用相机创造微缩世界?哆啦A梦直呼内行!

作者: 唐鸿洋

来源: 科学大院

发布日期: 2021-11-15

本文介绍了移轴摄影技术,通过倾斜镜头实现景深变化,创造出微缩世界的视觉效果,并探讨了实现这种效果的复杂性。

还记得小时候看的哆啦A梦吗?那个时候,大院er总想拥有这样一台缩小二次元相机,它能把现实中的景物拍摄下来,变成微缩的二维世界,简直不要太酷!

不过,动漫毕竟是虚构的,在现实中怎么可能实现呢?咳咳,别忘了艺术可是来源于生活的。在现实中要打造“小人国”,也不是不可能的。

现实世界中的小人国长什么样?往下看就知道了。(图片来源:www.pexels.com)

看这一幅幅的照片,是不是感觉这些玩具小镇、模型楼房、模型汽车做的很逼真,并想到这一定是出自某个模型设计师之手?实际上,这些都是真实的场景拍摄的!

有些人会有疑问:“不对不对,我们用手机拍摄实际景物时,场景前后都很清楚并不会模糊的,只有用微距拍摄花花草草时才会出现聚焦点以外的位置模糊呢。”那么这些照片是用什么手段拍摄的呢?这就来到了今天的主题——移轴摄影。

在讲移轴摄影之前,首先需要引入一个概念,叫做“景深”。顾名思义,就是拍摄的场景似乎存在一种深度限制,并不是全场景都清楚。中学学习物理时,我们一定学习过凸透镜成像,还记得那时候的结论吗?“一倍焦距以内成正立放大虚像、一二倍焦距之间成倒立放大实像、二倍焦距成倒立等大实像、二倍焦距以外成倒立缩小实像”。那个时候我们学习到的是理想情况下,一个物点就会精确地成一个像点,在其余的位置不成像。

因此,理论上,由于照相机的感光元件到镜头距离是固定的,照相机必然只能精准地感受到一个面的物体才对。可是为什么用手机照相机时,对场景成像前后都清晰呢?这是因为,不论是早期我们使用的胶卷摄像,还是现如今使用的感光元件,上面都有一定的感光单元,我们称之为“像素”。对于胶片而言就是一个个感光化学分子团,对于现代电子元件就是一个个感光晶体管,可见像素是有大小的。

当一束聚焦光线打到感光单元时,无论是一个小点,还是弥散一片圆斑,只要这一束光线只照射激活了一个像素点,那么对于相机而言就都是一个点。因此,照相机看起来像距是固定住的,但是由于像素点有大小,对弥散光斑尺寸有了容忍度,所以也就可以对一定深度的场景成像清晰了。

如图所示A点可以精准的成像在A'点,而B由于靠近镜头导致B'远离镜头(同向移动),此时B不能精准成像在感光元件上,但是B的成像光线也只激活了一个像素,因此和A一样,B也在感光元件上“精准”成像了,这就是景深的成因。

一般照远景我们的手机相机都是到无穷远清楚的,而在用微距模式拍摄花花草草、书本时,就感受到明显的景深效果。这个时候你会发现,只有一小条区域是清楚成像的!这是由于只有大约这一带的物体到镜头的距离,与你手机镜头固定的像距是匹配的。如果我们用这个方法拍摄刻度尺,就可以测量你手机镜头的景深了(可以作为你的课后作业哦)。

那么我们如何让正常的相机镜头也呈现条带状清晰的成像,营造一种“小人国”的错觉呢?

答案很简单——倾斜镜头。如图,物体是垂直地面的,相机整体一般也是垂直地面的,因此我们可以倾斜相机镜头。相机镜头倾斜后,对于镜头成像而言实际上是物体倾斜,由于成像关系,物体面倾斜就造成了像面的倾斜。如此一来就变成了清晰成像的像面和照相机感光面的交集,显然,两平面相交得到的就是直线。由于感光元件对模糊有一定容忍度,最终就形成了和微距拍摄一样特有的清晰带状区域!

可以看出,通过倾斜镜头,照片的虚实关系确实发生了变化,这简直是为我开启了通往小人国世界的大门嘛!不至于不至于,这顶多算拿到了其中一把钥匙而已。实际上人对照片产生微距感和模型感是个复杂的事情,它不仅与景深有关,还与照片的透视关系、照片的色彩饱和度、色彩的配制和质感都有一些关系。

比如下面这张照片,图片内容其实为日本大地震发生后的航拍画面,但却很像埋在土里的玩具小车和飞机。它实际上是由于透视关系、色彩有塑料质感、距离太远失去了空间感等多方面原因,才给人一种奇妙的玩具模型感。所以,想要打造小人国世界,还得讲究色彩搭配、阴影、透视等因素呢,可不是转转镜头这么简单哦!

看完今天的文章,相信你已经学会了移轴摄影这门以真乱假的技术,那就赶快带着相机,去创造属于自己的微缩小人国吧!

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