《數(shù)字?jǐn)z影與攝像》 教案 詹青龍第十一章 攝影攝像新技術(shù)

《數(shù)字?jǐn)z影與攝像》課時教案課次第15周第1次課授課時間第15周星期x第1-2節(jié)授課地點xx授課方式講授[√]課堂討論[]講練結(jié)合[]其他[]學(xué)時2授課主題題目第十一章攝影攝像新技術(shù)11.1360全景拍攝與制作11.2無人機(jī)拍攝11.3全息攝影教學(xué)目的要求目的及要求：通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解攝影攝像新技術(shù)的概念和基本任務(wù)；理解攝影攝像新技術(shù)的一般用途；掌握攝影攝像新技術(shù)的基本使用方法和技術(shù)技巧；能夠靈活運用攝影攝像新技術(shù)進(jìn)行作品的創(chuàng)作；能夠分析不同攝影攝像新技術(shù)的不同特點。教學(xué)重點難點重點：360全景拍攝與制作、無人機(jī)拍攝和全息攝影難點：概念與拍攝技巧教學(xué)資源教案、教學(xué)課件等教學(xué)進(jìn)程課程導(dǎo)入：隨著傳媒技術(shù)、視頻應(yīng)用和視頻技術(shù)的發(fā)展，攝影攝像制作不再僅僅局限于電影廣告、電視領(lǐng)域，而是擴(kuò)大到動畫游戲、數(shù)字電影、數(shù)字創(chuàng)意、互聯(lián)網(wǎng)媒體、移動視頻、虛擬現(xiàn)實和網(wǎng)絡(luò)教育等更為廣闊的領(lǐng)域。新的媒體形態(tài)的發(fā)展將是未來媒體發(fā)展的新趨勢，這種趨勢也包括了攝影攝像技術(shù)的發(fā)展。攝影攝像新技術(shù)的產(chǎn)生和成熟，進(jìn)一步推進(jìn)了攝影攝像數(shù)字化、智能化的發(fā)展。（5分鐘）2.講授新課：理論講授，引發(fā)思考，強(qiáng)化學(xué)生對概念和知識的理解。一、

360全景拍攝與制作1.360全景概述360全景，是通過對專業(yè)相機(jī)捕捉整個場景的圖像信息，使用軟件進(jìn)行圖片拼合，并用專門的播放器進(jìn)行播放，即將平面照片和計算機(jī)圖像，合成為360度全景景觀（panoramic），如圖11-1所示。它將二維的平面圖模擬成真實的三維空間，同時可以提供各種操縱圖像的功能，包括放大縮小、各個方向移動觀看場景，以達(dá)到模擬和再現(xiàn)場景的真實環(huán)境效果。360全景和以往的建模、圖片等表現(xiàn)形式相比，其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾方面：（1）真實感強(qiáng)，基于對真實圖片的制作生成，相比其他建模生成對象更真實可信；（2）比平面圖片能呈現(xiàn)更多圖像信息，可以任意控制，交互性能好；（3）經(jīng)過對圖像的透視處理模擬真實三維實景，沉浸感強(qiáng)，給觀賞者帶來身臨其境的感覺；（4）生成方便，制作周期短，制作成本低；（5）文件小，傳輸方便，適合網(wǎng)絡(luò)使用，發(fā)布格式多樣，適合各種形式的應(yīng)用。2.360全景拍攝1）魚眼鏡頭拍攝360全景攝影，通常需要使用魚眼鏡頭進(jìn)行拍攝，因為魚眼鏡頭可以拍攝到較大的視角范圍，從而以較少的照片拼接成一個360全景圖。魚眼鏡頭之所以被認(rèn)為是拍攝三維全景的利器，是因為它視角廣、拍攝高效，畫面質(zhì)量也能滿足網(wǎng)絡(luò)瀏覽的效果。常用的魚眼鏡頭包括兩種，即8mm和15mm的魚眼鏡頭。使用8mm的魚眼鏡頭進(jìn)行拍攝，最少情況下，拍攝四張圖像就能合成一張360全景圖；使用15mm的魚眼鏡頭進(jìn)行拍攝，最多也只需要10張。鏡頭焦距越長，視角越窄，因此，可以使用短焦距獲得大視角，以較少的拍攝張數(shù)拼接全景圖，減少拍攝工作量及后期拼接時間。魚眼鏡頭與普通超廣角鏡頭之間的主要區(qū)別，在于視角的大小以及是否校正影像的畸變。如13mm的超廣角鏡頭，它的視場角僅有118；而17毫米的魚眼鏡頭，視場角已達(dá)180。超廣角鏡頭與普通鏡頭一樣，竭力校正畫面邊緣出現(xiàn)的畸變，力爭使拍出的畫面與實物相一致。而魚眼鏡頭則有意地保留影像的桶形畸變，用以夸張其變形效果，拍出的畫面除了中心部位以外，其它所有的直線都會變成彎曲的弧線。魚眼鏡頭有兩種基本類型：一種是圓形魚眼鏡頭，用其拍攝在底片上產(chǎn)生以底片的畫幅寬度為直徑的圓形影像；另一種是對角線魚眼鏡頭，產(chǎn)生底片全畫幅的矩形變形影像，不同型號的魚眼鏡頭如圖所示。魚眼鏡頭2）逆光拍攝在進(jìn)行360全景外景拍攝時，可能會需要朝太陽光方向進(jìn)行拍攝，由于拍攝時正好正對太陽光，拍攝區(qū)域由于沒有太陽光照攝，沒辦法反映光線到像機(jī)，就會出現(xiàn)逆光拍攝現(xiàn)象，如圖所示。可通過以下幾個方法來解決逆光拍攝的問題。逆光拍攝（1）調(diào)整曝光補償法根據(jù)背景光的強(qiáng)弱，在原始測光的基礎(chǔ)上增加1~2檔的曝光補償（可在P、TV、AV模式下使用）。M檔可提高ISO間接獲得曝光補償（好處：可保證光圈快門組合的初始值；壞處：降低畫質(zhì)）。（2）曝光鎖定法將鏡頭焦距調(diào)到最長焦段，并盡量靠近主體進(jìn)行測光，將此時測得的曝光值鎖定，然后按需要重新構(gòu)圖進(jìn)行拍攝。（3）強(qiáng)制使用閃光燈法在逆光條件下，射入鏡頭的光線較強(qiáng)，造成拍攝主體發(fā)黑，這時可使用強(qiáng)制閃光方法對拍攝主體進(jìn)行補光（如在白天既要使用閃光補光，又要放大光圈虛化背景，而閃光同步速度較低，就需要用到中灰（ND）濾鏡給鏡頭減光）。3.360全景制作360全景不是憑空生成的，要制作一個360全景，我們需要有原始的圖像素材，原始圖像素材的來源可以是在現(xiàn)實的場景中，使用相機(jī)的全景拍攝功能得到的魚眼圖像；或者是通過建模渲染得到的虛擬圖像。要拍攝全景素材，一般情況下需要用到特定的專業(yè)設(shè)備，包括：數(shù)碼單反相機(jī)、魚眼鏡頭、全景云臺、三腳架等。和傳統(tǒng)的數(shù)碼照片相比，360全景圖像的生成無疑很復(fù)雜，一則需要使用多張照片進(jìn)行合成，二則照片之間需要有一定的景觀重疊，據(jù)此進(jìn)行圖像拼接，因此需要一定的攝影技巧。這種照片通常由專業(yè)攝影人士使用單反相機(jī)配上廣角的鏡頭甚至是“魚眼鏡頭”對景物進(jìn)行若干個角度的拍攝之后由計算機(jī)軟件合成。360全景圖像生成之后，多數(shù)利用Flash、Silverlight、或者是HTML5的動畫技術(shù)自動連續(xù)變換角度進(jìn)行圖像展示。使用專業(yè)相機(jī)生成全景圖像的方法對普通用戶來說太過昂貴和復(fù)雜，所幸的是，智能手機(jī)的攝像能力和圖形計算能力得到了長足的發(fā)展，因而在智能手機(jī)上開發(fā)出全景拍照功能并簡化了拍照的過程。與傳統(tǒng)的電子數(shù)碼拍照過程不同，智能手機(jī)上全景拍照操作時在顯示屏的可視界面中迭加一個半透明的圖層，指示用戶移動手機(jī)變換角度抓拍若干張照片，并利用校準(zhǔn)、拼接以及校色等算法幾秒內(nèi)快速合成全景照片。4.360全景應(yīng)用1）旅游應(yīng)用高清晰度全景三維展示景區(qū)的優(yōu)美環(huán)境，給觀眾一個身臨其景的體驗，結(jié)合景區(qū)游覽圖導(dǎo)覽，可以讓觀眾自由穿梭于各景點之間，是旅游景區(qū)、旅游產(chǎn)品宣傳推廣的最佳創(chuàng)新手法，如圖所示。360全景旅游應(yīng)用虛擬導(dǎo)覽展示可以用來制作風(fēng)景區(qū)的介紹光盤，名片光盤，旅游紀(jì)念品等，還可以借助電腦、觸摸屏、IPAD、大屏幕全屏投影等設(shè)備展示，讓大家不到景區(qū)就能瀏覽各個景區(qū)景點，省時省力。2）汽車展示應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)多媒體全景展示形式，展示汽車的內(nèi)部360全景和外部環(huán)視，消費者可以更自如地觀看汽車展示如圖所示。圖11-7360全景旅游應(yīng)用（1）在產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)建立的三維汽車模型，可顯示汽車的懸掛、底盤、內(nèi)飾直至每一個焊接點，設(shè)計者可確定每個部件的質(zhì)量，了解各個部件的運行性能。這種三維模型準(zhǔn)確性很高，汽車制造商可按得到的計算機(jī)數(shù)據(jù)直接進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。（2）在汽車制造中的應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)是虛擬制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)和靈魂，虛擬制造系統(tǒng)是由多學(xué)科知識形成的綜合系統(tǒng)，是利用計算機(jī)支持技術(shù)對必須生產(chǎn)和制造的汽車進(jìn)行全面建模和仿真，它能夠仿真非實際生產(chǎn)的材料和產(chǎn)品，同時產(chǎn)生有關(guān)它們的信息。也可以制定零件生產(chǎn)的機(jī)加工方案、擬定產(chǎn)品檢驗和試驗步驟等。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用范圍涉及到汽車的整個生命周期，它可以在汽車生產(chǎn)設(shè)備、工裝和模具，甚至樣車的設(shè)計之前，很容易地生產(chǎn)系統(tǒng)和工藝過程進(jìn)行建模、修改、分析及優(yōu)化。在汽車柔性生產(chǎn)系統(tǒng)（FMS）、計算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CMIS）的設(shè)計和應(yīng)用中，就廣泛運用了虛擬現(xiàn)實技術(shù)。（3）在汽車試驗中的應(yīng)用中虛擬試驗技術(shù)作為虛擬制造技術(shù)的一個環(huán)節(jié)，在汽車空氣動力學(xué)及汽車被動安全性研究中正得到越來越廣泛的應(yīng)用，汽車被動安全性研究包括車身抗撞性研究、碰撞生物力學(xué)研究以及乘員約束系統(tǒng)和內(nèi)飾件的研究。虛擬試驗方法的核心是有限元法和多剛體動力學(xué)的數(shù)值方法，它通過一定的前后處理程序和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模板，以CAD文件為輸入，在計算機(jī)中模擬出與實際試驗一樣的環(huán)境。通過計算，得到試驗報告。設(shè)計師設(shè)計出的新型汽車是否合理，往往需要經(jīng)過碰撞、風(fēng)洞等測試加以檢驗。二、

無人機(jī)拍攝1.無人機(jī)拍攝概述無人機(jī)是通過無線電遙控設(shè)備或機(jī)載計算機(jī)程控系統(tǒng)進(jìn)行操控的不載人飛行器，如圖所示。無人機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、使用成本低，不僅能完成載人駕駛飛機(jī)執(zhí)行的任務(wù)，更適用于載人飛機(jī)不宜執(zhí)行的任務(wù)，在突發(fā)事情、應(yīng)急、預(yù)警情況下有很大的作用。無人機(jī)航拍攝影以無人駕駛飛機(jī)作為空中平臺，以機(jī)載遙感設(shè)備，如高分辨率CCD數(shù)碼相機(jī)、輕型光學(xué)相機(jī)、紅外掃描儀，激光掃描儀、磁測儀等獲取信息，用計算機(jī)對圖像信息進(jìn)行處理，并按照一定精度要求制作成圖像。全系統(tǒng)在設(shè)計和最優(yōu)化組合方面具有突出的特點，是集成了高空拍攝、遙控、遙測技術(shù)、視頻影像微波傳輸和計算機(jī)影像信息處理的新型應(yīng)用技術(shù)。無人機(jī)無人機(jī)拍攝技巧1）風(fēng)速較快時的操縱方式由于無人機(jī)的體積小重量輕，飛行時受氣流的影響很大，在風(fēng)速較大的時候不能保持穩(wěn)定的飛行狀態(tài)，所以大風(fēng)天氣不適合進(jìn)行航攝作業(yè)。但是作業(yè)時難免會遇到天氣變化的情況，在此時飛機(jī)的控制就會變得比平時困難。在不改變飛機(jī)動力大小的情況下，飛機(jī)相對空氣的運動速度是不變的，所以對于地面的操縱者而言，順風(fēng)時的飛行速度要遠(yuǎn)大于逆風(fēng)時的飛行速度。飛機(jī)在下風(fēng)處飛行時，很容易被風(fēng)吹的距離過遠(yuǎn)，距離過遠(yuǎn)又會讓操縱者看不清飛行姿態(tài)，不能準(zhǔn)確地控制飛機(jī)，結(jié)果很難控制飛機(jī)飛回來了。為了安全起見，飛機(jī)的飛行區(qū)域應(yīng)該控制在上風(fēng)處和距離不遠(yuǎn)的下風(fēng)處。2）起飛滑跑時發(fā)生意外無人機(jī)航測作業(yè)時，往往不能在很理想的場地進(jìn)行。場地本身不平整很容易使飛機(jī)在起飛滑跑時發(fā)生意外的轉(zhuǎn)向。此時飛機(jī)還在地面，離人群較近，并且飛機(jī)處于加速階段，發(fā)動機(jī)工作在最大功率，螺旋槳轉(zhuǎn)速也最大，處理失當(dāng)就容易對人身安全造成危害。所以一旦在起飛滑跑階段出現(xiàn)異常，第一反應(yīng)就是將發(fā)動機(jī)油門減到最小，盡量能將其熄火，在此同時使飛機(jī)的行駛路徑遠(yuǎn)離人群。按照規(guī)范的操作要求，起飛時操縱者應(yīng)該站在飛機(jī)后側(cè)，其他人員全部站在操作者身后。這樣飛行方向和操縱人員的身體朝向一致，可以在異常情況發(fā)生時最大程度地縮短操縱者的反應(yīng)時間，保護(hù)人身安全。3）操作失誤時的應(yīng)對操作失誤造成飛機(jī)飛行狀態(tài)異常，比如在轉(zhuǎn)向時打錯副翼，飛機(jī)傾斜角過大造成升力不足，飛機(jī)飛行高度迅速下降等，在發(fā)生這種情況的時候，首先應(yīng)該冷靜迅速地通過操縱副翼將飛機(jī)姿態(tài)修正，這之后升降舵才能完全發(fā)揮作用，然后操縱升降舵將飛機(jī)爬升到安全位置。航測用無人機(jī)由于搭載有精密儀器，在飛行中不必要也不允許出現(xiàn)激烈的動作。在操縱其飛行時手法應(yīng)當(dāng)盡量柔和，動作不能過大，特別是時刻注意反向修正，即“回舵”。在每次對飛機(jī)下達(dá)任何控制命令改變飛行姿態(tài)之后，都要及時將飛機(jī)姿態(tài)修正為正常平穩(wěn)狀態(tài)。如圖所示，為航拍愛好者的正常無人機(jī)飛行拍攝操作。航拍愛好者的正常無人機(jī)飛行拍攝操作（來自資陽日報官網(wǎng)）4）推桿的使用推桿指向前推升降舵操縱桿使飛機(jī)機(jī)頭下沉。當(dāng)推桿動作過大時飛機(jī)會呈現(xiàn)明顯的俯沖姿態(tài)。這種狀態(tài)是相當(dāng)危險的，因為飛機(jī)在處于一定高度之上時，有充分的空間和時間來應(yīng)付各種異常狀態(tài)。而飛機(jī)處于俯沖狀態(tài)時高度快速降低，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，從而速度也不斷加快，這時留給操縱者的反應(yīng)空間和時間就大大縮短了，容易造成飛行事故。航拍飛行任務(wù)也不同于特技飛行，飛機(jī)飛行狀態(tài)要求盡量穩(wěn)定，不會進(jìn)行大幅度的動作調(diào)整，所以一般不進(jìn)行推桿操作。但是在飛機(jī)起飛時拉桿過猛，起飛仰角過大使飛機(jī)處于失速狀態(tài)邊緣時，就需要果斷推桿，將機(jī)頭壓低到正常角度，獲得升力和速度讓飛機(jī)正常爬升。無人機(jī)的推桿操作和畫面顯示，能夠在遙控設(shè)備上實現(xiàn)，如圖所示。無人機(jī)遙控設(shè)備的操作與顯示在起飛階段，飛機(jī)滑跑到達(dá)一定速度時，通過拉桿操作抬起機(jī)頭，當(dāng)獲得合適的仰角后桿位回中，保持仰角不變，飛機(jī)以一定的迎角向上爬升，保持狀態(tài)穩(wěn)定到達(dá)安全高度后進(jìn)行下一步的操作。當(dāng)拉桿忘記及時回中，或者急于使飛機(jī)起飛，操作時拉桿過猛，都會使飛機(jī)的迎角遠(yuǎn)大于正常值，這時機(jī)翼的投影面積過小，升力不足，飛機(jī)很快進(jìn)入失速狀態(tài)從而側(cè)翻墜落。所以當(dāng)發(fā)現(xiàn)迎角過大時就要立刻推桿，減小迎角，穩(wěn)定飛機(jī)狀態(tài)。此時推桿過猛飛機(jī)則直接向地面俯沖，同樣會造成墜機(jī)的后果。所以此時的推桿操作既要迅速，也要準(zhǔn)確。這個時候的飛機(jī)離地面往往只有1m左右，如果推桿操作不到位就沒有任何其他措施可以避免墜機(jī)了，機(jī)會稍縱即逝，所以此時就需要果斷的判斷和準(zhǔn)確的操作配合了。5）降落時保持合適的下滑角飛機(jī)降落類似于起飛相反的過程，飛機(jī)不斷減速，機(jī)頭水平向下保持穩(wěn)定的角度逐漸降低高度；直到最后平穩(wěn)低速地接觸地面，完成著陸過程。如果機(jī)頭下沉的角度過大，則飛機(jī)進(jìn)行俯沖，降落速度過快；反之機(jī)頭上揚時，速度減小太快，飛機(jī)升力不足從而失速。機(jī)頭水平則降落航線太長，超出肉眼可以清晰觀察的范圍。所以降落時要嚴(yán)格控制下降角度。機(jī)頭上揚即仰角偏大時，不能采取起飛時推桿壓低機(jī)頭的做法回復(fù)姿態(tài)了。飛機(jī)降落的正確做法是，根據(jù)飛機(jī)仰角的大小不同將升降舵操縱桿相應(yīng)地稍微回中并保持不動，等機(jī)頭下降接近水平位置時馬上將升降舵操縱桿拉到合適位置，這時機(jī)頭就會在剛剛下沉過水平位置后停止下沉，保持一個合適的小角度向下滑行，從而進(jìn)入正常的降落姿態(tài)了。無人機(jī)使用注意事項1）開機(jī)順序：先遙控器，后飛機(jī)。關(guān)機(jī)順序：先飛機(jī)，后遙控器！非常重要，一定不要把順序弄反，不然飛機(jī)會失控！2）已經(jīng)出廠的飛機(jī)，其螺旋槳的安裝是正確的，很多人問“主槳是松的，是不是需要固定”，其實不然，因為螺旋槳是靠離心力展開的，如果人為緊固，反而會造成偏心引起劇烈的震動。3）很多操作者加油門時，飛機(jī)會側(cè)偏和后退，這是因為自身的槳葉受到渦流的影響而變得不穩(wěn)定的原因造成的，只需要提速時候快一點就可以。4）無人機(jī)不能飛的太高。因為飛機(jī)在高空中阻力大，容易失控摔機(jī)。一般情況下，應(yīng)該控制無人機(jī)的高度在1-2層樓，或者室內(nèi)1-1.5M左右最適宜。5）飛機(jī)油門控制。加速提快后，在飛到1M左右高度時，需要學(xué)會點動控制油門，而不是忽上忽下的拉動。輕推操縱桿至一半，可感受操縱手感，同時使飛機(jī)在中低空靜止懸停，前后左右自如轉(zhuǎn)向并精確定點降落。若要達(dá)到這種程度，通常需要15個航次（充一次電為一個航次），不可心急。6）無人機(jī)具有相對的耐摔值。飛機(jī)是否耐摔，很多人都會問這個問題。就像有人問寶馬車是否耐撞一個道理。其實飛機(jī)作為一個電子產(chǎn)品，它肯定怕摔。因為就算外觀看不出來，里面的電子元件也會損壞，所以無人機(jī)具有相對的耐摔值。7）持續(xù)飛行時間。就目前國內(nèi)的電動直升飛機(jī)而言，中號小號的可以飛6-8分鐘，大號的可以飛10-15分鐘左右。8）線路對接。航模飛機(jī)在使用時，連接電池一定要注意，紅線對紅線，黑線對黑線連接，電池接口與飛機(jī)接口對好插進(jìn)去，反插一般很難插進(jìn)去，如果用力過猛也可以進(jìn)去，那樣線路板就會馬上燒毀，應(yīng)避免這種事故的出現(xiàn)。9）電池使用。航模四通以上的飛機(jī)，基本上都沒有開關(guān)，如果在使用完以后，需要立即將電池與飛機(jī)插頭拔開，如果不拔，鋰電池一直在給飛機(jī)供電，處于放電狀態(tài)，一旦鋰電電量放完，鋰電池就報廢。10）GPS定位器。安裝GPS定位器好處多，不僅可以防止飛機(jī)無法找回的情況，還可以記錄飛行軌跡。三、

全息攝影1.全息攝影概述全息攝影，又稱全像攝影（Holography），是光學(xué)上極富誘惑的一項技術(shù)。我們都有這樣的體會：灑在馬路的油膜在陽光下會呈現(xiàn)出多種色彩，而在吹起的肥皂泡上也會看到同樣的情況，原因是由于肥皂泡兩個面的反射光出現(xiàn)了干涉，稱光的薄膜干涉現(xiàn)象。光是攝影的生命，而光有很多的特性，如色散和散射，有經(jīng)驗的攝影師可以充分利用這些現(xiàn)象，變有害為有利，從而為作品添加一些新奇的效果。照相機(jī)鏡頭是由多組透鏡合成的，為避免光在透鏡表面的反射損失，人們發(fā)明出鏡頭的鍍膜技術(shù)，使一定波長的光在反射時相互抵消，以增加進(jìn)入鏡頭的光線使成像更清晰。全息攝影拍攝技巧1）保證拍攝系統(tǒng)的穩(wěn)定對于我們所用的激光波長為632.18nm的HJ2Ⅱ型氦氖激光器，在曝光過程中，必須保證拍攝系統(tǒng)的移動不得超過干涉條紋間距的1/4。將各光學(xué)元件夾持穩(wěn)定，將被照物體粘牢在載物臺上或夾緊在架上，將曝光定時器離開全息臺放置。由于氣流通過光路，聲波干擾以及溫度變化都會引起周圍空氣密度的變化，因此，在準(zhǔn)備拍攝前必須遠(yuǎn)離全息臺，保持安靜，靜止2min以上再啟動曝光定時器，并且在曝光期間不能講話、走動和發(fā)出任何聲響，保證環(huán)境穩(wěn)定，曝光后再靜等20s以上，才能取下干板，用黑紙包好。2）安排和調(diào)整光路的具體做法（1）光路擺放按圖（1）所示光路，將各元件大致擺放到各自的相應(yīng)位置上，調(diào)整各元件，使各光束都與臺面平行且與各元件中心重合，開始時不要加擴(kuò)束鏡。（2）測量光程測量物光與參考光的光程，從分束鏡開始，沿著光束的前進(jìn)方向量至全息干板為止，按等光程按排光路為好，光程差不得大于1cm。（3）夾角選擇根據(jù)上面的分析，本案例中選擇參考光和物光的夾角取20～30°為宜。（4）調(diào)節(jié)光強(qiáng)比由上所述可知，要達(dá)到較好的效果，應(yīng)使參考光增強(qiáng)，以避開非線性區(qū)，減少斑紋效應(yīng)。但盡管用一束強(qiáng)光做物光，物光照到物體上經(jīng)物體吸收后再反射到干板上的光已比參考光弱得多了，對于我們功率只有5MW的激光器，參考光和物光的光強(qiáng)比太大，會造成對比度差、圖像不清楚，所以又必須使物光增強(qiáng)。多次實驗研究表明：被攝物如果是瓷器，應(yīng)與全息干板距離較近（3～5cm），若拍攝硬幣可與全息干板距離遠(yuǎn)一些（可達(dá)10cm）。放入擴(kuò)束鏡后，調(diào)節(jié)物體方位，使物體漫反射光的最強(qiáng)部分均勻地落在全息干板上，參考光應(yīng)均勻照明并覆蓋整個全息干板，兩光的光強(qiáng)比為3:1～5:1較為合適。3）拍攝全息圖及再現(xiàn)觀察（1）拍攝底片關(guān)閉室內(nèi)所有光源，在全暗條件下學(xué)會判斷全息干板藥膜面的方法，即用兩手指同時摸全息干板兩面，較澀的一面為藥膜面，光滑的一面為玻璃面。取下白屏，將全息干板藥膜面面向被攝物體固定在干板架上。（2）設(shè)置曝光時間曝光時間的長短與光源的功率有關(guān)，對于功率較大的光源，曝光時間可適當(dāng)短些，若光源功率小，則曝光時間可適當(dāng)長些。一般文獻(xiàn)上要求曝光時間為3～4min，實際上，曝光時間長很難保證拍攝過程中周圍環(huán)境絕對安靜，對于我們使用的功率為5MW的HJ2Ⅱ型氦氖激光器和天津感光膠片廠生產(chǎn)的Ⅰ型全息干板來說，曝光時間選擇在30s左右就可以了，但也要看被攝物體的反光程度，對于反光較強(qiáng)的物體，曝光時間可適當(dāng)縮短，反之，則適當(dāng)長。（3）設(shè)置顯影時間選擇顯影時間應(yīng)與曝光量、顯影液的濃度及溫度等情況加以綜合考慮。在曝光量正常的情況下，用D219顯影液，其溫度在20℃±15℃時，顯影時間一般十幾秒即可，但在溫度較高、且新配的藥水的情況下，可能幾秒鐘干板就變黑，顯影時間應(yīng)視實際情況而定（但不要超過3min）。應(yīng)將干板放在顯影液中并輕輕攪動液體，幾秒鐘后將干板對著暗綠燈觀察，看到微黑時即可用清水沖洗，沖洗干凈放入定影液中2～4min，定影過程中也應(yīng)不斷攪動定影液，之后放入清水中沖洗5～15min，再進(jìn)行干燥。另外，配置好的藥水應(yīng)放在茶色玻璃瓶中避光保存，學(xué)生操作時要避免將一種藥水帶入另一種藥水中。萬一顯影或曝光過度，可放入漂白液中進(jìn)行減薄處理，減薄處理可在白光下進(jìn)行，不停地拿出觀察，減薄程度適可而止，不可太過，否則全息圖消失。（4）再現(xiàn)觀察將處理好的全息底片放在圖（2）光路中觀察全息圖，再現(xiàn)時也可用強(qiáng)光照射全息圖，以增加其亮度。（1）（2）光路圖全息攝影拍攝要求為了拍出一張滿意的全息照片，拍攝系統(tǒng)必須具備以下要求：1）光源必須是相干光源：因為全息照相的根據(jù)是光的干涉原理，所以要求光源必須具有很好的相干性。激光的出現(xiàn)，為全息照相提供了一個理想的光源。這是因為激光具有很好的空間相干性和時間相干性，采用He-Ne激光器，用其拍攝較小的漫散物體，可獲得良好的全息圖。2）全息照相系統(tǒng)要具有穩(wěn)定性：由于全息底片上記錄的是干涉條紋，而且是又細(xì)又密的干涉條紋，所以在照相過程中極小的干擾都會引起干涉條紋的模糊，甚至使干涉條紋無法記錄。比如，拍攝過程中若底片位移一個微米，則條紋就分辨不清，為此，要求全息實驗臺是防震的。全息臺上的所有光學(xué)器件都用磁性材料牢固地吸在工作臺面鋼板上。另外，氣流通過光路，聲波干擾以及溫度變化都會引起周圍空氣密度的變化。因此，在曝光時應(yīng)該禁止大聲喧嘩，不能隨意走動，保證整個拍攝環(huán)境絕對安靜。3）物光與參考光的條件：物光和參考光的光程差應(yīng)盡量小，兩束光的光程相等最好，最多不能超過2cm，調(diào)光路時用細(xì)繩量好；兩束光之間的夾角要在30°～60°之間，最好在45°左右，因為夾角小，干涉條紋就稀，這樣對系統(tǒng)的穩(wěn)定性和感光材料分辨率的要求較低；兩束光的光強(qiáng)比要適當(dāng)，一般要求在1:1～1:10之間都可以，光強(qiáng)比用硅光電池測出。4）使用高分辨率的全息底片：因為全息照相底片上記錄的是又細(xì)又密的干涉條紋，所以需要高分辨率的感光材料。普通照相用的感光底片由于銀化物的顆粒較粗，每毫米只能記錄50～100個條紋，天津感光膠片廠生產(chǎn)的I型全息干板，其分辨率可達(dá)每毫米3000條，能滿足全息照相的要求。5）全息照片的沖洗過程：沖洗過程也是關(guān)鍵的。按照配方要求配藥，配出顯影液、停影液、定影液和漂白液。上述幾種藥方都要求用蒸餾水配制，但實驗證明，用純凈的自來水配制，也獲得成功。沖洗過程要在暗室進(jìn)行，藥液千萬不能見光，保持在室溫20℃在右進(jìn)行沖洗，配制一次藥液保管得當(dāng)可使用一個月左右。3.學(xué)生提問（5分鐘）4.布置思考與練習(xí)題（5分鐘）作業(yè)及思考題1.第十一章課后相關(guān)練習(xí)題。2.預(yù)習(xí)下節(jié)課內(nèi)容。課堂小結(jié)同學(xué)們本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了360全景拍攝與制作、無人機(jī)拍攝和全息攝影相關(guān)知識，同學(xué)們可以利用課下時間搜索相關(guān)擴(kuò)展知識，加深對課本內(nèi)容的理解。實踐內(nèi)容本節(jié)課無實踐內(nèi)容《數(shù)字?jǐn)z影與攝像》課時教案課次第15-16周授課時間第15-16周授課地點xx授課方式講授[]課堂討論[]講練結(jié)合[√]其他[]學(xué)時2授課主題題目第十一章攝影攝像新技術(shù)11.43D視頻拍攝11.5練習(xí)與實踐教學(xué)目的要求目的及要求：通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解攝影攝像新技術(shù)的概念和基本任務(wù)；理解攝影攝像新技術(shù)的一般用途；掌握攝影攝像新技術(shù)的基本使用方法和技術(shù)技巧；能夠靈活運用攝影攝像新技術(shù)進(jìn)行作品的創(chuàng)作；能夠分析不同攝影攝像新技術(shù)的不同特點。教學(xué)重點難點重點：3D視頻拍攝概述與方法難點：3D視頻拍攝方法教學(xué)資源教案、教學(xué)課件等教學(xué)進(jìn)程課程導(dǎo)入：教師展示3D視頻拍攝作品，學(xué)生進(jìn)行欣賞分析。（5分鐘）2.講授新課：理論講授，引發(fā)思考，強(qiáng)化學(xué)生對概念和知識的理解。一、

3D視頻拍攝1.3D拍攝概述3D拍攝通過兩臺攝像機(jī)來模擬人的眼睛，分別拍攝左眼和右眼所能看到的畫面。目前兩個攝像機(jī)的排列方式有兩種，一種是水平的并排，另一種是垂直上下的方式，如圖所示。攝像機(jī)排列方式水平排列的兩臺攝像機(jī)之間的距離一般跟人的瞳孔距離類似，為60-65毫米，拍的時候可以根據(jù)近景或者遠(yuǎn)景調(diào)整兩個攝像機(jī)之間的距離。一方面，需要確保兩個攝像機(jī)之間的光圈、焦距和亮度的一致性，否則人眼在看兩個拍出來的畫面時，會有很多不適的感覺。當(dāng)然現(xiàn)在很多攝像機(jī)都通過電纜機(jī)械自動調(diào)節(jié)，但很難保證兩個完全一致。另一方面，在拍攝運動的物體時，要確認(rèn)所拍攝的左右眼畫面都有。如果運動物體在拍攝時，沒有左眼畫面，或者沒有右眼畫面，在合成的時候物體看起來就很奇怪了，疊加不上。一般來說，背景畫面可以在左右眼畫面之間有差異，但運動的物體要確保落在左右攝像機(jī)拍攝的區(qū)域之內(nèi)。2.3D視頻拍攝方法3D電影在拍攝時，需將兩臺攝影機(jī)架放置在具可調(diào)角度的特制云臺上，以特定的夾角進(jìn)行拍攝。3D電影的拍攝在大致流程上是和普通影視的拍攝技術(shù)一樣，普通影視的拍攝技法采用的是“推、拉、搖、移、俯、仰、跟、追”，幾乎都可以互用的，3D電影的拍攝使用雙鏡頭攝影機(jī)，拍攝比較復(fù)雜，需要用很多的機(jī)位，更多的采用移動鏡頭。主要拍攝的設(shè)備和方法包括立體雙機(jī)拍攝、吊臂拍攝、立體拍攝云臺、立體監(jiān)視設(shè)備等，如圖所示。雙立體機(jī)拍攝吊臂拍攝.立體拍攝云臺立體監(jiān)視設(shè)備3D拍攝設(shè)備和方法3.3D視頻拍攝要點1）3D與普通2D的差異3D立體拍攝制作是基于2D影視制作而發(fā)展的，但是有些方面還是有所不同的。宏觀來講，不能以2D拍攝制作的模式去進(jìn)行3D立體拍攝，技術(shù)方式不盡相同，拍攝制作理念也有所不同，在2D與3D之間，肯定會有所取舍。例如在3D立體拍攝時的變焦問題，在實拍中建議盡量少用甚至是不用變焦，以運動機(jī)位代替變焦。這種方式與普通2D拍攝模式有較大出入，其原因主要就是要考慮到3D立體拍攝畫面的效果，3D立體感除了縱深、出屏之外，還有就是盡量都“動”起來，就是盡可能的使用運動拍攝，這樣畫面比較活，而且在縱深、出屏的效果上還能體現(xiàn)出被攝物的主、陪、背體層疊的變化效果。另外就是雙機(jī)同步變焦的一致性。就目前立體拍攝設(shè)備的同步控制系統(tǒng)而言，實現(xiàn)百分百的、絲毫不差的同步變焦還是有些牽強(qiáng)，即便是國外頂級的無線跟焦、同步變焦控制系統(tǒng)也不能夠保證完全一致。2）雙機(jī)鏡頭匹配性如果認(rèn)為隨便弄兩臺同樣型號的攝像機(jī)或者電影機(jī)就能進(jìn)行立體拍攝的話，那么是不可能拍出完美立體效果的。世界上沒有兩只完全一樣的鏡頭，也就是說沒有成像完全一致的兩只鏡頭。這就造成了在3D立體拍攝過程中比較頭疼的雙機(jī)鏡頭匹配問題。在拍攝畫面中，尤其是四個邊角，因為鏡頭畸變等問題會有某個或者某些邊角變形，這就使得兩支鏡頭拍攝畫面不可能完全一致。選擇高端的鏡頭尤其是電影鏡頭會減少這種現(xiàn)象，而通過3D立體拍攝架進(jìn)行匹配性調(diào)節(jié)也是必須的。3）同步控制系統(tǒng)3D立體拍攝用到兩臺機(jī)器，那么同步控制尤為重要。目前的同步控制系統(tǒng)主要有以下幾個功能：（1）同步錄制。此功能實現(xiàn)雙機(jī)同步錄制與暫停。（2）同步變、聚焦。此功能實現(xiàn)雙機(jī)同步變、聚焦，功能與價位的區(qū)別分為四大類，一是鏡頭電路控制，這類控制系統(tǒng)是通過數(shù)據(jù)接口連接鏡頭，傳送邏輯控制指令，實現(xiàn)鏡頭的變焦，適用于佳能、富士類鏡頭。二是鏡頭機(jī)械伺服控制，此類使用伺服電機(jī)馬達(dá)，卡在鏡頭調(diào)節(jié)環(huán)上面，變焦和聚焦分別使用一組馬達(dá)，適合所有的鏡頭使用，包括電影鏡頭。三是無線激光控制，此類屬于目前最為高端的控制系統(tǒng)，也可以說是專門為3D立體拍攝開發(fā)的，四通道八馬達(dá)，無線控制，激光跟焦，技術(shù)先機(jī)，同步效果最好，但是價位也最高，國外報價數(shù)萬歐元一套。四是攝像機(jī)、電影機(jī)廠商出品的配套控制系統(tǒng)，比如redone、arri等電影機(jī)的立體鏡頭以及同步控制單元；這種控制系統(tǒng)能夠與拍攝設(shè)備完美融合，缺點就是對機(jī)型的指定性強(qiáng)，同樣也是天價。4）3D立體拍攝設(shè)備的重要性3D立體拍攝設(shè)備主要包括立體拍攝架、現(xiàn)場監(jiān)視器等。3D立體拍攝架目前分為上下垂直和左右平行兩種。左右平行方式的立體拍攝架由于機(jī)身體積問題，兩臺機(jī)器的間距（以下簡稱為機(jī)距）不可能很小，這樣兩支鏡頭的距離很難達(dá)到6cm左右的最佳距離，因此在拍攝近距離場景的時候會出現(xiàn)重影以及脹眼等不