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15种无人机航拍操控技术

2018年10月  作者:  来源:记者编辑那些事  责任编辑:前进者
简介:   近几年来,随着无人机航拍在影视制作中的迅猛发展,这种便捷的航拍方式极大地突破了传统意义上人们对航拍需求的奢望,使得电视制作中航拍画面变得丰富多彩且日臻完美。然而,由于无人机在影视航拍领域 ...
关键字:航拍 航拍技巧
内容:

 

详解15种无人机航拍操控技术

  近几年来,随着无人机航拍在影视制作中的迅猛发展,这种便捷的航拍方式极大地突破了传统意义上人们对航拍需求的奢望,使得电视制作中航拍画面变得丰富多彩且日臻完美。然而,由于无人机在影视航拍领域尚无较为系统的操作规程,给一些初学航拍者在摸索阶段带来不少困惑,甚至还造成了意外的损失。

  1. 概述

  无人机大约出现于上个世纪的20 年代,最早是作为军队防空训练用的无人靶机被外界所知晓的。它是一种靠无线电遥控设备控制或在自身内部安装控制程序操纵的无人驾驶飞行器。随着时间的推移和制造技术的发展,无人机在翼型和材料的轻型化上都取得了巨大的进步,出现了能针对不同需求而承担不同任务的机型机种。目前基本上将无人机分为:固定翼无人机、无人直升机和多轴旋翼无人机三大类。除此之外还有其它一些特殊类别的无人机,如:伞翼无人机、扑翼无人机和无人飞船等等。

  固定翼无人机是军用和部分民用无人机的主流平台,其主要特点是飞行速度较快,续航时间长,能完成包括低空照相、电子干扰、通信中继、靶机等一些有人飞机不宜执行的任务。是无人机机种里最高技术水平的代表。

  无人直升机由于原地垂直起飞和悬停都非常灵活,从而可以提供一些对速度、升限和航程等有着特殊要求的公共服务,如治安巡逻、森林防火、气象观测、生态农业等事宜。

  而多轴旋翼无人机因使用锂电池作为动力,在起飞时常常需要借助一定的推力,其灵活性介于固定翼和直升机中间。一般在一块较小的平整场地上,就可以顺利完成起飞和降落,对飞行操控要求简单。因其在飞行过程中状态平稳,目前在民用消费级无人机中,已被首选为航拍摄影的最佳飞行器。

详解15种无人机航拍操控技术

多轴旋翼无人机的起飞

  2. 在影视摄影中的重要性

  自从电影诞生以来,各种视觉效果的拍摄手法日新月异。尤其是电视技术的传播普及,使得各种摄影器材不断推陈出新。从地面运动的轨道车,到空间升降的大型摇臂,无不体现着摄影人对空间视觉效果变化的追求。然而彻底突破空域限制,使长镜头画面带来质的飞跃的还是无人机在影视拍摄中的应用。

  由于无人机克服了有人飞行器的不足,它可以最大限度地超低空飞行或悬停接近目标物体,完成快速升降,使得视图更直接,影像更清晰。还可以完成摇臂等设备拍不到的高度和角度的拍摄,特别适合航拍城市楼群、铁路桥梁、河流湖泊、山川丘陵及海岸线等复杂地形地貌画面,其低成本、高效率、易于转场等使用特性,已使它成为了影视摄影中拍摄各类场景的利器。

详解15种无人机航拍操控技术

无人机沿山林小路近地拍摄

  3. 航拍前的各类准备工作

  首先要认真学习《中华人民共和国民用航空法》及民航局组织制定的《使用民用无人驾驶航空器系统开展通用航空经营活动管理暂行办法》。运用无人机从事经营活动,需要符合通用航空经营许可的管理规定,购买或租赁不少于两架以上的无人机,且该无人机应当在中国登记、取得适航证。对于使用无人机的操作人员,需要持有与所使用无人机相适应的相关执照或训练合格证。在无人机上设置无线电设备的,应取得民用航空器无线电台执照或相应许可证。

  在选定目标区域进行飞行之前,要先行了解清楚当地法律法规对无人机航拍的各项管理规定,或者向了解当地情况的专业人士进行咨询,充分掌握当地的禁飞区域,严禁擅自在机场和军事管理区域进行未经批准的航拍行为。

  为保障飞机的安全,便于飞机飞丢后能够顺利找回,一定要给飞机安装一个GPS 定位器。这种定位器不仅可以记录飞行轨迹,而且还便于日后查阅所需要的飞行数据。如果是第一次飞无人机,需要先找一处远离人群和车辆的开阔安全的地方进行充分的练习,在熟悉完成飞机的各项操控性能后再开始试飞。

  为了让航拍的光线和天气适应作品的意境,最大限度地获得富有对比的清晰画面(比如拍日出或晚霞等天气)。飞行前要安排好合理的时间,确定好拍摄主题,拟好基本构图以及飞行航线,避免做一些无效的飞行。

  拍摄设备安装完毕后,将各种工作参数设置好,检查电池和存储卡有无接触不良现象,在起飞前先进行一小段试拍,并通过监视器查验一下效果,做到确认无误。

  飞机在飞行过程中要对飞行路线仔细观察,避免让高大的树木遮挡视线,要避开高压线、通讯基站等有电磁干扰的设施,在控制航拍画面的同时,可通过手动或姿态模式遥控飞机,保障飞行安全。拍摄过程中要化繁为简,能以简单方式完成的,尽量不要尝试高难度动作。

  风向!是影响飞行的重要因素,逆风飞行会大大降低飞行器的飞行速度,而顺风飞行则恰恰相反。遇到风速较大时,应尽量避免飞到下风方向较远的距离,否则会导致飞机在返航时因逆风飞行将电量耗尽而无法返回到接收点。另外,在遇到较大的侧风时,需注意风的方向,防止飞机在降落时发生侧翻事故。

  和地面拍片一样,飞机在天上航拍也是讲究各种角度和不同景别构图的。不同场景的航拍构图,都需要对画面做调整和截取,要保证画面紧凑,趣味中心突出,不要毫无目的去扩大视角和画面构图。

  4. 飞行操控

  无人机航拍第一守则就是安全。飞机准备就绪后,开机顺序是:先遥控器,后飞机。关机顺序是:先飞机,后遥控器!一旦顺序错误将会造成飞机的失控!

  飞机的起飞和降落,是最基本的操控技术,需要在飞行前认真练习,只有完全掌握这一技术后,才能够继续下一阶段的操作。

  以下列举几种无人机常用的飞行轨迹:

  (1)镜头平视向前的直线飞行

  摄像机镜头平视前方和飞机保持一个平行姿势,向前朝目标直线飞行,使画面中某个主体由远到近慢慢出现,这是一种着重表现和突出被拍摄主体最常用的手法。常会利用树木、窗户、或建筑物等作为前景,使画面富有冲击力。

  例如:在《佛顶骨舍利供奉大典》仪式的转播中,就运用无人机沿佛顶寺中轴线,纵向飞越整个佛顶寺建筑群,将观众视线依山势起伏,从山脚下的庞大建筑群连续不断地引向山顶上另一处宏伟的佛家建筑胜境——佛顶宫。

详解15种无人机航拍操控技术

无人机飞越佛顶寺建筑群

  (2)向后拉远飞行

  向后拉远的镜头在影视作品中也比较常见,从一个中心位置向后退去,画面逐渐变得辽阔宏大,用于表现壮观的全景。

  例如:将无人机悬停于高层建筑外墙面某一窗口处,然后开始向后拉远飞行,使整座建筑渐渐融于周围比肩的城市建筑群之中。

  (3)垂直升降飞行

  除了前进和后退,另一种常见的画面就是上升和下降。下降的画面有一种压迫感,一般较少运用。而抬升飞行器向上飞行的过程,则会给人一种舒展和开阔的感受,例如拍摄广场上参加升旗仪式的大集会场景。

  (4)在高空平摇

  将无人机上升到需要的高度后悬停,然后开始缓慢平摇镜头,可进行360度的旋转。它是在高空常用的一个摇摄经典镜头,例如拍摄城市商业中心大密度的建筑群。

  (5)镜头俯首向下的直线飞行

  即镜头垂直向下向前的飞行,要求调整好摄像机的角度与地面的垂直,一直往前飞行,例如图2拍摄城市道路上川流不息的车流画面。

详解15种无人机航拍操控技术

无人机在纪录片《南京》中拍摄城市立交桥

  以上5种基本操控技术掌握以后,可再增加一些技术难度变化较大的飞行。

  (6)平行向前,逐渐拉高的飞行

  飞机以较低的高度向前飞行,在接近被摄物体时,逐渐开始拉高飞机,从被摄物体上面掠过,一直向前,逐渐拉高。

  例如拍摄南京明城墙中华门城堡时,飞机沿护城河上的桥梁直线飞行,在接近城门时拉高向前飞越瓮城的四道墙体。

  (7)低头一直向前,逐渐拉高的飞行

  比第6点逐渐拉高的航线,多了一个摄像机的运动动作,即飞机从被摄物体上面掠过,摄像机镜头一直注视着被摄物体,直到与地面垂直。同样是拍摄上述城堡,飞机在拉高的同时,一直注视着城堡上的箭楼,直到垂直飞过。

  (8)横移的飞行航线

  和向前飞行一样,摄像机镜头保持一种侧看的姿势和高度向前飞行,例如对南京明城墙某些直线地段,局部横移拍摄可重点突出城墙雄伟厚重的历史感。

  (9)横移+ 拉高+ 向前的飞行

  摄像机在保持横移的姿态时,同时拉高向前飞行,这个手法可用于景和景之间的转换。例如我在拍摄南京仪凤门城墙时,就是先沿城墙横移一段,然后拉高飞机,再将与城墙延绵为一体的狮子山阅江楼引入到镜头的画面中。

  (10)横移+ 拉高+ 后退的飞行

  摄像机在保持横移的姿态时,同时拉高向后飞行。运用这一手法,我在拍摄秦淮河汇入长江的三岔河水闸时,先横移拍摄了一段水闸主体,然后拉高后退飞行,渐渐展现出长江和内河交汇的地貌全景,如图5所示。

详解15种无人机航拍操控技术

无人机拍摄秦淮河汇入长江的水闸

  (11)向前+ 拉高+ 转身+ 横移的飞行

  飞机在接近拍摄物体时,一边保持拉高向前的同时,逐渐转头同时把向前转为横移。例如在长江江面上,可用这一手法对大型船舶的一侧进行拍摄。

  (12)围绕目标点进行的环绕飞行

  环绕拍摄也是航拍常用的一大手法,即民间俗称的“刷锅”。它常常被用于拍摄标志性的建筑,例如大型雕塑、塔、城堡等等。这种围绕目标进行360度环绕跟踪的拍摄,需要对飞行轨迹有一个精准的控制,如图6所示。目前,一些无人机产品已经实现了自动环绕飞行和镜头跟踪。

详解15种无人机航拍操控技术

无人机在纪录片《南京》中环绕拍摄奥体中心地标建筑

  (13)向前+ 转身180° + 后退的飞行

  飞机向前飞行接近目标,接着对拍摄物体做个小“刷锅”动作,机头旋转180°,然后转为后退飞行。这个动作,非常适合用于城市的地标建筑拍摄,例如电视发射塔等等。

  (14)直线穿越的拍摄

  所谓直线穿越,就是让摄影机穿越桥洞、短距离隧道,或从封闭空间内的窗户等狭小空间穿出的拍摄。

  (15)跟踪拍摄

  尽管自动跟踪技术目前已经在越来越多的无人机产品中开始应用,但无论如何,手动跟踪拍摄依然是一项重要的基本功。因为飞机和被摄目标同时都处在运动当中,操控人员在掌控无人机镜头及观测目标的同时,还需要时刻防止与前方飞行空域中突然出现的障碍物发生意外碰撞。所以,跟踪拍摄已经成为了最具危险和挑战的手法之一。

  除了飞行航线变化带来的不同视觉效果以外,无人机在不同的高度进行飞行拍摄,对比着地面参照物远飞或近飞,观众体会到的飞行器速度变化也是不一样的。离参照物越近速度会感觉越快,越远会感觉较慢。因此越贴近地面目标飞行,画面的视觉冲击力就会越强,但飞行的高度越低,速度越快,飞机穿越的空间也会越来越小。

  5. 结束语

  随着无人机自动化程度的不断提高,虽然航拍操作已经比过去简单了许多。但无论选择哪款无人机进行航拍,要想获得异于常人的满意作品,除了追求硬件条件之外,苦练无人机飞行和拍摄技巧也是至关重要的,需要从多方面去探索实践。作为一种独特的优势,无人机拍摄动态画面的灵活性,已经使它在各类场景的表现力上,远远优于摇臂摄像机、移动轨道车、斯坦尼康等传统运动摄影器材的拍摄效果,这种全空域的表现手法除了能够实现很多意想不到的效果之外,还给予了操控无人机航拍的新闻摄影人以无尽的乐趣和创造力。

 

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