隐藏于自然世界下的奇观

Glorious visions in animation and performance

Posted by Andln on February 13, 2015

关于作者

Louie Schwartzberg 是一个摄影师,导演与制片人,其作品扑捉令人叹为观止的瞬间,揭示内在联系、宇宙韵律、形式与美。

他的职业生涯横跨电影、电视、广告、纪录片,其代表作Wings of Life,2013年4月在迪士尼放映,而他的最新电影Mysteries of the Unseen World,是国家地理的3D Imax,用全新的方式演绎了一个人类看不见的世界,因为在这个世界里实物太快,太小或者是太广了。

演讲概要

该演讲以摄影为切入点,运用延迟摄影、高速摄影、微观摄影以及显微摄影,向我们展示了一个本不可视的美妙世界,但最美妙的不仅仅如此。在LS的作品中,还结合了对数据的分析,对数据的可视化,对仿生学的研究以及纳米技术的仿真,其内容保罗万象,配以视频中恰到好处的背景音乐,诗意一般的文案,令本演讲精彩万分。 我们生活在一个不可视的美妙世界里,如此的微妙,如此的细腻,以至于人的眼睛难以察觉。为了呈现这样一个世界,导演LS运用高速摄像机[1],延迟摄影[2]和显微镜,成功地改变了时间与空间的边界。在本演讲中,他从他最新作品Mysteries of Unseen World中,提取出亮点,将一个慢速,高速和宏观的世界分享给我们。

演讲内容

Too Slow

在这里,LS运用延迟摄影像我们展示了生命体的成型与成长的过程,会发现原本缓慢的过程,在延迟摄影的作用下,变得十分有韵律与有活力。认真观察这张动态图可以发现,延迟摄影与普通的摄影类似,有很多种拍摄手法,包括固定机位,摇晃、变焦等,很多时候限于设备与技术,大多仅仅采用固定机位的拍摄手法。但在这个镜头中,使用了运动控制(Motion Timelapse)[1]的手法。镜头紧紧跟随枝蔓的生长,将主体突出,而枝蔓自身的生长摇摆,使得这个画面令人印象深刻。

这两个画面则是超越了延迟摄影,为什么这么说,其原因有两个:因为画面以地球为背景,大尺度的空间,是目前的技术无法达到的,所以应是三维软件模拟而成的,另一方面画面中的蓝色轨迹也不是真实的航班轨迹,而是依托大数据进行可视化后的结果,所以数据可视化在艺术方面,也是有其独特的没的。所以LS解说的时候用了这么一句话,”Each streaking dot represents a passenger plane, and by turning air traffic data into time-lapse imagery……”,翻译过来就是,”每一个划过的蓝点代表一次航班,将客机的数据转化为了延迟摄影”。这个镜头的制作信息量极大,本人猜测他们爬取了实时的航班的数据库,并放在三维软件中建模并模拟出航班的轨迹,因为可以注意到画面中的轨迹并不是空穴来风,而是确实有数据依托的。为此我特地在Quora中询问该画面的制作方式,如果你们了解的话,欢迎去回答,解除大家的疑惑。

Too Fast

与延迟摄影相反,高速摄影将时间放缓,向我们展示太快的事物的运动规律。在1948年,the Society of Motion Picture and Television Engineers (SMPTE)给出关于告诉摄影的定义是,任何一组相片由每秒拍摄128帧或更高,亦或是至少有三个连续帧的相机拍摄而成[2]。所以高速摄影不仅可以捕获一瞬间(1/128秒)的照片,也可以将每秒128帧的影像按照每秒24帧放慢来放。

在这俩个画面中,高速摄影被运用于蜻蜓的仿真学研究,在翅膀上设置标记点,来研究翅膀的运动形态。学界对于蜻蜓翅膀的研究非常多,在谷歌学术搜索“蜻蜓翅膀”,相关研究可达196000条记录,而其中不乏运用高速摄影来研究的。在2011年,Christopher Koehler等人就运用高速摄影测量法(high-speed photogrammetry ),以 Eastern pondhawk品种的蜻蜓来研究,建立三维模型的细分曲面,来揭示昆虫能自由飞行的奥秘[3]。

Too Small

以上是关于速度的加减,最后则是大小的变化。在摄影中,涉及一个放大率的概念,是用影响内物体大小与被摄影的物体实际大小的比值,通常用冒号隔开两边的数字,并将其中的一个数字化为1,即[影像大小]:[物体大小]。[4]

这个比率能在一定范围内模糊划分微距摄影,超微距摄影以及显微摄影。一般情况下,1:10~1:1是微距摄影,1:1~6:1是超微距摄影,6:1中,6以上的则是显微摄影。

以上几幅图是超微距摄影与显微摄影的镜头,从昆虫到蜘蛛,而对蜘蛛丝进行放大,蜘蛛丝直径是人类发丝的1/100,接着是细菌,病毒,病毒的DNA,以及目前显微镜所能观察的极限–单个碳原子。

值得注意的是这个镜头,这个镜头中纳米指针对一个原子进行控制,而这项技术早在1989年就由IBM Fellow Don Eigler实现,通过用一台“扫描隧道显微镜”(the scanning tunnelling microscope STM)在低温环境下(4K 开尔文,为热力学温标),在单晶镍上操控35个氙原子的位置,拼写出了“I-B-M”3个字母。[5]

该演讲信息量极大,以我目前的知识水平只能给大家做极小的解释,也算是抛砖引玉,如果有错误,恳请大家指出。最后引用LS的一句话,who know what awaits to be seen,and what new wonders will transform our lives. 谁知道还有什么等待着我们去发现,会有什么奇迹会改变我们的生活。

Reference

[1]运动控制摄影,广义讲就是一边拍摄一边改变机位,英文叫Motion Timelapse或Motion Control Timelapse。机位的改变可以有好多种方法,比如滑道、滑轨、摇臂、小车、车载、坐船、航拍等

[2]the SMPTE defined high-speed photography as any set of photographs captured by a camera capable of 128 frames per second or greater, and of at least three consecutive frames.

[3] Koehler C, Liang Z, Gaston Z, et al. 3D reconstruction and analysis of wing deformation in free-flying dragonflies[J]. The Journal of experimental biology, 2012, 215(17): 3018-3027.

[4]微距摄影的基本概念与方法

[5]Eigler D M, Schweizer E K. Positioning single atoms with a scanning tunnelling microscope[J]. Nature, 1990, 344(6266): 524-526.