大画幅数字摄影机能为我们带来什么?

2019-04-10 16:13:20 关联: 软件/硬件/附件

伴随着ALEXA Mini LF - Arri的发布,大画幅成为了这段时间,圈子里讨论的一个热门话题。不少人心潮澎湃,直言大画幅数字摄影机的普及,将会创造出一种截然不同的画面感受。

关于为什么大画幅看起来不同于传统的S35,时下也有很多观点,大部分最后都总结为景深的减小。


这当然没错,大画幅摄影机为了获得和S35摄影机相同的视角,需要更长焦段的镜头,这就导致了景深减小。


就拿ARRI Mini与ARRI Alexa LF/Mini LF来说,景深可以减小高达50%。


但事实仅此而已吗?


最近,国外一位技术大拿,从业20多年的摄影老师傅,ARRI, Inc.电影镜头专家Art Adams,就亲自上手做了一次测试。


我们一起来看看,大画幅到底有什么不同?



畸变测试


我们知道,长焦镜头的畸变校正比较容易,失真较少。


而大画幅摄影机需要比S35摄影机更长的镜头来捕捉广角画面,所以可推理出,在拍摄广角、远景(Long shot)的情况下,大画幅摄影机造成的镜头畸变和失真会更少,也拥有更好的“沉浸感”。


不过,现代电影镜头对于畸变都有不错的改善,那么大画幅和普通S35之间的畸变会不会相差很大呢?


这就是我要做的第一个测试,我比较了两套经过良好校正的电影镜头:ARRI Master Primes和ARRI Signature Primes。 

ARRI Master Primes T1.3 /Signature Prime T1.8


Master Primes是一款在光学上几乎完美的电影镜头,而Signature Primes则是拥有现代和经典两重特性的镜头,不过失真并不属于这些经典属性。


Master Primes只涵盖了S35画幅;Signature Primes则覆盖了大画幅。

 

我们来看看对比:

ARRI TSR  (老铁Chase Hagen的头被我固定住了)


我找来了老铁Chase Hagen做我的模特。我们在一台ARRI Alexa LF上拍摄了两次:一次是使用Master Prime拍摄3.2k,另一次使用Signature Prime拍摄4.5k,摄影机在两次拍摄之间保持静止。(3.2K是我做工作最常用的分辨率。) 

25mm Master Prime,3.2K,T1.8【S35】


35mm Signature Prime

 LF Open Gate (4.5K), T1.8.【大画幅】

 

分屏,左边是Master Prime / 3.2K,右边是Signature Prime / 4.5KSignature Prime背景更柔和,产生了更好的空间感,但这些镜头的失真都得到了很好的校正。(其他镜头,尤其是老镜头,可能不行。)


我看不出两者的畸变和失真有什么不同。我注意到的是Signature Prime比Master Prime在颜色感受上更温暖,并且对于背景的再现,更加有活力和对比,即使是在它质感很柔和的情况下。


Signature Prime表现出比Master Prime更多的渐晕,这主要是因为它的光圈是全开的,Master Prime的光圈不是(Signature Prime最大光圈为1.8,Master Prime最大光圈为T1.3)。


我发现除了每个镜头的特性和由于大画幅减小的景深之外,它们之间没有其它明显差异。


如果你想知道在3.2K到4.5K之间,换算系数的计算方法,可以看本文末尾。很简单,也很有用,但可能不是每个人都感兴趣。


关键是你要知道,在Mini的3.2K和Alexa LF的4.5k(或2.8K HD和UHD)之间获得等效视角,需要使用什么镜头: 找到相应标准的焦距即可


25mm (Mini) > LF 35mm (LF or Mini)

35mm (Mini) > 50mm (LF or Mini)

50mm (Mini) > 75mm (LF or Mini)

75mm (Mini) > 100mm (LF or Mini)


每一个焦段的变化,都会让景深减少一半。



景深、透视和深度


大画幅与S35的最大区别在于景深的减小。对于那些喜欢拍摄柔焦背景的人来说,大画幅会有明显的优势。

ALEXA Mini LF 官方宣传图


我在工作中,发现S35在T2时,景深变得很合适。我大部分时间做的是广告摄影,我发现T2.8对于现代人们的品味来说,常常显得太过锐利。不过在大画幅下,这通常相当于T2在S35中的感受。


在超过T2的情况下拍摄可能会有问题。在大光圈镜头(fast lens)上,T1.4实际上是F/1.2或F/1.3球面像差很难纠正,这会导致大光圈下的焦点发生明显的偏移。这也被称为“球差引起的焦点偏移”。


ps:球面像差:球面镜不能将所有光线聚焦在同一点,透过镜片边缘进入的光线会偏离焦点形成像差。尤其在大光圈的时候,有较多光线可以通过镜片。最明显就是一些光点会虚化成一团光,这是由于边缘位置进入的光线与中心聚焦的偏差较大所致。

要改善这种问题,可以将光圈收缩。而镜头设计上亦可以利用特别的凹、凸透镜组合修正折射角度。现代镜头则爱用非球面镜来修正这种问题,尤其是对于恒定大光圈的镜头,镜片直径大,球面像差也越明显,所以有些高级镜头可能有多达三片非球面镜。 


在我职业生涯早期,看到过这样一个例子:一家镜片制造商发布了一系列镜片,它们对这种异常现象非常诚实:孔径小于T2.8的镜头上有一个黄色的目标值,孔径大于T2.8的镜头上有一个蓝色目标值。


(在T2.4下拍摄会有点令人头疼)他们知道,当在大于T2.8的镜头下拍摄时,如果镜头聚焦在稍微不同的一点,做一些修正,画面看起来会更清晰。


许多有经验的摄影师,会手动修正这个不足。而在大画幅摄影机中,你不需要使用那么大的光圈,也能得到同样小的景深,“球差引起的焦点偏移”问题有所改善。


或者,你也可以在那个大光圈上工作,拍摄出比S35更柔和的背景。我看过自己的ARRI Signature Primes定焦镜头,在T1.8下拍摄的画面,看起来好像在拍摄主体对象和背景之间有一个水覆盖的窗口一样,是一种非常梦幻的视觉感受。

ALEXA Mini LF 官方宣传图


景深的减小对“大画幅视觉感受”有多大影响?这是我和摄影指导Matt Siegel做的第二次测试。


我们正在一个小房间里拍摄,使用ARRI Alexa LF 3.2K 与4.5K Open Gate modes模式,在相同的位置、相同的视角和相同的T-stop下,拍摄了一组画面。


PS: LF Open Gate提供最大传感器区域(36.70 mm x 25.54 mm)和最大分辨率(4448 x 3096 photosites)。 这种传感器模式由全画幅镜头,ARRI Master Macro 100和一些带有扩展器的Super 35镜头所覆盖。最大帧速率为90 fps。 

在你看下面的视频之前,我要告诉你重点应该关注什么:


1、背景物体的形状会随着它们偏离焦点而变大。这可能会使柔和的背景感觉更近,同时也会由于背景柔和感的增加,让前景和背景之间产生更大的分离感。


2、广角镜头纵深感很强,因为它们具有更好的透视效果,并且没有与前景冲突的硬边(hard edges),感觉更加“平坦”(flatter)。同时画面保持了明显的层次感,好像是由几组“不连续的层”组成的一样。(这种感觉类似使用70mm胶片拍摄的广角镜头所产生的那种层次感)前景几乎是被切开,然后放在柔和的背景上一样。


3、相同焦距的变形镜头和球面镜头,在相同的传感器大小下,具有相同的景深,但是球面镜头会有更柔和的背景


ps:常见的镜头称为Spherical Lens,即球面镜头,成像效果如下图右侧上面第一幅画面。而变形镜头Anamorphic Lens可以获得更好的沉浸感,成像效果是下面的画面。 

比如,我们在ARRI Alexa LF上,使用变形镜头和球面镜头在UHD模式下拍摄。


相同的传感器尺寸,球面镜头在两个轴上焦距相同,但变形镜头的水平轴是垂直轴的一半,物体在垂直方向上通常会变的柔和,但在水平方向上,则会更加锐利一些。所以,球面镜头往往能够产生更柔和的背景。


在视频的最后有一个例子。我对背景图片进行了放大,能够看到球面镜头对水平和垂直帧边的柔化效果是一样的,但变形镜头对垂直帧边的柔化效果没有球面镜头那么好。


由于镜头的一些原因,我无法完美的匹配焦距,所以不得不将75毫米球面镜头放大一点,我想你会明白我在说什么。

我稍微调整了一下3.2K的图像大小,使它与4.5K的图像完美匹配。这就是你在图像周围看到小的黑色条纹的原因。

Signature Primes被设计成通用镜头,所以它们在S35和大画幅下都能很好地工作。


与3.2K的画面相比,大画幅下背景比前景更大。当背景的高光渗入周围的暗部区域时,曝光有明显的下降。你可以认为这是一个优点——尤其是在HDR影像中——因为高亮处仍然可见,但不会太过于分散注意力。


我在大画幅拍摄的画面中感受到的那种“深度感”和“层次感”,与背景墙上失焦图片尺寸的增大有一定关系。另一方面,背景中的硬边在大画幅中要柔和得多,我的眼睛无法明显注意到它们。


前景中的女人就像在她自己的一个独立层次上(depth layer),与其它层有一种明显的抽离感。 

ARRI Master Prime. 25mm, T2.(S35)


ARRI Signature Prime. 35mm, T2.(大画幅)


画面中的女人很明显是在最前面的一个层次,其中也包含前景的书架。


这名男子则感觉在第二个层次,其中包含了画面左侧的书架。


背景墙给人的感觉,则是第三个层次。 


在S35拍摄的画面中,主体有一定突出;但在大画幅拍摄的画面中,显然主体更加明显。


我很喜欢大画幅的效果。从某种程度上说,房间的透视感觉“更平”,但我对画面“层次和深度”的感知更强烈。

ARRI Master Anamorphic. 60mm, T2. 


ARRI Signature Prime. 75mm, T2. 



画框的水平边缘比垂直边缘更薄。


画框边缘在两个尺寸上都是同样柔软。


值得一提的是,在2.39:1的宽银幕画面中,我感受不到刚才那种“分层深度”的感觉。


我以前注意到,数字摄影机拍摄1.5:1的静止场景和16:9的移动场景相比,更高的画面,通常会让人感觉更有“层次感”和“深度感”。


我认为这应该是心理作用,很大程度上取决于图像的大小。在这里,变形宽银幕画面不像上面16:9的画面那样,有丰富的“层次感”。


不过,如果把它们投射到一个大屏幕上,我想应该就有感觉了。


在结束之前,我还要提到另外两件事。


首先,我和DP Matt Siegel都认为,2.39:1的大画幅画面让我们更有身临其境的感觉。


当我给他看这两个视频时,他被震惊了:他说在这两种情况下,都觉得画面“包裹”着他,有强烈的沉浸感。


正如上面提到的,当你在小屏幕上看变形宽银幕的画面时,似乎没有那么强烈的层次感。但是Matt在我们影院的大屏幕上看到这些画面时,效果非常明显。



我个人的猜测是,球面镜头画面没有背景失真,造成了强烈的沉浸感,而变形宽银幕镜头的失真和略显锐利的焦外成像,则缓和了这种沉浸感。


最后,当我们在非常小的屏幕上观看时,大画幅增加的“深度感”也是很明显。

S35 (3.2K).



 LF (4.5K Open Gate).


在大画幅下,柔和的背景能够在小屏幕上创造出强烈的“空间感”。


尽管我一般只在大银幕上看电影,但在长途飞机和ipad上我看了很多电视节目。虽然移动端并不是一个完美的观影平台,不过现在越来越多的影片在上面发行。


所以,作为一名电影从业者,你不得不去关注它。



现在,跟着我做一些简单的数学运算


为了匹配3.2K和4.5K之间的视角,我不得不在4.5K使用更长的镜头。问题是,“到底多少才合适?”


在查阅PCam后,我发现4.5K的35mm镜头的视角与3.2K的25mm镜头的视角是匹配的。


这是一个大约1.4倍的“crop factor”。


25mm * 1.4 “crop factor” = 35mm


我进一步研究了一下,看看它是否适用于标准镜头范围。


确实如此:


18mm * 1.4 = 25.2 (or ~25mm)

25mm * 1.4 = 35mm

35mm * 1.4 = 49mm (or ~50mm)

50mm * 1.4 = 70mm

70mm * 1.4 = 98mm (or ~100mm)


如果我们将一组焦段标准数考虑为18、25、35、50、75和100,那么从3.2 k转换为4.5 k只需要对应下相应的焦距就行。


当ARRI从HD转换为UHD时,这个规则也大致正确(1.33 vs. 1.4 会有点不同,但大致规则是一样的,这也让焦距转换变得更容易)。


这也适用于稍微不同的焦距,如16mm和24mm,但对于不太常见(但非常有用)的焦距,如40mm和65mm,它的效果不太好。


通过一些基本的划分,可以很容易地确定任意两个传感器的“crop factor”。将大型传感器摄影机的水平像素数,除以小型传感器摄影机的水平像素数,这就是乘数。如果摄影机的配置是拍摄具有相同长宽比的图像,则将较小摄影机的焦距乘以乘数,以找到在较大摄影机上具有相同视角的焦距。


比如:


ARRI Mini, 3.2K mode: 3200px wide

ARRI Alexa LF, 4.5K open gate: 4448px wide

Multiplier = 4448px / 3200px = 1.39 (or round off to 1.4)


如果我用一个25mm镜头在ARRI Mini拍摄3.2K,那么就需要使用35mm镜头才能在ARRI Mini LF上,拍摄相同的视角(25毫米* 1.4 = 35毫米)。


需要注意的是,这在不同长宽比的画面中不起作用,因为你只能计算水平或垂直角度的视角,使用对角线进行匹配。例如16:9到2.39:1,不会产生有意义的结果。


最后翻译到吐血的小编有话说

由于本文干货太多,部分细节可能触及到小编的知识盲区,难免有所纰漏,所以小编也将原文奉上,大家可以前去品阅。


原文:https://www.provideocoalition.com/quantifying-the-large-format-look/

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