第一篇:摄影中的测光应用
摄影是光影结合的艺术,但是如何将光运用好实在是一件非常困难的事,现在大多数相机都是自动测光、自动对焦相机,所以相机的自动测光是非常重要的环节。那么究竟什么是测光呢?简单的说,相机的光圈是控制相机通光量的元件,而快门则控制着曝光长短,只有正确的控制通光亮,才能保证相机正常曝光,胶片或者数码相机的CCD传感器能清晰的成象而不会出现欠曝或者过曝的情况。虽然现在大多数数码相机拍摄的图片都可以通过后期数字暗房处理来调节曝光,但是对于过曝过渡的图片,暗部细节和层次已经全部丢失,如果要想调节回来也比较困难,而如果是欠曝严重的照片,修正曝光后则会出现较多的噪点,细节也会有所损失,所以尽量让拍摄的照片拥有正确的曝光,是我们拍摄数码照片的前提之一。数码相机大多提供了多种测光方法可供选择,如何选择又是一件让人头疼的事,这里我们就分析目前常见的几种在数码相机中出现的测光方式,希望能对您日后的拍摄带来一定的帮助。
为什么要测光?
测光,是计测合适曝光的过程。只有通过测光获得正确曝光,才能得到令人满意的照片。
首先我们要明白和测光相关的3个概念。
曝光:是胶卷或者数码感光部件(CCD等)接受从镜头进光来形成影像。我们在照相的时候,如果照片中的景物过亮,而且亮的部分没有层次或细节,这就是曝光过度(过曝);反之,照片较黑暗,无法真实反映景物的色泽,就是曝光不足。
正确曝光:什么是“正确曝光”?正确曝光是相对的,在同样的光照条件下,物体的浅色部分和深色部分的反光度不同,要用胶片(或CCD等电子感光器件)正确的表现出物体,针对浅色和深色部分的曝光量也是不一致的。也就是说,在同一拍摄取景范围内,只要物体反光度不同,必然有部分曝光不足或曝光过度。所以在这样情况下,只要我们想要表现的主体曝光正确,这张照片就可以说是曝光正确。
现在的相机基本上都有自动测光功能,在大多数情况下都能让我们拍摄到曝光合适的照片。但在某些情况下,也会出现曝光让人不满意的片子。往往是我们人眼能够看到的景物,拍出照片后,差距会非常大。这是什么原因呢?
感光宽容度
我们还要了解一个概念:感光宽容度。从最明亮到最黑暗,假设人眼能够看到以下范围(见图1),那么胶片(或CCD等电子感光器件)所能表现的远比人眼看到的范围小的多,而这个有限的范围就是感光宽容度。了解这个概念之后,我们就不难了解,为什么在逆光的条件下,人眼能看清背光的建筑物(暗)以及耀眼的天空云彩(明)。而一旦拍摄出来,要么就是云彩颜色绚烂而建筑物变成了黑糊糊的剪影,要么就是建筑物色彩细节清楚而原本美丽的云彩却成了白色的一片
相机自动测光的原理
相机自动测光是如何实现的呢?其实原理非常简单,相机自动假设所测光区域的反光率都是18%,通过这个比例进行测光随后确定光圈和快门的数值,光圈和快门是有相关联系的,在同样的光照条件下,光圈值越大,则快门值越小,而如果光圈值越小,快门值则越大。18%这个数值来源是根据自然景物中中间调(灰色调)的反光表现而定,如果取景画面中白色调居多,那么反射光线将超过18%,如果是全白场景,可以反射大约90%的入射光,而如果是黑色场景,可能反射率只有百分之几。标准灰卡是一张8×10英寸的卡片,将这张灰卡放在被摄主体同一测光源,所得到的测光区域整体反光率就是标准的8%,随后只需要按照相机给出的光圈快门值去拍摄,拍摄出来的照片就会是曝光准确的。如果整个测光区域的整体反射率大约18%,就像我们上面说的背景以白色调为主,这时如果之按照相机自动测光测定的光圈快门值来拍摄的话,拍摄得到的照片将会是一张欠曝的照片,白色的背景看起来会显得发灰,如果是一张白纸的话拍摄出来的就会变成一张灰黑纸了。所以,拍摄反光率大于18%的场景,需要增加相机的EV曝光补偿值,具体补偿的EV值则需要根据具体情况再分析了,此时经验就显得非常重要。反之,如果拍摄反光率低于18%的场景,例如黑色的背景,拍出的照片往往会过曝,黑色的背景也会变成灰色。所以,拍摄反光率低于18%的场景,需要减少EV曝光,这就是我们常说的“白加黑减”的原理。
如果相机支持手动设置曝光补偿,则可以通过这个方法解决,如果相机不支持这个功能,那么可以设置在相机的手动档,记录下相机用自动档第一次测光得到的光圈快门数值,随后切到M换档,通过适当增减快门速度来实现曝光补偿的目的。什么是TTL测光?
在许多相机的规格表中我们都能看到一个常见的名词“TTL测光”,这个“TTL测光”究竟是什么含义呢?“TTL测光”的英文全文是Through The Lens,意思是通过镜头,用在测光这里就是表示这是一种通过相机镜头测量光线的方法,简称为“TTL测光”。
“TTL 测光”技术起源于1964年,当时人们外出拍摄时都需要携带一块测光表,先测光之后再设定相机的光圈值以及快门值,随后进行拍摄,整个过程比较烦琐。而 “TTL测光”正好解决了这个问题。在拍摄时,摄影师半按快门,相机启动TTL测光功能,入射光线通过相机的镜头以及反光板折射,进入机身内置的测光感应器,这块测光感应器和CCD或者COMS的工作原理类似,将光信号转换为电子信号,再传递给相机的处理器运算,得到一个合适的光圈值和快门值。用户完全按下快门,相机按照处理器给出的光圈值和快门值自动拍摄。“TTL测光”最大的优势就是,“TTL测光”得到的通光量就是标准底片的曝光参数,如果相机前面加装了滤镜,“TTL测光”得出的测光数值和不加滤镜时是不同的,用户此时不需要根据相机加装的滤镜重新调节曝光补偿,只需要直接按下快门拍照即可。
相机测光模式
大多数的数码相机或传统傻瓜相机,大多数都具备这几种测光方式:中央平均测光、中央局部测光、点测光以及评价测光。这几种测光方式基本可以应付目前所有的拍摄,但是在影楼以及一些专业场合或者广告拍摄,摄影师依旧依赖测光表的数值来进行拍摄。
一、中央重点平均测光(或简称:中央平均测光)
中央平均测光是采用最多的一种测光模式,几乎所有的相机生产厂商都将中央平均测光作为相机默认的测光方式。中央平均测光主要是考虑到一般摄影者习惯将拍摄主体也就是需要准确曝光的东西放在取景器的中间,所以这部分拍摄内容是最重要的。因此负责测光的感官元件会将相机的整体测光值有机的分开,中央部分的测光数据占据绝大部分比例,而画面中央以外的测光数据作为小部分比例起到测光的辅助作用。经过相机的处理器对这两格数值加权平均之后的比例,得到拍摄的相机测光数据。例如尼康的相机采用的就是中央重点平均测光,尼康相机的中央部分测光占据整个测光比例的75%(这个比例各家品牌不同而有所差异),其他非中央部分逐渐延伸至边缘的测光数据占据了25%的比例。在大多数拍摄情况下中央重点测光是一种非常实用、也是应用最广泛的测光模式,但是如果您需要拍摄的主体不在画面的中央或者是在逆光条件下拍摄,中央重点测光就不适用了。
中央重点测光是一种传统测光方式,大多数相机的测光算法是重视画面中央约2/3的位置,对周围也予于某些程度的考虑。对于习惯使用中央重点测光的摄影者,用这种方式测光比使用多区评价测光方式更加容易控制效果。
适用拍摄用途:个人旅游照片,特殊风景照片等。
二、中央部分测光(或称:局部测光)
中央部分测光和中央平均测光是两种不同的测光方式,中央平均测光是以中央区域为主其他区域为辅助的测光方式,而中央部分测光则是只对画面中央的一块区域进行测光,测光范围大约是百分之三至百分之十二进行测光。中央部分测光模式是适合一些光线比较复杂的场景,此时需要得到更准确的曝光,采用中央部分测光可以得到拍摄主体准确曝光的照片。中央部分测光可针对一些特殊的恶劣的拍摄环境应用,能更加确保相机处理器计算出画面中央主要表现对象部分所需要的曝光量。在舞台、演出、逆光等场景中这种模式最为合适,不过由于分割测光(矩阵测光)模式的兴起,这种模式现在已经逐渐较少在相机中出现了。而佳能是坚持采用中央部分测光(局部测光)的厂商,一直到最新推出的EOS 30V胶片相机以及EOS 20D数码单反相机中都设计了9%区域范围的局部测光,这可以让没有点测光功能的相机在拍摄一些光线复杂条件下的画面时减小光线对主体的影响。
局部测光方式是对画面的某一局部进行测光。当被摄主体与背景有着强烈明暗反差,而且被摄主体所占画面的比例不大时,运用这种测光方式最合适;在这种情况下,局部测光比第一二种测光方式准确,又不象点测光方式那样由于测光点太狭小需要一定测光经验才不容易失误。适用拍摄用途:特定条件下需要准确的测光,测光范围比点测光更大时。
三、点测光(SPOT)
中央平均测光(中央重点平均测光)虽然可以充分的表现整个画面的光线反应,但是也有许多不足之处,例如需要精准的小范围物体曝光准确时,中央平均测光(中央重点平均测光)就不那么好使了,即使是中央部分测光(局部测光)有时范围也有些大。为了克服这些不足之处,一些厂商研发出此种点(SPOT)测光模式来避免光线复杂条件下或逆光状态下环境光源对主体测光的影响;点测光的范围是以观景窗中央的一极小范围区域作为曝光基准点,大多数点测相机的测光区域为百分之一至百分之三,相机根据这个较窄区域测得的光线,作为曝光依据。这是一种相当准确的测光方式,但对于新手来说,却不那么好掌握,怎样去区别一个测光点,变成了一个需要学习的技巧,错误的测光点所拍出来的画面不是过曝就是欠曝,造成严重的曝光误差。由于点测光的技巧,还可以用在日益盛行的数字相机微距拍摄时大放光彩上,这样可以让微距部分曝光更加准确。因此喜爱微距拍摄者必须尽力学好这种测光方式,初步可以选则画面中的中间小区域来作为测光基准点。点测光在人像拍摄时也是一个好武器,可以准确的对人物局部(例如脸部、甚至是眼睛)进行准确的曝光。
点测光只对很小的区域准确测光,区域外景物的明暗对测光无影响,所以测光精度很高,其用途主要是可对远处特定的小区域测光。掌握这种测光方式一是要求摄影者对所使用相机的点测特性有一定了解,懂得选定反射率为18%左右的测光点,或能对高于或低于18%反射率的测光点凭经验作出曝光补偿。点测方式主要供专业摄影师或对摄影技术很了解的人使用。点测方式使用不当会添乱。
适用拍摄用途:舞台摄影,个人艺术照,新闻特写照片等。
四、评价测光(或称矩阵测光)
评价测光(或称分隔测光)测光方式是一种比较新的测光技术,出现时间不超过20年,最早由尼康(Nikon)公司率先开发这种独特的分割测光方式。评价测光(或称分隔测光)测光方式与中央重点测光最大的不同就是评价测光(或称分隔测光)将取景画面分割为若干个测光区域,每个区域独立测光后在整体整合加权计算出一个整体的曝光值。最开始推出的评价测光(或称分割测光)一般分割数比较少,佳能、美能达、宾德等品牌的相机也都有类似的测光模式设计,区别仅在于测光区域分布或者分析算法不同。例如佳能顶级机器上设计的21区域TTL测光准确并且快速,这不仅仅依赖于相机本身的硬件性能,还和相机的处理能力以及数据分析算法关系紧密。
多区评价测光是目前最先进的智能化测光方式,是模拟人脑对拍摄时经常遇到的均匀或不均匀光照情况的一种判断,即使对测光不熟悉的人,用这种方式一般也能够得到曝光比较准确的片子。这种模式更加适合于大场景的照片,例如风景、团体合影等等,在拍摄光源比较正、光照比较均匀的场景时效果最好,目前已经成为许多摄影师和摄影爱好者最常用的测光方式。
适用拍摄用途:团体照片,家庭合影,一般的风景照片等。
上面介绍了测光的原理以及几种常见的测光方式,希望能给大家在实际拍摄中带来帮助,不过实际拍摄中受到物体色彩、各种光源以及自然界的光影都会影响到相机的测光精度。什么情况下需要进行曝光补偿?正补偿还是负补偿,这些都需要您根据实际情况以及经验来判断。多拍片,多看片,多理解,希望大家都能拍出自己满意的照片。
第二篇:测光团委工作报告
夯实基础 发扬特色 求真务实 勇创辉煌
---南昌航空大学测试与光电工程学院学院第二届团委工作报告
测试与光电工程学院第一团委副书记李孟生
尊敬的各位领导、各位来宾、各位代表:
大家好!
在这温暖与激情并存的季节里,我们迎来了测试与光电工程学院第二届双代会的召开。在学院党委的正确领导下,在学院各部门的大力支持和学院团员青年的共同努力下,共青团南昌航空大学测试与光电工程学院委员会第二次代表大会隆重召开了,本次大会的召开肩负着学院发展承前启后、继往开来的历史使命!本次大会的主题是:高举邓小平理论伟大旗帜,以“三个代表”重要思想为指导,全面贯彻落实科学发展观,以党的十七大、团的十六大精神为指引,认真回顾和总结学院共青团过去几年在组织的自身建设、团员青年的思想政治教育、校园文化建设、团员青年的综合素质教育以及服务青年成长成才等方面的工作,规划好下一阶段共青团工作奋斗目标。在学院发展的新阶段,团结和带领广大团员青年紧紧围绕学院党政工作中心,坚持“育人为本、德育为先”的工作理念,不断推进大学生综合素质培养与教育,努力开创学院共青团工作新局面。下面,我受共青团南昌航空大学测试与光电工程学院委员会委托,向大会作工作报告,请各位代表审议。
第一部分工作回顾与总结
回顾过去的一年,在校团委和院党政的正确领导和关心下,在各团支部和广大团员的共同努力下,围绕校团委、学工办的工作的重心,结合我院实际,以团委干部为骨干,认真组织各类学生教育活动,努力营造理论学习氛围,有效地促进了理论学习的深入开展,在思想建设、组织建设、社会实践、宣传等方面都获得了成绩,使我院的团建工作又上了一个台阶。
一、坚持党建带团建,加强思想道德教育和学院团委自身建设
为进一步夯实基础团委、支部基础,加强团员队伍建设,积极稳妥做好团员
发展工作,健全团学组织和干部队伍,只有坚持党建带团建,才能明确共青团组织的前进方向,实现共青团组织的全面提升。共青团是党的助手和后备军,必须始终坚持党的领导,讲政治、顾大局,才能始终保持正确的方向。
一年中,我们加强了团的自身建设,围绕校团委、校团支部指导中心,积极开展成人宣誓教育活动“我是团员我光荣”演讲比赛等,以团日活动、知识竞赛等形式多样的学习活动,进一步拓宽了共青团组织思想政治教育的覆盖面,巩固了理论教育成果,调动了团员青年理论学习的热情,加强了团员意识。同时我院为引进基层支部自我建设,相继开展了一系列的专题团会,为此,拓展了团员素质,加强了班级间的相互交流,激起了广大团员的浓厚兴趣。
二、加强团组织的基层建设,丰富团组织生活
为了全面贯彻落实科学发展观,以科学的理论武装广大团员青年,以马克思主义为中心的中国化的最新理论成果教育团员青年,以爱国主义、集体主义教育凝聚团员青年,团委积极组织开展各项理论学习活动、团员教育活动。深化团员理论认识,增强团员思想意识。
去年九月,为了庆祝建党90周年,我院特举办了“建党90周年图片展”和“我与昌航共奋进”系列团日活动。在各位领导老师的关心和同学们的支持下,取得了圆满成功。
2011五月,石秋杰老师因病去世。为了引导学生学习石秋杰老师的感人事迹,我们特以“学习石秋杰 感恩身边的恩师”为题举办了相关团日活动。在活动中,同学们深深的感受到了石秋杰老师的崇高精神和高贵品质。石秋杰老师是教师楷模、人生榜样,值得我们永远向她学习。
为了提高团员青年的综合素养,今年三月,我院组织了“文明礼仪进校园”系列活动。以我院党委副书记陆庆军老师的团学干部作风建设讲座和金正昆礼仪视频讲座为主体,开展了丰富多样的文化活动。在院团委老师的支持下取得了圆满成功,并获得好评。
四月和五月期间,为了带动学生班级团队意识,我院举办了拔河比赛,此次活动发扬了班级团队意识精神,在老师和同学的大力支持下取得了圆满成功。
宣传部是我院团委的外交发言人,是我院向外界展示自我风采的舞台,我们用最漂亮的姿势在舞台上展示自己的风采,文字的宣传也是重要的宣传方式,我们从海报、微博、人人网以及校报等媒体入手,把学院的内部风采展示给大家。
第二部分未来展望
总体要求是:高举中国特色社会主义伟大旗帜,以邓小平理论和“三个代表”重要思想为指导,深入贯彻落实科学发展观,围绕“加强内涵建设,突出航空特色”这一主题,继续解放思想,不断创新。
一、加强理论学习,提高广大青年团员思想政治素质
以理想信念为核心,帮助广大青年学生加强党团理论的学习,紧跟党的理论创新步伐,要按照建设社会主义核心价值体系要求,把学习实践邓小平理论“三个代表”重要思想与科学发展观有机的结合起来,紧扣时代热点,紧紧围绕党和国家的政治方针,密切配合学校工作重点,有效开展一系列富有教育意义的活动,不断提高同学们的政治素质和思想觉悟。同时,配合学校学院工作安排,充分发挥团支部活动教育作用,推进“学风建设”、“廉政文化建设”。
二、带领广大同学积极投身社会实践,自主创新,科技研究,提高广大青年团
员综合素质
把创新实践活动作为促进同学们理论联系实际、提升创新精神的重要途径,通过一系列活动提升同学们的综合素质。具体做法如下:
1、扩大志愿者队伍,拓宽志愿活动的服务范围,增强广大团员志愿服务的积极
性,吸引更多团员加入志愿者队列,推动志愿者活动发展。开展剑霞小学支教、233秩序维护等各种社会实践活动,深入企业、社区、敬老院做好志愿者公益活动。
2、继承我院优良传统,积极引导全院广大青年学生在自主创新思想的指导下,努力参加创新创业、科技研究、努力将学习到的理论知识应用到科技创新当中去。
三、优化内部结构加强队伍自身建设
1、加强学生团干部的培训力度,全面提高干部的理论素养和工作能力,努力培
养更多政治坚定、素质全面、作风务实、在学生中较高威信的优秀学生干部。提升学院干部的整体素质和工作能力。
2、加强团干部的业绩考核和监督工作,充分调动每一个成员的积极性、主动性
和创造性,使各部门各尽其能,每个干部都能严于律己,规范自我,服从组织纪律,充分发挥好联系上级领导,服务广大同学的作用,出色完成各项任务。
3、做好制度化、标准化工作,以提高工作效率,将各部门的各项工作(包括常
规、非常规工作)流程方式重新编排制定出书面标准,形成部门制度,以便开展工作时有章可循,提高工作效率。
四、各部门工作展望
1、宣传部还是会首先注重传统的海报宣传,但会通过邀请专业人员对部门干事
进行培训的方法对海报质量进行优化,加强其主体性、美观性和宣传性,是海报达到最佳的宣传效果。其次,宣传部加强与学校其他平面媒体、网络、广播站的联系与合作、如《校报》、《昌航青年》、起航网、微博、人人网、卧龙苑。创新宣传方式提升宣传效果。此外宣传部还将注重学院各项活动中期和后期的宣传工作,比如对活动进程的跟踪报道,对活动进行总结,对取得的成果以不同方式加以宣传。
2、志愿者服务中心继续做好本学院的几项志愿活动,同时继续加强与校学生会
志愿者部门的联系,发挥好志愿者服务中心在志愿活动中学校与学院的纽带作用。另外还将结合学校素质拓展学分评定工作,适时开展面向全院范围的志愿活动。
3、外联部在过去一年中,主要的拉赞助工作还算理想,虽然日益增长的对赞助
需求与赞助总是迟迟不到位之间的矛盾仍然存在,但付出的努力仍是有回报的!不过外联部在接下来的一年中的主要工作仍然总是集中精力解决矛盾。具体做法是将眼光放得更远,扩展联系商家范围,不仅局限于学校内或者学院附近,挖掘市区甚至外市的商家潜力,并稳固与商家的关系,努力与之成长期合作伙伴。
4、组织部继续做好各部门各项常规活动将院团委各项任务实施到位,配合校团
委工作的开展,通过团会切实加强对团员的教育。在具体工作中,做好工作记录并将部门各项工作方法流程标准化、制度化,是工作更顺利有序的开展。另外组织部在下一学年中组织一次入团活动,吸纳优秀同学加入团组织,组织部还将继续组织拔河比赛。
五、大型活动计划
在开学伊始,将组织一次大型的新生团员教育系列活动,将包括“团员意识深化团会”、“党团知识竞赛”、团员宣誓活动、主题征文等项目。通过这些活动深化新生团员意识,并使他更快融入到多姿多彩的大学生活中。
另外现已策划出的大型公益主题活动“爱心基金”,须将学院现有的部分公益活动融入其中,并加入更多的新元素、新亮点。通过公益教育团员,提升学院影响力。
第三部分工作中的不足
测试与光电工程学院团委在其前两年工作的洗礼下,做出了不错的成绩,也暴露出了其中的一些不足的地方,在此提出来,希望下一届予以改正和提高。
主要发现的问题有:
1.宣传问题:宣传方式多样化方面虽有所进步,但宣传覆盖面不够,基层宣传有待提高,宣传时效性不够,有时会发生宣传跟不上活动的进行步伐;缺乏后期跟踪报道,活动缺乏总结。我们应进一步调整机制及管理上的需求,拓宽有效宣传途径,充分调动学生会内部学生干部以及基层学生参与活动的积极性,多思考,多设计出新颖,有意义,有先进性的活动。
2.沟通渠道问题:上级与下级之间,各院系之间院与校之间的联系和交流不够。团委内部各学生组织之间交流不够,部门之间缺乏交流。
3.与兄弟院系的联系不够紧密,相互合作、交流和学习的机会少,学院活动在学校的影响力不够。
4.开展的各项活动的先进性不够。
在今后的工作中我们要进一步完善团委全体成员及相关工作人员的职责,使各类共青团工作人员树立新的岗位意识和责任意识,尤其是要扩大兼职团干部的职责范围。制定并完善相关制度,促进工作的规范与条理性,保证具体工作细节的有效落实,使团的工作具备扎实的基础;重视宣传工作,不断提高学院团委工作的整体形象;加快学院团委的网页的建设,并做好与校团委网页、学院各学生组织网页的链接,努力使团委的网页成为反映学院分团委工作的窗口与同学交流的平台;积极开展课外学术科技创新活动,着力培养团员青年的创新精神。以校
团委的工作要点为指导,扎扎实实做好基层团委的每一项工作,为我院广大团员青年成长成才做出贡献,我们相信测试与光电工程学院团委在今后会展现它最辉煌的一面。
各位代表、同学们,发展蕴藏着成长的机遇,崛起召唤着青春激情,回顾过去,我们心潮澎湃;展望未来,我们豪情满怀。那就让我们与我院的发展同呼吸、共命运,高举团旗跟党走,以十七大精神为指引,牢固树立科学发展观,在院党委以及上级团组织的正确领导下,求真务实、团结奋进,用我们的激情与智慧,继续谱写我院发展更加绚烂的篇章!
共青团南昌航空大学测试与光电工程学院第三届委员会
二〇一二年五月十五日
第三篇:光测应变测量
应变测量是材料和结构力学性能试验中的一项基本任务,是了解材料在力学载荷等因素作用下的变形、损伤和失效行为的基础,对于确定结构设计许用值、结构寿命预测和评估等均有重要价值。
其中光测力学是由光学和力学的交叉、结合而形成的一门实验科学,它采用现代光学测量技术和数字图象处理技术对力学参数进行测量。其主要的方法有:
• 云纹及云纹干涉法 • 光弹性法
• 散斑干涉及剪切散斑干涉法 • 数字图象相关法
• 全息/数字全息干涉法 • 其它
而光测力学的主要特点有以下几点: • 全场性 • 非接触性
• 高精度、高分辨率
• 以(数字)图像,特别是条纹图像为信息载体 • 操作和信息的提取较为复杂
一、几何云纹法
基本原理
云纹源自法语,意思是从中国传入的丝绸的“耀眼的光泽”或“波形图案”。在实验力学中,它指的是两个空间频率相差不大的振幅型光栅叠加在一起时所产生的明暗交错的条纹图案。通过分析云纹图案和条纹间距,可以测量物体的面内变形和应变以及三维形貌,这种方法成为云纹法。
如图1.1所示,云纹实际上是两个光栅间的互相遮挡与透过现象。云纹中的亮条纹是由两个光栅的白线相交形成的(源于互不遮挡)。而暗条纹是由两个光栅的白线与黑线相交形成的(源于互相遮挡)。由于人眼的分辩率或低通滤波性,白条纹中的黑线干扰被忽略了。
图1.1 云纹示意图
适用范围
云纹法是可以测定位移场及应变场的实验应力分析方法。用它来测量构件的位移和应变有很多优点。可用于各种材料,包括常用工程材料以及有特殊性能的材料,如低弹性模量的、各向异性的、复合或聚合材料等。可以应用于静荷与动荷,包括测定瞬时冲击或长期蠕变等,可以用于测定较大量程的变形——弹性、塑性直至破坏的大变形,还可以用于测定裂纹附近的弹塑性变形场,板、壳,以及二维和三维稳定等问题。
优缺点
用于测量构件的位移和应变有很多优点。它测量时所使用的设备简单,应用范围广。云纹法的不足之处是在测量弹性范围的微小应变时,还缺乏足够的灵敏度与准确度,但是近年来在这方面已有不少进展。
分辨率
云纹法测平面位移的分辨率为(参考栅的)一个栅距。一般为10-1000 微米
二、云纹干涉法
基本原理
云纹干涉是近20年来产生的现代光测力学中的一部分。由D.Post将高密度衍射光栅技术引入光测力学中,戴福隆利用波前理论科学解释了云纹干涉法原理,进一步完善了云纹干涉理论。云纹干涉具有高灵敏度、大量程、极好的条纹质量、非接触、实时全场观测等优点,从其诞生之日起就受到高度重视。目前云纹干涉的理论与方法研究已经基本完善,并在材料科学、无损检测、断裂力学、细观力学、微电子封装等许多领域应用广泛。
D.Post最早提出云纹干涉的解释,并概括为:云纹干涉发的本质在于从试件栅衍射出的翘曲波前相互干涉,产生代表位移等值线的干涉条纹。当试件受载变形时刻制在试件表面的试件栅也随之变形,变形后的试件栅与作为基准的空间虚栅相互作用形成云纹图。
适用范围
云纹干涉法可以测定全场面内位移。
在断裂力学中的应用为裂尖位移场/应变场的测量,塑性区的确定,断裂力学理论的验证等方面。在电子器件热,机械可靠性评价方面的应用包括:焊球热变形及疲劳寿命的确定,塑料封装材料吸湿膨胀系数的测量等。
优缺点
不仅克服了通常的全息干涉法不能直接获取面内位移场的困难,比较云纹法、散斑照相法更具有灵敏度,而且其量程也不像散斑干涉那样受到极严格的限制。此外,这一方法还可以对面内位移进行全场实时观测,这也是其他光学干涉方法是难以实现的。但是需要贴光栅,并且进行条纹处理,过程较为繁琐。
分辨率
测试分辨率都决定于光栅的空间频率(两入射光干涉形成的干涉条纹的空间频率是物理光栅空间频率的2 倍!),可以达到波长量级 几何云纹法与云纹干涉法的异同
• 条纹形成机制不同,几何光学干涉与物理光学干涉; • 测试分辨率相差很大;
• 测试分辨率都决定于光栅的空间频率;
• 云纹干涉法的条纹成因可借助云纹法的条纹成因理解(交叉入射光的干涉条纹可视为参考栅,但注意其频率问题);
• 变形的正负都可用相同方法判断(转动参考栅); • 条纹处理方法相同;
• 实现相移方法相同(试件栅与参考栅之间的相对移动)。
三、光测弹性法
基本原理
应用偏振光干涉原理对应力作用下能产生人工双折射材料做成的力学构件模型进行实验应力测试的仪器,简称光弹仪。应用它可以通过模型在实验室内进行大型建筑构件、水坝坝体、重型机械部件的应力和应力分布的测试,并可以在模型上直接看到被测件的全部应力分布和应力集中情况。
分类
光测弹性力学方法的发展,使该类仪器已有十余个品种,它们用于不同的范畴,可分静态应力分析仪及动态应力分析仪两大类。
静态应力分析仪中包括上述经典光弹性仪及其变形产品;如用于一般试验的简单型漫射式光弹性仪;用于现场的反射式光弹性仪及多种光弹性仪附件,如石英补偿器、条纹倍增器、斜射器等。在经典方法之外,还发展了全息光弹性仪、云纹仪、激光散斑仪等。这一类仪器都可用于测量模型或物体的表面形变。
在动态应力分析仪器中,发展了如多火花动态光弹性仪、多脉冲激光全息照相机等,它们可用于拍摄高速动载荷作用下的模型光弹性条纹分布的变化过程。以上已形成仪器系列。正在发展中的尚有自动光弹性仪、光弹性实验数据自动采集及处理系统,它们进一步简化实验操作,缩短了实验周期和提高了实验精度,是今后发展的方向。
适用范围
1、弹性力学实验,单向受力试件中园孔的应力集中系数测定
2、断裂力学实验,裂纹在两种材料界面附近的扩展行为
3、细观力学实验,位错在晶界运动、塞积造成的局部应力场
优缺点
光测弹性法的缺点是只能在模型材料上进行试验,优点可以测定主应力方向,应力场。
四、散斑干涉法 基本原理
散斑干涉法是20世纪70年代发展起来的一种实验力学方法,它是一种非接触式的测量物体位移和应变的技术。
当相干光照射到引起漫反射的物体表面时,物体各个部位所发出的次波在物体表面的前面相干而形成大量的明暗斑点,叫做散斑。这种散斑是非定域的,在物体前方的各个位置都存在,也叫做客观散斑。由于散斑和所照射的表面存在着固定的关系,我们在物体位移前和位移后分别将散斑记录在一张照相底版上。底板上的复合散斑图即反映了物体表面的各点位移的变化。通过适当处理可以将这种位移信息显露出来而加以测量。
散斑计量中,由于散斑场与其所应用的光学系统密切相关。因此,由光学系统的不同配置产生了所谓的客观散斑与主观散斑。客观散斑在其散射空间分布,而主观散斑仅在像平面上分布。
散斑计量的方法主要有基于散斑颗粒位置的变化所进行的检测的散斑照相术或单光束散斑干涉以及基于干涉散斑场相位变化而进行的检测的散斑相关干涉或双光束散斑干涉。
分类
双光束散斑干涉法
在相干光照明下,把待测表面漫反射所形成的散斑场,和固定且不变形的另一表面的漫反射所形成的散斑场叠加,构成一个新的散斑场。在待测表面发生变形的过程中,这个叠加而成的散斑场将发生如下变化:变形体表面沿法线方向每移动1/2波长的距离,斑的明暗变化就形成一个循环。当物体表面有不均匀的离面位移时,凡是位移为1/2波长及其整数倍的地方,散斑仍是原来的状态。变形前后斑的亮度分布的细节完全相同的区域,称为相关部分;反之,则称为不相关部分。故可以采用适当的方法,把相关部分的干涉条纹显示出来,从而了解物体表面的全场变形状况。
双光束散斑干涉法用于测量板的变形和振动,用于轮胎的无损检验以及用于测量人的耳膜在各种声响下的振动等。单光束散斑干涉法
在被激光照明的物体表面以外的空间,形成随机分布的散斑场。分布在空间的散斑,称为客观散斑;通过透镜成象而记录在平面上的散斑,称为主观散斑。物体发生微小变形,散斑也随之发生变化,它们之间有着确定的关系。把物体表面变形前后所形成的两个散斑图,记录在同一张底片上。底片上的每个小区域,和物体表面的小区域一一对应;当此区域足够小时,在底片上对应的小区域内的两个散斑图几乎完全相同,只是错动了一个与物体表面位移有关的小的距离。这时各个斑点都成对出现。其错动的距离和方位,代表所对应的物体表面小区域的移动。用光学信息处理的方法,对所记录的底片进行分析,就可以得到物体表面的位移或位移的微分的分布。
记录的方法,既可以直接记录客观散斑,也可以通过透镜记录主观散斑。通常采用的信息处理的方法,有逐点分析法和全场分析法两种。
单光束散斑照相已广泛用来测量物体表面的平动、倾斜和应变,如孔周的应变集中,蜂窝夹层板的变形,平面问题的应变和断裂力学实验中的位移场等。利用侧向散射光所形成的散斑,可以测量透明试件内部任一截面的位移和变形。
比较
散斑干涉法对防振要求低。双光束散斑干涉法的测量灵敏度和全息干涉法相当,单光束散斑干涉法的测量灵敏度则较低一些。用散斑干涉法比较容易获得分离的位移分量及其微分。此法的缺点是只能测量物体表面的平面部分。
将全息干涉和散斑干涉两种方法联合起来,互相补充,可以通过一张双曝光照片获得分离的三维位移分量的全场分布。
在激光散斑干涉法的发展过程中,形成了一种非相干光散斑法,或称白光散斑法。同激光散斑干涉法相比,非相干光散斑法有很多优点。激光散斑干涉法只能测量物体的平面部分,而非相干光散斑法却可以通过控制照相的景深,对三维物体表面进行有层次的照相,可以逐次测量三维物体各截面的位移和变形;激光散斑干涉法不能测量热变形,而且受激光器的能量限制,不便测量大面积的物体,而非相干光散斑法则没有这些限制;单光束散斑干涉法的测量灵敏度和散斑的大小有关,非相干光散斑法可以人为地控制所制作斑点的大小,使得测量灵敏度可以在较大的范围内变化。非相干光散斑法已用于测量雷达天线的热变形、大的混凝土构件的变形和裂纹尖端位移场等。
用途
激光散斑干涉法的用途很广,除了测取物体的位移、应变外,还可以用于无损探伤、物体表面粗糙度的测量、塑性区测量、振动测量、纹尖位移场测量等方面
五、数字图像相关法
基本原理
数字图像相关法(Digital Image Correlation Method,简称DICM),又称为数字散斑相关法(Digital Speckle Correlation Method,简称DSCM),是应用于计算机视觉技术的一种图像测量方法。
数字图像相关(Digital Image Correlation,i.e.DIC)测量技术是应用计算机视觉技术的一种图像测量方法,是一种非接触的、用于全场形状、变形、运动测量的方法。它是现代先进光电技术、图像处理与识别技术与计算机技术相结合的产物,是现代光侧力学领域的又一新进展。它将物体表面随机分布的斑点或伪随机分布的人工散斑场作为变形信息载体,是一种对材料或者结构表面在外载荷或其他因素作用下进行全场位移和应变分析的新的实验力学方法。
在实验固体力学领域中,对于不同载荷下,材料和结构表面的变形测量一直是一个较难的课题。一般包括接触式和非接触式两种,对于一般使用的电阻应变片接触式测量方法,受其测量手段的限制,不能得到全场数据,且测量范围有限,不能得到物体整体上的变形规律。而对于全场的非接触式光学测量方法,包括干涉测量技术(例如全息照相干涉法,散斑千涉法)和非干涉技术(例如网格法和数字图像相关测量法)。由于干涉测量技术要求有相干光源,光路复杂,且测量结果易受外界震动的影响,多在具有隔振台的实验室中进行,应用范围受到了极大的限制。而非干涉测量技术是通过对比变形前后物体表面的灰度强度来决定表面变形量,对光源和测量环境要求较低。数字图像相关测量技术可以直接采用自然光源或白光源,通过具有一定分辨率的CCD相机采集图像,并利用相关算法进行图像处理得到变形信息,可以说,DIC是一种基于数字图像处理和数值计算的光学测量方法。由于该技术的直接处理对象是数字图像,而随着科学技术和数字化技术的不断发展与更新,数字图像的分辨率和清晰程度不断扩大,因此,数字图像处理技术的测量精度也在不断提升。由于数字图像测量技术的上述优点,使得DIC技术被广泛接受,并被视为测量表面变形的一种有力而又灵活的工具。在材料科学领域,对于不同材料的应变、变形的测量一直是一个较为重要的课题,对于研究材料的性能以及内在的变形规律等具有重要的意义。而数字图像相关测量技术具有测量应变、变形显著的优点,因此,将数字图像相关测量技术应用在该领域具有很大的前景。目前,DIC技术已经在材料的力学行为测试与分析上有着许多应用。尤其是对于低维膜材料、生物材料、木材及岩石材料的变形场的定量测量。但是对于在金属材料方面的运用并不是很普遍,尤其是在国内这方面的报道相对较少。
在国外,Puerto Rico大学的Rommel等人米用DIC方法研究了铝、砖块等材料的变形行为,并与理论应变值以及引伸计测量值进行了对比,得出对于砖块两种方法测量应变很准确,对于¢3釆用DIC测得值要高于理论值。M.Rossi等人研究了数字图像相关测量方法在板材平面各向异性方面的报道,测量了板材的塑性应变比r值。此外,V.SavicL.G.Hector等人将DIC方法用在了马氏体钢的变形以及断裂方面的研究工作上,给出了该钢在拉伸过程中应变场的分布。B.Ahn和S.R.Niitt等人利用数字图像相关测量方法对绍镁合金在微尺度下的变形行为及应变值进行了相关研究。
在国内,采用DIC方法来进行金属材料变形过程的研究较少。徐飞鸿等人利用数字图像相关测量方法的理论提出了一种金属材料塑性变形过程中塑性变形区域的识别方法。桂良进、高付海等人进行了数字图像相关技术的试验,将DIC方法利用在双相钢的单向拉伸断裂失效的研究上,详细分析研究了试样的拉伸断裂过程,捕捉了其分散性失稳和集中性失稳的发生时刻,得到了颈缩时刻的横向应变分布。刘主琛等人利用数字散斑相关法研究了铅和铜裂纹尖端损伤区内应变场的测量。
DIC在变形及应变方面的应用与其它基于相干光波干涉原理的光测方法(如电子散斑干涉、云纹干涉法)相比,数字图像相关方法具有其明显和独特的优势:1)仅需要一个(2D DIC)或两个数字相机(3D DIC)拍摄变形前后被测物体表面的数字图像,其光路布置、测量过程和试样准备简单;2)无需激光照明和隔振,对测量环境要求较低;3)可与不同时间分辨率和空间分辨率的数字成像设备(如高速摄像机、光学显微镜、扫描电子显微镜)直接结合,因此适用测量范围广泛。
适用范围
直接测量各种尺度物体表面(甚至物体内部)在载荷作用下的位移/变形场;
确定各种材料(复合材料、生物材料、低维材料)的力学常数(弹性模量、泊松比、残余应 力、应力强度因子、热膨胀系数„);
验证有限元计算和力学理论分析的正确性。
分辨率
可以达到零点几个像素。
优缺点
1、数字图像相关方法的优势
非接触、全场测量(与电阻应变片相比);
测量设备、过程简单,无需激光、隔振台,适用于现场测量(与ESPI,MI,DH 相比); 适用测量范围广泛,微纳米尺度、高低温环境、高速动态(与ESPI,MI,DH 相比); 测量过程自动化,直接获得变形场(与ESPI,MI,DH 相比)。
2、数字图像相关方法的不足
目前的技术不适合宏观物体的非均匀小变形测量; 计算较耗时,目前的计算不能实时显示测量结果。
六、全息/数字全息干涉法
基本原理
1、全息干涉计量技术
全息干涉技术是指应用全息摄影法进行干涉计量的一种技术。它利用全息摄影法,将两个或若干个状态略有差异的、来自同一物体的光波,记录在同一块全息干版上。再现时,可以同时再现这两个或若干个略有差异的物光波,各些物光波相互干涉、并形成干涉条纹。该干涉条纹反映了物体不同状态之间的差异,而这种差异正是干涉计量想得到的物理信息(如变形、折射率等等)。
全息干涉计量术根据记录方式的不同,可分为:双曝光法、实时法、时间平均法和频闪法等。其运动形式如下表所示:
2、双曝光全息干涉计量技术
所谓双曝光全息干涉技术就是指,在物体变形前后对物体进行双曝光全息摄影,以获取物体的变形信息。测量分两步进行:干涉记录(曝光两次)以及衍射再现。
3、数字全息干涉法
随着数字相机高空间分辨率的提高,通过数字记录、数值再现的数字全息逐渐代替传统的全息方法。数字全息是用光电传感器件(如CCD 或CMOS)代替干板记录全息图,然后将全息图存入计算机,用计算机模拟光学衍射过程来实现被记录物体的全息再现和处理。其特点如下:
• 避免湿化学处理,制作成本低; • 成像速度块,结果的实时显示;
• 记录再现灵活,参数(焦距、图像尺寸、分辨率等)可灵活控制。
适用范围
• • • • 漫射固体表面三维位移场和振动振幅场的测量; 透明固体内厚度变化和折射率变化的测量; 三维物表面的形状测量;
气体或液体内密度、温度和浓度变化的测量等等。
优缺点
普通照相只能记录物体的光强,也就是光的振幅,而不能记录光的相位。而全息照相的干涉条纹不仅反映了参考光和物光的振幅,而且反映了参考光和物光的位相关系。附:光测仪器生产厂家
美国英斯特朗集团
英斯特朗集团(INSTRON CORPORATION)是1946年从美国著名的麻省理工学院(MIT)创办、发展起来的一家国际性材料试验仪器生产公司。其总公司设于美国,生产工厂分别设在美国、英国和德国。在全球20个国家和地区分别设有37个分公司、办事处、试验应用中心和技术服务中心。
目前,英斯特朗公司每年生产约2千台(套)各种类型材料试验机、冲击试验机、硬度计和结构试验系统。现已有数万台英斯特朗试验设备在近百个国家和地区的众多领域中发挥着作用。自1946年英斯特朗公司研制了世界上第一台闭环控制的电子万能材料试验机和世界上第一个应变片式载荷传感器,六十多年来,英斯特朗公司始终致力于以最新的科学技术开发高精度材料试验仪器和系统及其应用,在各时期均研制出代表当时世界最先进技术水平的材料试验机。自七十年代中期,英斯特朗公司率先将全数字化控制技术应用于材料试验机的控制系统,所有英斯特朗材料试验设备及结构试验系统都符合国际通用试验标准如 ISO、ASTM、EN等标准,并可按照这些标准中的有关规范对纤维、纺织品、金属、陶瓷、橡胶、塑料、复合材料、木材、纸张、食品等各种材料进行力学性能的试验和研究。
英斯特朗材料试验机及结构试验系统以其技术先进、质量优良、可靠和完善的售后服务、具有极强的竞争力,其性能/价格比通常优于其它公司的产品。
卓力特光电仪器(苏州)有限公司
卓力特光电仪器(苏州)有限公司是一家集研发、制造于一体的美资光电设备制造厂商。公司由五位力学、光学及电子专业的留美博士合作创立于1992年,产品涉及光电仪器、光测力学实验室、光弹性力学实验室、三维数字全场光测力学实验室等几个部分,主要产品包括光学镜头、LED数码光弹仪、多功能光测力学系统、一维面内位移相移电子散斑干涉仪、一维离面位移相移电子散斑干涉仪、相移剪切电子散斑干涉仪、二维数字散斑相关测量仪、相移栅线投影测量仪、三维相移电子散斑干涉仪、三维形貌测量系统(宏观/细观)、三维数字图像相关测量系统、三维云纹干涉仪、长距离显微镜以及各类光学位移传感器、光纤应变传感器和各类光学力学传感器等。公司专门为中国力学学会举办的“光测力学讲习班”所设计的光测力学教学仪器得到了有关专家的好评和肯定。
公司常年聘用国内、外知名高校和科研院所的多位专家教授作为公司的技术顾问,结合自身实际,不断进行新产品的研制开发,目前产品行销各大高校及科研院所的实验室等地方。其中,我公司与国际知名研究机构合作研制的翘曲变形测量系统已于2005年初被飞利浦公司所采用。光测力学实验室仪器也被美国奥克兰大学、清华大学、中国科技大学、国防科大、首都医科大学、东南大学、北京航空航天大学、南京航空航天大学、西安交通大学、西北工业大学、武汉大学、兰州大学、河海大学等院校所采用,为他们的教学和科研提供了新的研究手段,增加了新的研究方向。
近年来公司加快了新产品研制的步伐,仅光弹仪就形成了4种不同规格近10个型号系列,满足了高效的各种不同的需求。此外公司的主要产品也从光测力学实验室演示向应用方向推进。2014年公司为国家某光机所定制的一维离面位移相移电子散斑干涉仪已投入其新型复合材料研发的变形测量。多尺度二维数字散斑相关测量系统应用于某高校试验机试件的拉伸变形研究。2014年公司正式成为山东科技大学硕士研究生光电实习基地。长春科新试验仪器有限公司
长春科新试验仪器有限公司,简称科新公司(原中科院长春科新公司测试仪器研究所),信用等级AA级企业,是集科、工、贸于一体的股份制企业。科新公司是国内最大的力学性能测试仪器供应商之一,是该领域的先驱和引领者。
公司成立于2000年5月,地处长春市经济技术开发区,占地面积14000平方米,建筑面积6000余平方米。现有职工180人,其中研究员级7人,高级工程师24人,工程师42人,研发人员占职工总数46%,汇集了长期从事试验仪器开发、生产、检验的专业工程技术人员,人文环境优越,技术实力雄厚,是吉林省政府认定的高新技术企业。多年来先后开发和生产出32个系列98种规格试验机,产品遍布全国各省市、并远销东南亚、非洲等地。
第四篇:风景摄影中光线及色彩的应用
风景摄影中光线与色彩的应用
1.琢磨不定的天气
光线在摄影的创作中是极其重要的,光线的明暗强弱,关系着景物形象的突出隐没,像影调的深浅层次、色彩的暗淡明快、空间距离的显示和画面均衡等,都首先取决于光线。
但光线就像是顽皮的孩子,它的强弱、冷暖等性质都会随着天气的变化而变化,甚至在同一天气里的每一秒钟,它都时刻不停地变化着。精明的摄影师会对这些变化时刻保持敏感,并充分利用不同天气中的不同光线、色彩来拍好每一张照片。
一般来说,晴天时的自然光从光线的性质来分,它属于直射光。这种光线的特点就是光照强、照度大,使得景物反差强烈,影调明朗,立体感强,能充分表现被摄景物的立体形态,同时能够提亮景物色彩 的明度,使画面看上去明快、热烈。
但是直射光线还存在着很大的弊端。由于光线的方向十分明显,如果使用顺光拍摄的话,难免使得景物看上去缺乏立体感。不仅如此,过强的光线会使得景物影调不柔和,并且导致色彩饱和度降低。因此,应该尽量避免在正午时分拍摄景物,而应该选择早晚的阳光进行拍摄,这时候的色温偏低,光照比较柔和,画面的色彩氛围更加浓重,有利于表达情绪、诗意和哲理。此时太阳的位臵低,与地平线的夹角较小,容易形成狭长的影子,从而丰富画面的形式感。
在晴天利用直射光拍摄风光的时候,也要注意时间和光位的选择。如果没有把握,尽量不要采用中午近乎垂直照射下来的光线。
雾天、阴天、雨天和多云的天气也较为常见,尤其是在远离市区的郊外,晴朗的天气说变就变。初学风光摄影的人往往只忙于躲雨,却不曾想到这样的天气尽管光照变得暗淡下来,却仍然是风光摄影创作的好时机。
像这类天气中,光线最不同于晴天的地方在于,晴天的光线属于直射光,此时属于散射光。散射光的照明特点则是光质柔和、反差较小、色彩饱和,能使被摄体的暗部充满细节,使得画面给人以柔和安静的感觉。这样有利于渲染那种孤寂、清静的气氛,拥有别样的美。
但是,相比晴天的直射光线,特殊天气的散射光在使用起来更难控制。由于光照度低,直接导致景物能见度大大下降,进而使空间感减弱,在这种光线下拍摄风光照片,景物的立体感不那么强烈了,画面很容易看起来平平淡淡,没有特点。
专家技法——不同天气的散射光
不仅阴雨、雾雪天气时的光线属于散射光,在晴朗的天气,景物阴影中的光线也属于散射光。
这时候应该怎么办呢?通常我们建议在阴雨等天气的散射光线下拍摄风光照片时,应该尽量选择色彩鲜艳的景物作为前景,使得画面中既有了亮点,也更容易突出空间感、纵深感,这样的照片才更加生动、丰满。
其次,尽量多拍摄一些近景,也能够使得画面的空间感和立体感增强。另外,可以适当地增加一些曝光补偿,这样照片看起来会更加活泼。
不同天气的不同光照产生不同效果,而捉摸不定的天气本身,也可为拍摄主题加以表现。
晴好天气天空湛蓝,白云飘飘,并且空气能见度高,晴朗天空下的景物清晰,色彩鲜艳,给人清新明朗之感。而阴天则空气能见度低,视野容易被灰蒙蒙的空气所阻挡,显得不够开阔,令人郁积。山雨欲来风满楼之时,乌云密布,狂风四起,黑云压城城欲摧,叫人胆战心惊。而暴风雨之际,雨线将可见的世界遮蔽起来,狂风拍打着心脏,不寒而栗。
2. 光线与气氛的把握
在风光摄影中,用光的作用之一是为了烘托主题,渲染气氛。风光摄影不仅能够展现大自然的美,摄影师还能通过运用光线和色彩等造型手段营造某种氛围,并以此来抒发内心的情感,这样创作出来的 作品才是鲜活的,富有生命的。
不同的光线往往给人不同的心理感受,比如明快、压抑、低沉、欢乐、热烈、肃穆、萧瑟、冷寂、寥落、恐怖等,进而情景交融。而在各种天气,阴、晴、雨、雾、雪,还包括一天当中的不同时间段,如日出、日落、正午等,这些时刻的不同光线,营造出来的气氛给人的感受也是截然不同的。晴朗的天气往往给人以明快、活泼的感觉,营造出欢乐的氛围;阴雨天气会带来安静、寂寞、阴冷的气氛;日出、日落使人觉得充满生机,朝气蓬勃,或者有安详、壮美的感觉;正午十分强烈的光线,则带来热烈、燥热等难以控制的气氛。
不仅不同天气、不同时刻的光线能给人不同的心理感受,营造出不同的画面氛围,有些特殊的光线也特别能够渲染气氛,比如穿过云层的从上方投射下来的光束,明亮并且集中,往往能营造出神圣、光辉的画面氛围,并隐约带着神秘感,很能吸引观者的注意力。
比如下图中,雨后,浓密的乌云还未散去,太阳光却开始穿过厚厚的云层射向大地,那种强烈的穿透力似乎携带着某种神秘的力量,引人遐想。
专家技法——光线带来情感的偏向
不仅不同的光线质感会赋予景物不同的形态,从而带给我们不同的视觉气氛,光线的色彩也同样具有迥然的感情色彩,比如阴天时光线效果偏蓝,也会给人阴冷的感觉,而夕阳十分温暖的橙色,则会让我们感觉到一种热情、温暖和张力,等等。
日出日落时分光线温婉,这种光线下的景物也显得氤氲、温馨而宁静,此时对于表现一些、浪漫、温情、怀念主题的作品比较恰当。
3. 从黎明到黄昏
一天当中,随着黎明与黄昏周而复始地交替循环,太阳的位臵不 12 断地移动,从而导致每个时刻光线都不同,对景物的造型效果也不同。那么是否所有时间段的光线对拍摄都是有利呢?并不是这样,风光摄影的采光,要求摄影师合理的选择一天中合适的时间。
一般来说,正午时分不是拍摄风光的好时机。因为正午的时候太阳角度较高,并且大气层中的雾气基本全被蒸发了,因而光线是直接射向大地的,光照很强,一般来说,是不利于拍摄的。
日出日落无疑是一天当中光线最富表现力的时刻,能够为风光摄影提供戏剧性的照明效果,这时,低角度的阳光常常穿透云层或者反射下来,壮观的景色使人惊叹。
许多风光摄影师都不惜摸黑早起拍摄日出的壮美景色,而在结束了一天疲劳的拍摄之后,还久久不肯离去,为的就是要将黄昏时分的最后一抹光线记录下来。
一天中最佳的拍摄时间应该是上午十点以前和下午两点以后,因为这时候太阳的位臵还不是很高,天空中还有未散去的水汽和雾气。如果此时天空中有薄云的话,拍摄效果还会更好一些,因为薄云下的光线非常柔和,景物有明显的阴影,但亮部却不是那么刺眼。光线从薄薄的云层穿过,使光线散射形成十分柔和的光源,是摄影创作的最佳光源之一。
4. 意境幽深的逆光摄影
当光线从相机对面,景物的后面照射过来时,能获得极具艺术效果的逆光。利用逆光拍摄景物,能够获得简明的景物轮廓,并且加剧画面的表现力。
逆光下的剪影
光圈:F10 快门速度:1/50s 感光度:ISO100 利用逆光拍摄各种景物,都是不错的选择。比如拍摄山景,可以使远处的山变得浅淡朦胧,若隐若现,近处的山却愈加明显,这样色调有深有浅,更有意境。
利用逆光拍摄水景,能够使水面朝相机的方向反光,尤其是早晚光线角度较低的时候,平静的水面在逆光的照射下仿佛是一面闪光的镜子,白亮而透明;如果是流动着的水,就会显现出波光粼粼的样子,异常动人。
逆光还能表现半透明物质的透光性,所以使用逆光拍摄树和花,也能为景物增色,树叶和花瓣在逆光下能够呈现出半透明的状态,叶脉都清晰可辨,不仅如此,树叶和花瓣的颜色也会变得更加鲜艳动人。
曝光模式:光圈优先曝光补偿:-0.7EV逆光作为摄影用光中的一种常用造型光,广义上包括全逆光和侧逆光两种。它的基本特征是:从光位看,全逆光是对着相机,从被摄体的背面照射过来的光,也称背光;侧逆光是从相机左、右135°的后侧面射向被摄体的光,被摄体的受光面占1/3,背光面占2/3。从光比看,被摄体和背景处在暗处或2/3面积在暗处,因此明与暗的光比大,反差强烈。从光效看,逆光对不透明物体产生轮廓光;对透明或半透明物体产生透射光;对液体或水面产生闪烁光。
逆光效果能够增强被摄体的质感。特别是拍摄透明或半透明的物体,如花卉、植物枝叶等。逆光为最佳光线,一方面,逆光照射使透光物体的色明度和饱和度都能得到提高,使顺光光照下平淡无味的透明或半透明物体呈现出美丽的光泽和较好的透明感,平添了透射增艳的效果;另一方面,使同一画面中的透光物体与不透光物体之间亮度差明显拉大,明暗相对,大大增强了画面的艺术效果。
逆光还能增强氛围的渲染性,特别是风光摄影中,逆光效果这一种作用尤为强烈;
逆光能增强视觉的冲击力,它能使背景处于背光之下,曝光不足,色彩还原差,使背景得到净化,从而获得突出主体的效果;其次,它能生动地勾勒出被摄体清晰的轮廓线,使主体与背景分离,突现被摄体外形起伏和线条,强化被摄体的主体感;再次,它能深入地刻画人物性格,由于整个画面受光面积小,面部与身体的大部分处于阴影之中,形成以深色为主的浓重低调画面,有助于表现人物深沉、含蓄、肃穆或忧郁的性格。
同时,由于影调反差对比度较大,明暗光线布局强烈,既可使人物面部的某些缺欠借助强光加以冲淡,又可利用背光的暗影予以隐 18 匿,以取得扬长避短之效。
逆光还能够增强画面的纵深感。特别是早晨或傍晚在逆光下拍摄,由于空气中介质状况的不同,使色彩构成发生了远近不同的变化:前景暗,背景亮;前景色彩饱和度高,背景色彩饱和度低,从而造成整个画面由远及近,色彩由淡而浓,由亮而暗,形成了微妙的空间纵深感。
在逆光下拍摄太阳,如果角度合适,画面中会出现大小光环,十分美丽;逆光下同样颜色的景物,却因远近分出深浅,从而增加空间 感;如果曝光和测光刚好合适,还能拍摄出简洁的剪影。总之,逆光总能为风光摄影增添光彩,可以大胆尝试。
专家技法——巧用逆光
逆光照明下,要注意避免画面因眩光所引起的高强光斑,当然,有时画面中出现适量的五彩光晕会增添形式美感,但要看是不是符合自己的创作需求。
5. 影调的魅力
所谓影调,就是在画面中起主导作用的色调。它是构成画面的基本要素,也是渲染画面氛围、表达意境的重要手法。
影调一般分为高调、中间调和低调三种。大部分风光摄影作品都是采用的中间调,中间调是指画面中由深灰到浅灰的丰富影调在画面中占绝对优势而构成的画面基调。它反差适中、层次丰富,能够充分 地展现被摄景物的立体感、质感和空间感,具有独特的魅力,给人质朴、恬静、柔和的感受。
但中间调同时又是最考验摄影师对影调控制能力的基调,如果控制不好,容易造成画面平淡而没有力度的不良效果。而数码相机不像胶片那样,拥有丰富的灰阶层次,表现力又稍差了一些,但不能因为这个原因在拍摄的时候随便增加反差而损失中间层次,这样很容易造成画面的不和谐,缺少影响的细腻感。
通常多云天气较为柔和的直射光,以及阴天时的散射光都适合拍摄中间调的风光照片,因为此时景物反差始终,色彩饱和度高,影调也十分柔和。
高调是一大部分两色调为主,只有少部分的暗影构成的影调,适合表现愉悦、明快、轻松、淡雅的感觉,像冬天的雪景、浅色的沙 23 滩等,都是典型的高调风光。在拍摄的时候,为了使画面简洁,可以适量增加曝光补偿。
低调是大部分以暗色调为主,只有少部分的高光构成的影调。和高调一样,低调影像也尽量追求简洁的画面,但它所表达的意境,往往是孤寂、落寞和意味深长的,比如落日前的景象、剪影等。好的低调风光摄影作品是耐人寻味的、百看不厌的。
6. 戏剧化的太阳效果
在大多数情况下,我们拍摄风光照片,只会把太阳当作光源,而很少将它直接拍摄进画面中。即使有将它拍进画面的时候,也是在日出日落之际。其实在艳阳高照的时候,如果尝试直接将镜头对准太阳拍摄,你可能会发现画面上会出现迷人的高光区域和长长的投影,这样往往会使你的照片产生意想不到的戏剧性效果。
但是,如果直接对着强烈的太阳拍摄,极容易使仅够产生眩光,在照片里,眩光通常表现为一个通常表现为一个圆形、椭圆形或多边形的亮斑图样,或者干脆是整个雾状的效果,眩光给影像带来的影响是减弱影像的反差和色彩饱和度。因此,直接对着太阳拍摄,在拍摄的时候必须要处理好镜头所产生的眩光。
为了减少不必要的眩光,首先要检查镜头的表面是否很干净,有 污渍的镜头也容易产生眩光。
还要谨慎使用滤光镜,因为滤光镜也会增加眩光,它会将镜头表面反射的光线再反射回镜头。最后,如果实在无法避免严重的眩光,可以考虑将变焦镜头换作定焦镜头,因为变焦镜头通常有更多的片组,这也是导致眩光出现的重要原因之一。
直接对着直射的太阳拍摄,曝光的控制也相当关键。最好进行1~2级的曝光正补偿,以调节中间调区域的细节。最好能够在镜头前加一枚中灰渐变滤光镜,它会使天空和太阳变暗,而不影响地面上景物的细节。
绝大多数情况下,拍摄者都会避免出现眩光的情况,因为眩光或多或少会影响画面。但是,眩光其实也是一种特殊的用光手段。画面中一个个色彩丰富或大或小的圆圈,使画面产生奇异的光影效果。
想要获得眩光效果,我们可以将镜头直接对准太阳,让光线进入镜头,并在镜头钱的玻璃上弄上一些微尘,这样眩光的效果更为明显。
7. 质感的体现
风光摄影不仅追求画面气势的雄伟与壮观,而且讲究细节的细腻和感人,因此,质感的表现在风光摄影中也是十分重要的。
风光摄影中的质感表现首先取决于景物本身表面形态和质地,不同的形态和质地会显出它们所固有的质感,这是毫无疑问的,比如岩石表面凹凸不平的粗糙质感、沙漠的细腻柔和、花瓣的柔软、水面的细滑等。如果能够在摄影作品中将这些质感完美地再现,自然能使画面更具亲和力,生动自然。
而对于景物质感的体现,光线起着十分重要的作用,任何明暗的 29 变化都会影响视觉上的质感效果。一般来说,光质较硬的光线下,景物的质感更加强烈,因为有明显的明暗差别和投影效果,能使人清楚地看到景物的质感。从光位来讲,侧光和逆光下,景物的质感会得到良好的表现。
作为风光摄影师,对质感的创造性表现仅仅靠用光是不够的,还要保持对视觉和触觉的敏感,对景物的直观感受和内在本质也要有深刻的了解。只有这样,才能在质感上取胜,使得自己的风光摄影作品更为优秀。
专家技法——器材也很重要
良好的质感也离不开精良的摄影器材,稳固的机身、高分辨率的镜头、低感光度以及得当的操作技术,都有助于景物细节的完美再现。
8. 色彩的基本元素
色彩同光线一样,是风光摄影不可忽视的造型手段。它不仅有助于表达作品的主题,也能在一定程度上渲染环境气氛,从而使观者感受到作者的情感和心理活动。由此看来,要想成为一名优秀的风光摄影师,还要具备一定的色彩修养,掌握色彩的运用规律。现在就和我们一起通过下面这样几个名词来理解彩色摄影的有关知识。
首先我们来了解什么是“色相”。色相又称色别,也可以说是颜色的“相貌”,用来说明是彩色的,区别于消色。像下面这张照片里,是由天空的蓝色、云朵的白色和草原的绿色组成的,它们分别呈现不同的色相,一起烘托出阳光明媚时草原那种宁静单纯的美感,带给我们安静、祥和的视觉感受。
色彩的明度有两层含义:一是指景物受到强弱不同的光线照射后 32 产生的明暗变化,二是指各种纯正色彩相互比较所产生的明暗差别,黄色明度最高,紫色明度最低。下面这张照片运用了明度最高的金黄色,烘托出秋天那种阳光灿烂的样子。
专家技法——消色
所谓消色,只是呈现黑、白、灰的不同亮度,而彩色则是呈现不同波长的光谱色:红、橙、黄、绿、青、蓝、紫,以及这些颜色的中间色。
常常有人把色彩的明度和饱和度混为一谈,在这里要区分开来。色彩的明度是指颜色的深浅、明暗程度,饱和度是指色彩的纯度。如果一种色彩接近它的光谱色,那么饱和度就越高。
一般来说,强光和弱光下的色彩被CCD记录后,效果往往不尽人意,而柔和阳光下的晴天和亮度较高的阴天,却都能记录下饱和的色 33 彩。
9. 不同色调的运用
理想的风光照片,也可以用迷人的色调取胜。风光照片的基本色调,可以是暖调或者冷调,也可以是淡彩色调或者重彩色调。灵活地运用各种色彩和光线,总能获得精彩、迷人的色调,从而引起观者 34 的共鸣。
暖调画面给人以温暖、热情、欢乐、进取等情感联想,红、橙、黄灯色彩是暖色,用这些色彩作为组成画面的主要颜色,就能得到一幅具有暖调视觉效果的照片。
此外,早晚的低色温光线也能获得不错的暖调效果的照片。
冷调照片给人以寒冷、收缩、萧瑟等情感联想,它象征着深邃、理智、辽阔等意境。青、蓝、蓝绿都属于冷色。如果一幅风光摄影作品中这些色彩占据画幅的支配地位,就能够得到一幅具有冷调视觉效果的照片。雾天、雪天和阴沉的天气适合拍摄冷调的风光照片,给人一种寒冷、凄凉的感觉。
照片描绘了大雪之后天地一片冰清玉洁的景象,蓝色的天空、淡蓝色的雪地和冰面,这些景物无一不带着冷冷的色调,尽管看不到寒风和飘落的雪花,仍能使人充分联想到冬季那种清冷的感觉。另外,这种明净的色彩,也更衬托出冬日天地的宽广和辽阔。
我们在前面已经了解到,高调照片能够制造明快、愉悦的效果。如果将景物中黄、白或者比较浅的、明度很高的色彩配臵在一起,便会得到一幅具有淡雅效果的彩色画面。
专家技法——高调照片与低调照片
高调、淡彩的风光照片比较偏向明快、清透的色彩组合,但仍然不排斥画面中有极少量的暗色调,这样浓淡相宜,画面才不会轻飘飘 38 的重不下来。同样,低调重彩的画面也是如此,不能排斥有小块亮的色彩存在。
淡彩构成的风光照片使景物显得清淡、典雅,给人一种平静、清爽的感受。
低调照片使人感到神秘、深厚、凝重。这样的风光照片一般都十分耐看,意味深长。如果采用深蓝、绛紫等深暗、沉重、明度很低的色彩组合构成画面,或者用大面积的黑色、深灰色占据画面,而彩色部分仅仅占了很小的面积,都能形成低调的重彩色调照片。
通常用明度较低的重彩色调来构成画面时,是为了表现一种沉重凝练的效果,因此可以在曝光正常的基础上稍作曝光负补偿来达到加深画面色彩的效果,通常-0.3EV、-0.7EV就比较合适了,不用减少太多的曝光量。
10. 如何更好地表现色彩
好的色彩可以让风光照片更加有魅力,但世间有千万种色彩,并不是乱用就可以获得好的效果。在利用色彩组成画面的时候,要强调色彩的和谐以及整体效果,只有所有的色彩都达到一定的均衡,并能够突出主体,才是理想的色彩组合。
首先,当运用的主要色彩中有明显的对比时,应该在色彩的整体效果的基础上进行。比如冷暖色之间和相近色相之间的对比。比如,我们确定一幅画面的基调是蓝色调,这时画面中还应该有其他色彩进行对比,但在色彩的对比运用中绝不能平分秋色,这样才能够在统一画面基调的同时产生视觉重点,突出主体,实现色彩构成的高品位。
总之,在运用对比色彩时,要有整体观念,从大处着眼,使画面有一个基本色调,要围绕突出主体而设臵。图中以虚化的油菜花地为背景,黄、绿色为基本色调,其间星星点点地散落着蓝色的小花,这两种颜色为对比色,但分布得十分匀称、和谐,并不相互影响,反而给人一种安静、清新的视觉感受。
不仅如此,运用色彩要做到简洁、美观。要懂得取舍,突出理想的色彩,抑制杂乱的色彩。不理想的色彩要果断舍去,实在不能舍去的,则要将景物安排在画面的次要位臵。
过多的色彩会分散视觉重点,影响画面的表现力。构图时要加强
对色彩的把握能力,其实色彩越少,画面越简洁,从而有效地突出主体。
好的色彩并不都是现成的,需要风光摄影师具有与普通人观察世界不同的眼力,要用全新的方式重新观察周围的一切。结合以上这些有关色彩的理论、搭配知识,就能更好地运用色彩,创作出美丽的风光照片。
自然之中的色彩并不会跟随人的意志而改变,它们只是客观存在着,因此需要我们从中去挑选那些色彩和谐的画面。
同样作为自然中的色彩,它们的表现往往由于自然光线密切相关,天气晴朗的时候,色彩的饱和度高,显得非常鲜艳,而阴天的时候,由于空气中的介质多,光线较之晴好天气没有那么强的穿透力,景物的色彩显得明度低,不够鲜艳。如果想好拍摄最漂亮的风光,也要学会选择适宜的天气光线。
第五篇:项目教学法在摄影课程中的应用
项目教学法在摄影课程中的应用
项目教学是职业教育中应用比较广泛的一种教学方法。本文从高职摄影课程出发,结合实践对项目教学法的应用情况进行探究。摄影摄像专业的实践性和应用性很强,需要学生具备良好的综合素质和职业能力。但目前高职摄影专业课程更多采用以教师讲授为主的教学方法,缺乏对学生职业能力的针对性培养,使得学生难以将“所学”转化为“所用”,这不仅降低了学生对摄影专业的学习兴趣,更影响未来的就业前景。因此,在课程改革的背景下引入项目教学,对于打破当前高职摄影教学中理论与实践相脱离的情况,提高职业教学质量具有重要意义。
项目教学法就是在教师的指导下,将一个相对独立的项目交由学生自己处理,信息的收集、方案的设计、项目实施及最终评价都由学生自己负责,学生通过该项目了解并把握整个过程和每个环节的基本要求。在项目教学中,最突出的实践特点就是“以项目为主线、教师为引导、学生为主体”,对于摄影专业而言,项目实践能够实现对专业多重教学目标的兼顾,缩短学生的培训周期,提高学校、教师对专业教学的控制力,进而推动理论与实践相结合,为学生的未来就业做好准备。具体来看,项目教学法在高职摄影课程中的应用主要有以下步骤。
一、组建项目小组
在项目小组组建的过程中,教师首先应坚持自身的主导位置,对小组的设置进行整体控制,利用自愿或者管理划分的方式完成分组;其次,对小组的成员结构做出要求,坚持“组间同质,组内异质”的原则,实现小组成员在能力、兴趣等方面的合理搭配,缓解合作中的矛盾,确保项目探究中的团结合作;最后,注重责任划分,团队的建立需要科学的管理,在项目合作中教师应根据学生的客观条件和小组之间的讨论协商,对不同成员的职责进行划分,确保项目合作中各司其职,体现个体在项目探究中的价值。
二、明确项目目标
在项目推进中,教师应针对摄影课程的某一主题,为学生提供讨论的空间,进而确定自主探究项目,为下一阶段的项目开展做好准备。项目主题的确定需要围绕摄影专业的教学目标进行:从理论知识的学习角度讲,学生需要在项目探究中学习并巩固不同摄影主题的理论知识,如拍摄特点、摄影器材结构、不同拍摄技巧的效果等;从职业能力发展来看,学生需要通?^项目推进,能够用文字或者语言准确表达摄影理念,根据摄影素材进行专题制作;从情感态度培养来看,在项目主题的探究中形成对摄影专业发展趋势的认识,并形成客观、认真、耐心的学习态度,增进小组成员之间的交流,提高合作能力。
三、制定项目计划
各项目小组在小组长的指挥下,明确自身职责范围并根据项目发展主题,制定各自的探究方案,通过讨论分析不断完善,确保每个环节对整个项目实践的支持。例如,在以“宣传册的欣赏与制作”为主题的项目探究中,各小组可以通过网络平台、专业摄影杂志等途径收集自然风光、广告和静物等摄影素材。在项目讨论中,成员各抒己见,对这些作品的拍摄角度、使用的器材、拍摄角度等进行分析,结合项目主题共同讨论并确定宣传册题目,对于实践的步骤和程序进行设计,确保项目探究能够按计划进行。
四、开展实践探究
项目教学包含实践探究环节。在摄影项目开展中,首先,教师应该指导学生根据项目题目,制定实践探究计划,对于即将拍摄的对象做好实地考察,并通过问卷调查、访谈、查阅资料等方式,对摄影主题内容进行不断丰富;其次,根据信息资料,对实践探索中的问题进行集中讨论,提出问题、分析问题,并在合作中解决问题,及时修改主题实践中的问题,给出最终的实践方案。在实践过程中,教师应该发挥辅助监督作用,不仅要及时解决学生在实践探究中的问题,还应该定期检查项目开展进度,督促学生按时完成项目探究任务。
五、完成作品制作
根据实践计划,各小组到现场进行拍摄,并对拍摄作品进行后期制作。例如,根据摄影主题,小组应该通过讨论对作品进行分组,并根据预期拍摄目标,制定摄影数量标准,确保作品能够充分表达主题;对摄影过程进行记录,利用照片、视频、笔记等方式对器材的选择、拍摄角度的设计、取景的原则、设计理念等进行表达,体现项目探究过程;根据拍摄记录,修饰所用材料和设备的外观,保证影像元素的显示效果;利用Adobe Photoshop、Lightroom等图片软件完成作品的后期处理,合成素材、修饰瑕疵、剔除不必要信息,以凸显作品的整体特色与风格。
六、汇报并评价成果
根据项目推进情况,教师应为各小组提供展示作品与交流评价的空间。在完成项目学习的主体任务后,教师首先要将各小组集合到班级中,要求小组长对项目主题进行阐述;然后,利用多媒体设备,进行作品展示,详细介绍项目探究的细节,其中不仅包括作品本身,还应包括成员的心得体会;最后进行作品评价,教师、小组、学生个体均应成为评价主体,确保评价过程客观全面,使项目探究的成果能够达到预期目标。
七、结语
从职业教育的实践经验出发,项目教学法的效果逐渐被认可。对于高职摄影专业而言,开展项目教学对于提高学生的职业素养具有重要意义。因此,高职摄影专业教师应积极开展理论分析,结合学校的实践条件,为学生设计项目学习情境,为其自主学习与合作探究创造机会,从而逐渐改变摄影专业理论教学与实践探究相脱节的局面,为学生的未来就业做好准备。
(内蒙古商贸职业学院)
基金项目:本文系内蒙古商贸职业学院校级课题“基于互联网的项目教学法在摄影课程中的应用研究”(项目编号:NSZY1517(Q))的阶段性研究成果之一。