Photography 笔记(一)

嗯,玩了这么长时间的摄影,该是一个技术方面做一个小结的时候了,后面应该考虑玩一些更加 specific 的东西。最近可能从微距这方面来吧。这个笔记应该是纯粹技术流,取自大牛 Marc Levoy 的课程(感谢某位同事 JC 的推荐)。好在看不懂的可以问 mm,嘻嘻~

去年大概也是这个时候,自作主张了写了一个 slides 给公司的同事讲过,看了 Marc 的才明白,我懂的只是他第一节课讲的,说来真是太惭愧了。

当时讲的目的主要是为摄影俱乐部的同事们介绍一些基本的知识,目的是引起大家拍照的兴趣,当时正在看 mm 送的 magnum 图片,所以借用了不少 magnum 的经典图片做为其中的例子。
由于时间关系,当时一次没有得以完全讲完,最后两次才搞定,其中自己还推了一下大概的景深公式之类的。其实这些东西难也不难,就是繁复。

言归正传,我们来看 Marc 同志的课程安排。他课程上使用了 Barbara London、Jim Stone 和 John Upton 著作的 Photography 一书,国内翻译叫“美国摄影教程”,人民邮电出版社出版,像 china-pub 上售价在 ¥103.5。由于是彩色印刷,质量还算很不错的(纸薄了点)。第一堂课涵盖的主要是一些基本概念,如何选择相机,摄影的历史以及一些极端情况下的摄影。

image formation

这个里面比较有意思的是关于 perspective 的一些东西,coursera 里面 Prof. Malik 一开始也讲授了一些关于射影几何方面的结论,当然对于数学系的人来说这些结论还是相当肤浅的,但是对于摄影来说,这些结论却是非常有趣的。对于透视不是很敏感的新手来说,想要观察到这种区别是需要一定的积累的。我也在试图让自己对这方面的差异产生更多的感觉。如果用大写字母表示真实的坐标,而小写字母表示在 canvas 上的坐标,canvas 距离为 f,则根据相似三角形有 (x, y) = (X\frac{f}{Z}, Y\frac{f}{Z}),根据这个基本的结论,我们可以推导出来:

  • 如果直线不平行于 canvas plane,则平行线会相交,这个交点(即直线上的点取极限的情况下在 canvas 上的坐标)称为 vanishing point,有几组平行线就会有几个 vanishing point。构图上的一个比较重要的原则是最好能将 vanishing point 放在画面内,这样平行线就会产生引导性,而 vanishing point 处往往也是一些重要的元素。
  • 如果起点是 C = (X_0, Y_0, Z_0),方向为 D = (D_x, D_y, D_z),则直线方程为 C + Dt,对应于 canvas 上的方程为 (x(t), y(t)) = ((X_0 +D_x t)\frac{f}{Z_0 + D_z t}, (Y_0 +D_y t)\frac{f}{Z_0 + D_z t}),如果 D_z \neq 0,表示此直线与 canvas 并不平行,则 vanishing point 为 (\frac{f D_x}{D_z}, \frac{f D_y}{D_z}),可见无论起点 C 在哪里,最后都会汇聚到同一个位置。这个位置仅仅与方向和 canvas 的位置有关系。
  • 如果两个平行的物体大小一样,离得近的更大(更低,更高)。从前面那个式子能看出来 Z 小的分母小,物体大小就是两个实际坐标的差(大小相同意味着差相等),分母小自然在 canvas 上大。
  • 人判断 canvas 上物体大小的准则其实是根据视角大小。
  • foreshortening 效果,如果物体不平行于 canvas 平面,而与之有一定的夹角 \theta,那么我们在观察到 canvas 上的长度是平行时的 \cos \theta 倍:l = L \times \frac{f}{Z} \times \cos\theta

记得 OpenGL 里面有两个选择 view port 的指令,glFrustumglOrtho 就是选择不同的投影方式,前者就是射影投影。

幻灯片中展示的几个含有 vanishing point 的画,可见画家其实非常讲究如何放置它们的,而我们在摄影中也应该注意这点。这也就是为什么很多建筑摄影师会使用移轴镜头避免出现不希望出现的(落在画面以外的)vanishing point 的原因。

比较有意思的问题是前面我们贴的一张图片上有一个 panorama,是成府路的俯视图,里面很多直线却是弯曲的,跟课件中 Stanford 那个经典建筑类似,那个就明显不符合射影几何的原理,从某个角度来说,由于我们拼接时是将一个一个的 canvas 拼起来,但是每个 canvas 却不平行(拍摄的时候并非 panning 而是通过转动)导致的。

另外一个我也曾推到过的就是视角与焦距的关系,\mathrm{FoV} = \arctan \frac{h}{2f},其中 h 是底片大小,而 f 是焦距。一个很重要的结论是随着底片大小的增加(如 135 相机与大幅相机比较),为了实现同样的视角,底越大,需要的焦距越长,这意味着 135 相机上的标准视角焦段 40-50mm 到了大幅相机上就成为了广角,而到 DC 或者 APS-C 画幅上就变成了中长焦了。

比较有意思的一种效果就是使用不同焦段镜头拍摄让主体保持在画面中占据大小差不多时,选择焦距短的镜头拍摄就得离得近,而选择焦距长的就得离的远,而近远就会影响透视(即物体的相对大小),尽管主体大小基本不变,但是比它离的远的物体就会在靠得近拍摄时显得更小而在靠得远拍摄时显得更大:比较分母,设两者距离为 \delta Z,则拍摄距离 L 对分母上的影响是 \frac{1}{L}\frac{1}{L + \delta Z},这样两者的差距是 \frac{\delta Z}{L(L + \delta Z)},所以 L 越小差距越大。这个手法在摄像领域有一个称为 Dolly zoom,最早见于 Hitchcock 的名片 vertigo 用于表现主角的恐高心理(Dolly zoom 视频)。

透视感是一个能体现物体最佳观测点的重要因素,往往新手拍照,特别是使用 zoom lens 的结果就是原地站着,通过变焦将主体放在画面某个位置。这样通常无法获得最佳的透视效果。正确的选择顺序一般是确定合适的距离,然后选择合适的背景,这样就确定了使用什么样的镜头焦距,然后根据景深需求确定光圈,根据现场光设置快门决定是怎样曝光,如果需要还会设置 ISO 避免抖动。

现在我们讨论一下曝光:H = E \times T,其中 H 是曝光量,E 是辐射照度,而 T 是时间。这部分曾经看了一些讨论,总结在这篇 blog 里面了。

现在单反上还是使用帘幕快门的多,这种水平运动出现问题应该是纵走快门的影响吧。

稍微提一下的是,将快门减少两档(F number 乘以 2),景深也会乘以 2,这也就是为什么光圈 2.8 的相片的景深会明显的大于光圈为 1.4 拍出来的照片。

选择相机

这部分仁者见仁智者见智吧。我现在建议原则是:觉得小相机不好可以用 m4/3,真有特殊需要再用 DSLR;机身少花钱,镜头如果不确定就买二手,确定了可以买新的。然后一段时间发现利用率降低的镜头就可以转手换更有用的镜头。

摄影历史

看了一部分觉得以往为什么摄影被认为是一种严肃的艺术,因为困难,所以大家都花了巨大的经历在前期准备,布光、着装等等,而随着数码产品的出现,这个过程变得随意、简洁,很少人再为了一张不值钱的数码相片付出前期的准备。这也导致不少烂片(比如我的 -,-b)的存在。

极端摄影

大家自己欣赏吧 🙂

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Behold now, this city is near to flee to, and it is a little one: Oh, let me escape thither, (is it not a little one?) and my soul shall live.

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