水中摄像

更新时间:2023-12-13 18:25

在水下进行的摄影和电视录像。水下观察距离可达2~4个衰减长度,视场角约为40°。水中摄像的清晰度和观察距离比空气中摄像低得多,目标对背景的对比度和图像分辨率大为降低,由于水体对光谱的衰减特性,必须对彩色摄像进行色度校正。在水中摄像或观察系统中,必须考虑光学物镜的像差校正。

简介

有人运用平-凹透镜作水密封窗口,可使水中视场角和空气中摄像的视场角相同,使水密封窗口的色差和像差消除。校正之后,视场角可达90°,中心分辨率可达40线/毫米。大型水中摄像系统,如照相机、电影摄像机电视录像机、立体摄影机等,都要有相应的运载体。这项技术广泛用于海洋地质、海洋生物、水产的研究及海洋工程的设计和施工之中。

光的水中特性

光在水中的特性不同于它在大气中的特性,水中摄影首先有水对光的选择吸收

问题。600毫微米以上的长波长光在水中吸收性大。在水深10米以下,对摄影

有效的红色光不存在,因此仅利用自然光进行水中摄影,颜色为单一蓝色,而红色

系的颜色均表现为黑色。这种现象在水浅处也有影响,所以水中摄影几乎都利用辅

助光(以闪光灯为主)补偿红色光的不足。利用闪光灯辅助摄影,水中摄影照片的

颜色表现效果好,细部表现及影像的反差也较自然光摄影效果好。

水中摄影的第二个问题就是光受浮游生物的影响发生散射。在水中摄影时,因

水中散乱光的存在,影像反差下降率很大。很自然,摄影距离越长,因水中散射光

产生的光晕、反差下降率也越大。一般在摄影距离为10米以上时,影像反差极低,

不能得到实用的照片。要充分表现水中拍摄的景物,有必要将摄影距离限制在2米

至2米以下。进行特写摄影和在摄影距离短的情况下,选择使用可得到大角度画面

短焦距镜头,是得到真实表现照片的方法。在使用闪光灯摄影时,画面质量也受

散射光的影响而降低。散射光的强度在散射光和闪光灯入射光方向一致时最大,在

两者成±90°度角时最校根据这种特性,拍摄时要尽可能对被摄体进行一定角度

的照明。从正面对被摄体照明,画面中摄入的水中浮游生物反射光强,照片画面质

量低劣。

水中摄影的第三个问题就是水中光散射、光吸收特性引起的光量下降现象。自

然光源的太阳距水面很高,太阳光相对水面的入射角在0~60°范围时,受水面

反射的损失光量在10%以下。水浅处的摄影和陆上摄影的光量相差并不太大,但

在透明度为30米的海水中,水深达到10米处,光量只有大气中的50%。透明

度低的水中光量下降率将更大,因此有必要根据摄影位置选择使用高感光度的胶片。

以上为自然光的情况。在以人工光源摄影时,这种光量降低现象更为严重。根据闪

光灯等人工光源使用中的闪光指数(空气中的)所定的曝光量不能直接采用,要根

据水的透明度、透视度以及摄影距离进行修正后,方可采用。

一般摄影距离在1米以内时, 水中闪光灯的闪光指数为空气中的1#2;摄影

距离1~3米时, 水中为空气中的1#3;摄影距离为3米以上时,水中为空气中

的1#4; 摄影距离在5米以上时,闪光指数大的闪光灯效果也很差,失去了利用

的价值。

在浅水处摄影时,受水面波动影响,自然光的入射角有局部变化。结果是入射

光量呈不均匀现象直接表现在画面上。

此外,因光的波长不同,折射角不同,在画面上也出现摄入被分解的各单色光

现象。在水中摄影,还有一点就是因水的折射率(1.33)引起的镜头焦距的变

化。利用潜水眼镜在水中看到的物体大小较实际体积大,观视距离也有较实际距离

近的感觉。

通过镜头摄影和戴水中眼镜的情况完全相同,因此在设定摄影距离时,要按实

际测量值的1.33倍来设定。在目测或利用单镜头反光照相机直接通过取景器观

察,调对焦点情况下,照相机与被摄体间距离也就是已被考虑折射率的摄影距离。

此时直接利用该摄影距离摄影即可。另外利用陆上摄影镜头在水中摄影时,镜头的

焦距发生变化,此时要将所用陆上摄影镜头焦距的1.33倍数值作为水中使用的

焦距。

水中摄影器材

水中摄影照相机主要有两种:一种是在制作时就考虑了防水耐压,可直接用于

水中摄影的照相机;另一种是将陆上摄影的照相机装入防水耐压构造的容器内进行

使用的装置。

这两种照相机各有长处及短处。最好根据摄影用途、场所、时期、海洋及被摄

体的状态分别使用。但作为水中摄影器材,不仅专门的照相机,而且防水耐压容器

也很昂贵。所以这两种摄影装置不能同时具备的人一定很多。在自己要拍摄的水中

照片主题明确后,相应选择一种照相机即可。没有必要具备两种摄影装置。

本身为防水耐压结构的水中摄影照相机有尼康诺斯V型及IV型(日本光学工业)、摩他玛林35(Sea&Sea)、塔夫格依HD-M(富士胶片)等。其中专门用于水中摄影的照相机是前两种。塔夫格依仅在水深为2米以内时才可有效摄影。将其用于江河、海岸、游泳池内摄影,可得到简单的水中照片。下面介绍一下这种防水耐压结构照相机的优缺点。

首先,这种照相机体积孝重量轻,便于携带。在水流急,一般照相机难于移动

摄影的情况下,由于这种照相机小而轻的特点,在水中环境更为恶劣的条件下,也

可带入水中并可移动摄影。近摄镜头可在水中换取,可使用15毫米等超广角镜头

也是这种照相机的优点。使用这种照相机摄影主要利用目测对焦,这种对焦方法似

乎不太方便。但在实际摄影中,除摄影距离极短及使用长焦距镜头以外,可充分使

用镜头的景深,并且对摄影距离的估测感觉习惯后,目测值一般比较准确,使用不

成问题。用目测对焦存在的问题就是特写摄影或使用长焦距镜头时,景深很校摄影

距离略微设定不准,都将会拍成模糊不易辨认的照片。特别在近拍摄影时,本应对

自照相机内胶片平面至被摄体摄影距离进行测定,但在实际目测情况下所设定的摄

影距离基本上为摄影者眼睛至被摄体的距离。因此,有潜水眼镜厚度产生距离误差

的问题。在摄影距离为1米以上时,该误差值微不足道,一般没有影响,但在近拍

摄影中,该误差值相对来说就很大,对摄影有影响。

由于上述原因,大部分特写摄影专用附件,备有用于设定摄影距离的标杆或构

图框,利用这些附件对近距离被摄体可进行摄影。但在实际中,受被摄体种类和摄

影场所环境所限,不能使用标杆设定距离的情况很多,附件也有使用不便之处。在

使用长焦距镜头摄影时,因景深小,产生对焦模糊的危险性大,摄影必须采用小光

圈,由此需要使用超高感光度胶片。

陆上照相机装入防水耐压容器罩中的摄影装置的优点,在于这些装置使用的照

相机均为单镜头反光式,在任何条件下都可在取景器中确认对焦和构图,因此在近

拍摄影和使用长焦距镜头时,不需考虑对焦及被摄体位置问题,可进行快速摄影,

同样此时也不必拘于景深利用而设定光圈,可仅根据摄影表现设定光圈。

这种摄影装置存在的问题就是体积大,在水中小回转不便以及不能使用广角镜

头。当然将该摄影装置带到摄影地也不是很轻松的。摄影者一人同时携带两架专门

水中摄影照相机至摄影地也不成问题,因而可准备分别带广角和长焦距镜头的两架

照相机,根据摄影要求分别使用。而这种防水耐压罩圈的摄影装置一人携带两台则

不太可能。

防止耐压容器是陆上照相机进行水中摄影所需的防水耐压保护罩,需要时和厂

家联系,任何种类照相机的保护罩都可订做,从防水耐压结构的信赖性和经济性考

虑,似乎使用大量生产销售的现成品更实惠。现成品有哈斯布拉德、欧林帕斯OM

-1或欧林帕斯OM-2、尼康F2或F3、潘泰斯6×7等照相机。这些专用的

照相机大多可安装使用尼康诺斯专用闪光灯,但其中也有个别的只能使用自己专用

闪光灯的照相机,在购买前要了解清楚。

被摄体的选择

水中摄影时,被摄体对摄影作品的效果影响很大,被摄体选择(大多数情况下为寻觅) 的工作很重要。水中的同一 被摄体在白天、夜间、各季节以及不同的潮期,表现完全不同,因此要根据摄影目的进行选择。如照片1、2所示,在有潮流时,珊瑚类海花中的珊瑚虫不出现,画面表现平淡。海蜇类作为被摄体也很有特点,在不同季节,不同区域可看到不同的种类。同一种类物体也随季节及月份的变化而形状不同。因此,海蜇类不是在任何时候都可拍出同一形状。河豚鱼初春产卵,墨斗鱼冬天产卵,熊身鱼夏天产卵。在这种各海洋生物不同的产卵期和浮化期摄影也很有趣,但不一定产卵时期完全如上所述。在同类鱼中,也因品种不同而时期不同,所以有必要事先向渔民和当地人了解,作好精神准备。

因在动物图鉴、鱼类图鉴中对产卵日期也未作过记载,且存在产卵期不定的种类,

所以对被摄体进行耐心观察是很重要的。在不能选择水中生物产卵期摄影的情况下,

选择夜间摄影也很有趣。在夜间不仅对夜行性动物可以摄影,对其他水生物也大多

可充分接近摄影,可拍出独特的照片。

在水中发现海葵类时,对其后侧也仔细观察,就可看到表1闪光灯摄影的曝光

#摄影距离# #闪光指数1224321mF5.6F11F162mF2F4F5

.63mF1.4F2.8F44m -F1.4F2.8#完全无自然光, 且在透

明的海水中# #ISO100为基准可爱的虾和蟹。 在小岩石和珊瑚的下面,实际

也有各种生物生息。因此,对微小之处也要注意观察。此外可随时进行近拍摄影的

准备也很重要。

表2自然光摄影的曝光

摄影距离

水深

1m5m10m

1~2mF11F8F5.6~8

2~4mF11F5.6F4~5.6

4~6mF8F4F2.8~4

#夏季上午11时~下午3时(ISO1001#125秒,清透海水中,晴天)

表3近拍摄曝光表

#ISO感光度

##近拍装置

35mm

M-05

R-1.28mm

R-1.35mm

M-1.35mm

R-2.28mm

M-2.35mm

M-2.35mm

# # #

尼康

诺斯

80mm

R-3

28mm

R-3

35mm

尼康诺

28mm

35mm

GNO24

25F111414111414

64162020162020

100202424202424

GNO16

258101081010

64111313111313

100131661131616

#利用闪光灯情况下,利用尼康诺斯IV-A近拍装置在透明的水中摄影。

# #R-1、 R-2、R-3(阿波罗斯波?公司),M-05、M-1、M

-2(Sea&Sea)# # #尼康诺斯专门近拍装置#闪光指数以ISO100为

准。

水中摄影

尼康诺斯这类可直接带入水中的专门照相机,如上所述可使用15毫米级的广

角镜头,因此有充分接近被摄体,利用大景深的摄影方法。目前的闪光灯对15毫

广角镜头的摄影范围可足以照明。利用这种闪光灯即可拍出颜色准确,焦点清晰

的照片。这种接近被摄体的摄影方法,摄影距离很近,所以海水的透明度略低也可

得到具有一定反差的照片。特别在记录水中土木作业摄影中,大多采用这种方法。

这种接近被摄体,利用大景深的摄影法是在高透明度情况下可发挥威力的摄影法。

在透明度高的水中摄影,同样摄影距离短,对被摄体的表现效果好。因此,广角镜

头的利用极为有效。

近拍摄影

近拍摄影也是可得到高质量表现效果照片的一种方法,进行这种摄影,利用保

护罩型照相机可以确认对焦、构图情况,易于使用。无论使用哪种摄影装置进行水

中摄影都要使用闪光灯,闪光灯照射角的设定要使照射光自被摄体上方照明。在可

能的情况下,再另外使用一个闪光灯自被摄体侧面辅助照明,效果更好。

使用尼康诺斯这类专门水中摄影照相机时,对构图和调焦的精度要充分注意。

在不利用近拍装置进行近拍情况下,对视差也一定要注意。在近拍摄影时,闪光灯

强度很大,若被摄体背景为水,则背景在画面上为黑色。要多少表现出海水之蓝色,

可改变闪光指数,降低闪光灯的强度,或者利用水面作被摄体背景。在闪光灯同步

快门速度可选择的情况下,尽可能采用低档速度,这样可表现出水的蓝色。

水中摄影使用的胶片大多为彩色反转片,感光度为ISO60~100就足以

使用。从颜色表现出发,表现水的蓝可使用EPR、ER、富士克罗姆100D反

转片等。这些胶片表现的蓝色略带紫色调。可表现纯色感的胶片有柯达克罗姆反转

片。

在使用长焦距镜头,而又要得到较大景深时,可使用ISO400的胶片。

在水中近拍时,使用ISO50左右的胶片就足够了。在实际摄影中,可根据

摄影目的、条件及胶片表现特性来选择使用胶片。一般容易认为水中暗,最适于使

用超高感光度胶片摄影,但实际上并非如此。非超高感光胶片不可摄影的情况几乎

不存在。

表4水中摄影照相机和防水罩装置

机种名尼康诺斯

V#1V-A

摩他马林35

美能达

Weat~

Maric

塔夫格侬

HD-M

哈尼米克斯

110

厂家日本光学工业SEA&Sea美能达富士Hanimex耐压50m45

m5m2m45m使用照相机水陆两用同左同左同左同左镜头80mmF435m

mF2.528mmF3.515mmF2.835mmF2.8变焦镜头广角

(24mm)特写微距,可在水中换取26mmF3.538mmF2.8可使用

特写镜头实像取景器20mmF4备考光圈优先自动曝光V型可手动摄影35mm

尺寸内藏闪光灯可自动过卷,倒卷110尺寸内藏闪光灯自动曝光内藏闪光灯内藏

自拍装置自动过卷、倒卷110尺寸内藏闪光灯固定焦点自动曝光电动机构续表防

水罩机种名欧拉哥宝克斯哈斯布拉德尼康F2用欧林帕斯用潘泰克斯6×7厂家阿

波罗斯波特Sea&SeaSea&Sea旭光学工业照相机欧林帕斯OM-1欧

林帕斯OM-2500EL#M用C#M用SWC用尼康F2欧林帕斯OM-1OM

-2潘泰斯6×7镜头24mm,28mm35mm,50mm微距50,85,

100mm50mm,50mm80mm,135mm20~105mm20~1

00mm35~105mm备考可拍70张可用软包可用电动机自动切换曝光补偿

附切换手柄#另外还有很多, 由于篇幅关系只载登有代表性的相反,在利用闪光灯

的同步摄影中,要提高背景色调表现,利用低速快门摄影的情况很多。此时,使用

超高感光度胶片就有问题。使用彩色负片进行水中摄影,在印放照片时很难将色调

还原正确。因此在被摄体颜色不易被分辨的水中摄影时,最好使用彩色反转片。

在实际摄影中,被摄体为迟缓运动物时,最好也利用适度光圈的左右两档值多

拍几张。自动调光摄影时,可利用改变摄影感光度获得改变光圈的效果。例如拍摄

鱼鳞发光的鱼类时,因其反射光强,即使对其整体进行适度曝光,产生曝光过度的

现象也很多,因此摄影时要注意尽可能改变光量多拍几张照片。

在逆光摄影时,背景和被摄体的曝光量大不相同,要拍出高质量画面,最好改

变几次曝光量摄影。在被摄体运动速度快,摄影机会只有一次的情况下,以适度曝

光量摄影。但在可能的情况下,对反射率大的被摄体最好也利用较适度曝光量小1

2~1档光圈拍摄。

有关水中摄影的器材及曝光量归纳于表1~5中,望参考。有关水中摄影的详

细内容,请参阅写真工业出版社发行的《摄影技术手册》《照相机·镜头百科》及

《自然摄影技巧》。

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