價格便宜，非全畫幅和全畫幅相機相比，非全畫幅相機的價格要便宜很多。曝光（二）非全畫幅六、焦段焦段焦段示意圖焦段就是指變焦鏡頭焦距的變化范圍。鏡頭焦段的劃分：首先是標頭，就是所謂的標準鏡頭。它的視角在43度左右，這時照片的透視是最接近人類眼睛。片幅不同，標頭的焦距也是不同的。135片幅的標準鏡頭在50mm左右，120的6×6標頭焦距80mm。當焦距小于標頭的時候，鏡頭可以記錄更大視角的影像，所以稱為廣角鏡頭。這也是目前小型消費級航拍無人機所使用的的航拍的鏡頭。在廣角鏡頭下，近的更大，遠的會更小，尤其是使用無人機在風光攝影中可以得到更具視覺沖擊力的照片。焦段(一)10-14mm——超廣角（二）14-35mm——廣角適合拍大場景的風景焦距小于20毫米（35毫米等效焦距）的鏡頭被特別稱為“超廣角鏡頭”。這是一種極端焦距的鏡頭，它可以把非常廣闊范圍內(nèi)的景象收容到畫面之中。這對于拍攝風景來說非常好。不過它在拍攝風景的同時也拍攝了過多的天空和前景，把多余的元素也收進了構(gòu)圖之中。超廣角鏡頭可以產(chǎn)生非常好的透視效果，從而帶來很好的視覺沖擊力。最適合拍風景，建筑

標準的廣角鏡頭焦距在20毫米到35毫米之間（35毫米等效焦距）。鏡頭越廣，透視的效果就越強，而您同樣還有很多的前景需要處理。雖然像24毫米這樣的焦距可以提供很強的廣角透視和很大的景深，但是人們卻不太注意它。28毫米是最普通的廣角焦距，能夠提供很好的廣角效果和很大的景深，便于攜帶，并且不會對畫面產(chǎn)生明顯的影響。盡管很多變焦鏡焦段頭中都有35毫米這個擋，但是35毫米鏡頭是一個十分平庸的廣角鏡頭，在自然攝影中運用得較少。通過它來拍攝，不會產(chǎn)生很強烈的效果。廣角鏡頭在拍攝風景、制造透視效果和產(chǎn)生更大的景深方面的效果非常好，另外在移動范圍有限的條件下，用它拍攝也非常好。焦段人文、人像（三）35-85mm——標準焦段這是特別需要提到的一個特殊焦段，因為這是最接近人眼看物體的一個焦段。（標頭－－就是所謂的標準鏡頭。它的視角在43度左右，這是照片的透視是最接近人類眼睛。片幅不同，標頭的焦距也是不同的。紀實類的照片使用標頭可以忠實的記錄你看到的東西（四）50mm——標準焦段特別適合拍人像特寫（五）85-135mm——中焦遠攝鏡頭，適合拍體育、新聞、野生動物等。（六）135以上——長焦七、白平衡不同場景下的色溫變化白平衡白平衡的英文名為WhiteBalance，指的是在任何拍攝場景的光源下，都能將白色的物體還原為白色。相機的白平衡控制，就是相機在不同的光線環(huán)境中把白色的物體拍出來的相片盡可能還原為標準的白色，其實就是為了使相片不發(fā)生偏色的過程。相機對光源的色溫補償，能讓圖像能精確反映被攝物的色彩狀況。色溫是照明光學中用于定義光源顏色的物理量，在生活中，常見的色溫如燭光（1900K）、正午的太陽光（5600K）。通過下面圖片，我們可以不同場景畫面下，不同光源的色溫變化：白平衡自動白平衡是通過在相機中設定白色基準點，通過算法對光照環(huán)境進行補償，最終呈現(xiàn)拍攝物體真實顏色的技術。但在一些極端環(huán)境下（光照復雜的環(huán)境如舞廳、車展；大面積的綠地、枯草地等），相機的自動白平衡功能則不能很好的識別光照環(huán)境，會出現(xiàn)混亂，此時就需要手動來設置。1、當色溫在＜3300K，場景的顏色表現(xiàn)出偏紅的效果，屬于暖色調(diào)，具有溫暖穩(wěn)重的氛圍效果；2、當色溫在3300-5000K，屬于中間色調(diào)（白），具有爽快明朗的氛圍效果；3、當色溫在＞5000K，場景的顏色表現(xiàn)出偏藍的效果，屬于冷色調(diào)，具有冷的氛圍效果。白平衡在拍攝時經(jīng)常會使用“自動白平衡”（AWB），但當畫面出現(xiàn)偏色現(xiàn)象時，我們也可以通過手動調(diào)整白平衡，來糾正色溫，并且有多個場景預設。白平衡設置白平衡（一）前期拍攝的白平衡設置自動設備根據(jù)拍攝現(xiàn)場的色溫自動調(diào)整白平衡。除了極端環(huán)境或拍攝需求外，在大部分場景下均可適用。晴天多為在室外拍攝時陽光較強的情況下使用，效果與“陰天”模式相反。陰天陰天天氣下畫面色溫較“冷”，使用此模式時，設備會進行比較大幅度的調(diào)“暖”動作。白熾燈與熒光燈建議您在展示時采用微軟雅黑字體自定義自定義：DJIGO4內(nèi)，可以手動滑動來調(diào)整色溫范圍，可調(diào)整幅度：2000k～10000k。白平衡在DJIGO及DJIGO4界面中，可以將白平衡設置為如下幾種模式：在拍攝夜景時，盡管自動白平衡可以比較準確地還原拍攝物的色彩，但是可能會削弱環(huán)境光所帶來的色彩氛圍。這時候，我們可以手動設置白平衡。高平衡值下拍攝的夜景白平衡在色溫較低的燈光下拍攝，自動白平衡雖然還原了白色，但是整體環(huán)境卻顯得失色。此時，如將白平衡調(diào)節(jié)為較低K值，則可以讓整體拍攝效果顯得更加豐富，更適宜觀賞，調(diào)整后效果如下：較低白平衡值下拍攝的夜景白平衡在拍攝時，受移動設備屏幕及環(huán)境光線干擾，可能無法準確判斷色溫是否正常。在后期時處理時，也能調(diào)整照片色溫！如果是拍攝照片，建議選擇拍攝RAW格式文件。RAW格式文件可以記錄拍攝原始數(shù)據(jù)，可在后期制作中做到無損調(diào)節(jié)。大部分電腦軟件（如Photoshop，Lightroom等），都可以對RAW進行色溫等參數(shù)調(diào)節(jié)。白平衡（二）后期如何調(diào)節(jié)白平衡八、景深景深焦點示意圖景深（DOF），是指在攝影機鏡頭或其他成像器前沿能夠取得清晰圖像的成像所測定的被攝物體前后距離范圍。而光圈、鏡頭、及拍攝物的距離是影響景深的重要因素。光軸平行的光線射入凸透鏡時，理想的鏡頭應該是所有的光線聚集在一點后，再以錐狀擴散開來，這個聚集所有光線的一點，就叫做焦點。景深景深在焦點前后，光線開始聚集和擴散，點的影象變成模糊的，形成一個擴大的圓,這個圓就叫做彌散圓.在聚焦完成后，焦點前后的范圍內(nèi)所呈現(xiàn)的清晰圖像，這一前一后的距離范圍，便叫做景深。彌散圓示意圖景深示意圖景深大景深就是照片的縱向清晰范圍大，焦點前后有比較大的一段范圍內(nèi)景物是清楚的，多用于風光攝影。小景深：焦點之后的景物被虛化，主體更突出，多用于人像、特寫等攝影。大景深小景深景深（1）鏡頭光圈：光圈越大，景深越淺；光圈越小，景深越深；（2）鏡頭焦距：鏡頭焦距越長，景深越淺；焦距越短，景深越深；（3）主體與背景距離：距離越遠，景深越淺；距離越近，景深越深；景深的計算公式距離越遠，景深越深；距離越近（不能小于最小拍攝距離），景深越淺。在攝影作品中，恰當?shù)亟Y(jié)合前景、中景和背景，就可以營造出畫面的景深，從而使畫面更加豐富和飽滿，畫面中的主體也會更加突出。但對于航拍作品來說，通常缺乏前景元素。因此，航拍作品容易缺少景深，顯得較為扁平，這個問題讓許多航拍攝影師們困擾不已。下面給大家推薦幾種增加景深的方法。如果想讓構(gòu)圖更具層次感，最好的辦法是降低飛行器的高度，讓樹枝、建筑或其他較高的物體靠近鏡頭，讓照片擁有前景。如果能從樹枝的空隙中拍攝，效果將更加出彩。這種拍攝方法營造出了隱秘的窺視感，也常被攝影師稱為“窺視構(gòu)圖法”。景深(4)、主體與鏡頭距離：景深同時運用了暗角和引導線兩種方法此外，還可通過輕微降低前景的飽和度或/和亮度來增強景深，同時運用了暗角和引導線，這種方法與后期中暗角處理相似，但對照片底部的調(diào)整力度更大。除上述方法外，還可以通過鏡頭的對焦來營造航拍照片的景深。目前，除了大疆精靈Phantom4Pro擁有F2.8-11可調(diào)光圈外，許多消費級無人機的相機目前沒有很強的虛化和景深功能（這需要通過可調(diào)節(jié)光圈的鏡頭來實現(xiàn)）。如果所使用的的航拍無人機沒有配備這樣的鏡頭，我們可以進行后期處理，通過移軸或者高斯模糊來達到虛化的效果?，F(xiàn)今當前的修圖軟件功能十分強大，AdobeLightroom的“去霾”功能，或者MacphunLuminar的AccentAI濾鏡都能將天空中的霧霾立刻消除。去除背景中的陰云和霧霾需要結(jié)合實際情況考慮，完全去掉也不一定最好。有時留下一些陰云，還能為照片帶來一種遠眺的觀感，讓攝影作品更富層次感。景深九、像素、分辨率像素、分辨率像素點（一）像素像素的英文簡稱為pixels，像素是構(gòu)成數(shù)碼影像的基本單元，通常以像素每英寸PPI(pixelsperinch)為單位來表示影像分辨率的大小。因此，像素指的是攝像頭的分辨率，像素越大，意味著光敏元件越多，相應的成本就越大。每張圖片都是由色點構(gòu)成的，每個色點稱為一個像素。一張圖片由80萬個色點組成，這個圖片的像素就是80W。我們常說相機是多少像素，這個像素就是說這款照相機的感光器件有多少個，有200W個感光器件的相機就是200W像素的相機。像素、分辨率（一）像素圖像分辨率是指每英寸圖像內(nèi)的像素點數(shù)。圖像分辨率是有單位的，叫像素每英寸。分辨率越高，像素的點密度越高，圖像越逼真，這就是為什么做大幅的噴繪時，要求圖片分辨率要高，就是為了保證每英寸的畫面上擁有更多的像素點。屏幕分辨率：屏幕分辨率是屏幕每行的像素點數(shù)*每列的像素點數(shù)，每個屏幕有自己的分辨率。屏幕分辨率越高，所呈現(xiàn)的色彩越多，清晰度越高。