斯坦尼康

2021年11月1日摄影知识1,2421阅读模式

对普通业余摄影师而言,要完成手持摄像或摄影,这是个麻烦活儿——边移动边进行拍摄时,不管您如何费力使自己保持平衡,相机似乎都会捕捉到每一步移动并发生晃动。但是在专业的电影和电视节目中,您看到的许多长时间移动手持拍摄镜头却丝毫没有摇晃和抖动的痕迹。摄影师之所以能够实现如此出色的拍摄效果,要归功于一种叫做斯坦尼康的设备。

斯坦尼康(Steadicam),即摄影机稳定器。一种轻便的电影摄影机机座,可以手提。由美国人Garrett Brown发明,自20世纪70年代开始逐渐为业内普遍使用,自1976年问世以来,斯坦尼康已成为电影制作领域最重要的工具之一,它的出现大大拓宽了电影摄影师的视角。

机械防抖云台(斯坦尼康系统)

机械防抖云台(斯坦尼康系统)

斯坦尼康大约是在上世纪的90年代进入中国,一些电影制片厂的摄像师们成为了斯坦尼康进入中国的第一批体验者;并且从中涌现了一批对于斯坦尼康技术进行改良的资深用户。

斯坦尼康的基本元件

斯坦尼康的基本元件

在上图中,您可以看到这些元件的组合方式。相机连同电池和摄像头都安装在平衡组件上。平衡组件与带关节的减震臂相连,减震臂又与背心相连。减震臂与背心的这一构造,旨在使摄影师的身体与相机分开。平衡组件可为相机提供最佳平衡性。

斯坦尼康分类

1,大型斯坦尼康:承重背心+减震力臂+稳定平衡杆

2,陀螺仪斯坦尼康:承重背心+减震力臂+稳定平衡杆+陀螺仪滚筒

3,低拍版斯坦尼康:承重背心+减震力臂+稳定平衡杆+低拍C型架+角度调解器

4,监视器斯坦尼康:承重背心+减震力臂+稳定平衡杆+监视器+电池+角度调解器

5,手持版斯坦尼康:稳定平衡杆

陀螺仪传感器

陀螺仪传感器是一个简单易用的基于自由空间移动和手势的定位的控制系统,它原本是运用到直升机模型上,现已被广泛运用于手机等移动便携设备。

陀螺仪传感器

斯坦尼康的减震臂和背心

斯坦尼康带关节的手臂看起来像似一个弹簧式摇臂灯。它由两部分组成,通过一个旋转挂钩相接。每部分都是一个平行四边形:由两根金属杆组成,两头分别扣有两个金属终结器。跟其他任何平行四边形一样,不论减震臂处于哪个位置,这些金属杆都将相互保持平行(或者近似于平行)。因为两端的终结器牢牢固定在平行杆的两端,因此当减震臂上下摆动时,它们将保持不动(如下图中所示)。

万德兰斯坦尼康翼豹系列中的等弹性弹簧合金减震臂

万德兰斯坦尼康翼豹系列中的等弹性弹簧合金减震臂

在此设计中,如果要像摇臂桌灯那样为某个终结器连接一盏灯,当您上下移动手臂时,这盏灯将始终照亮同一个方向。同样,接连至某个终端的相机也大致指向同一个方向。但是,为了使相机平衡组件完全保持平衡,将使用一个可以自由移动的万向接头将其固定到减震臂上。平衡组件自身的重量分布可使相机保持平衡(将在下文中介绍)。

在这种结构中,相机平衡组件自身的重量会将手臂不断往下拉——从而平行金属杆可以一起移动,并使减震臂的前端终结器(A和B)低于后端终结器(C和D)。

为了抵消这种下拉引力,每只减震臂的平行金属杆都与弹簧系统相连。弹簧系统可使平行四边形以反方向移动,从而使前端终结器高于后端终结器。系统已经过精确校准,可与平衡组件重量的下拉引力完全一致。如此一来,除非摄影师上下移动照相机,否则减震臂和相机平衡组件将终始处于同一位置。

在最初的斯坦尼康设计中,金属杆直接与弹簧相连。而在现在的斯坦尼康设计中,虽然功能相同,但连接更为巧妙。您可以仔细查看下图来了解这个系统的工作原理。

斯坦尼康的两段减震臂分别由两个金属杆组成,并通过一个可调节弹簧系统连接在一起

斯坦尼康的两段减震臂分别由两个金属杆组成,并通过一个可调节弹簧系统连接在一起

每段减震臂位置较低的金属杆中实际上是一个空心的圆筒,里面装有一个很大的弹簧圈。弹簧固定在滑轮上,滑轮又通过两根金属线缆与一个电缆盘相连。电缆盘又通过一根线缆与反向终结器相连。在这个结构中,弹簧拉动滑轮,以转动电缆盘,从而拉动与反向终结器相连的线缆。这样,在弹簧圈的拉力作用下,平行金属杆将发生移动,以抵消相机重力。

此系统的优点是您可以方便地调整弹簧拉力,使其满足不同的重量负荷需要。线缆可以在终结器处上下移动。向上拉动线缆可以转动电缆盘,将滑轮拉得更近,从而展开弹簧,并增加可抵消重力的拉力。

斯坦尼康万德兰斯坦尼康翼豹系列中的可调节背心

斯坦尼康万德兰斯坦尼康翼豹系列中的可调节背心

这个带关节的减震臂主要用作相机平衡组件的减震器。摄影师移动时,减震臂的基座也会随之发生移动。其余部分的弹簧系统则根据平衡组件的重量做出响应。相机可以平稳地转移方向,而不会产生剧烈的震动。减震臂还将摄影师的双手释放出来——减震臂直接连接着背心,因此摄影师不必用手举着相机的平衡组件。因此可以集中精力定位相机,拍摄到最佳镜头。

斯坦尼康平衡组件实际上是一个固定相机设备的组件。斯坦尼康摄影师通过转动和摆动来平衡杆移动相机,平衡杆是平衡组件的中间件,它将相机的各个零件组装在一起。在标准配置中,摄像头和电池安装在平衡杆的底部,而相机则安装在顶部。有些斯坦尼康还可以反过来放置,即摄影师可以将相机放置在底部而将其他零件放置在顶部。这样放置可以更容易地从低角度取景。

除随平衡杆一起移动之外,相机还可以围绕底座(又称橇)上下转动,有些斯坦尼康的平衡杆可以上下拉伸。这样,摄影师就能够从高角度取景了。

斯坦尼康平衡组件可以托起整个相机设备,以实现更佳的平衡效果

斯坦尼康平衡组件可以托起整个相机设备,以实现更佳的平衡效果

除了托起相机设备以外,平衡组件的主要功能是使相机保持平衡。平衡组件通过提高相机系统的惯性力矩来实现此目标。物体的惯性力矩是衡量物体抗震能力的一项指标。它取决于以下两个因素:物体质量;以及该质量到物体转动轴的距离。质量越大,物体就越难旋转,此特征同样适用于质量与转动轴之间的距离(例如,旋转一堆泥土要比转动一个质量较轻的泥球困难得多)。

提高物体的惯性力矩,可减少相机发生意外震动。提高惯性力矩的方法之一是为相机系统增重,不过对摄影师而言,将面临更多的难题。因此,盖瑞特·布朗决定利用相机现有的零件并在其基础之上加以扩展,从而增加旋转轴与整个相机组件质量之间的距离,提高相机的抗震性。

万德兰斯坦尼康中的平衡组件

万德兰斯坦尼康中的平衡组件

扩展这些零件还会转移相机组件的重心。简言之,物体的重心就是物体重量达到平衡的地方。如果您正好握住物体的重心,那么您可以垂直提起该物体,因为下拉引力在各个方向上都一样。例如,如果在扫帚条与扫帚把中心之间找到一个合适的位置,就可以用手指水平托起此扫帚。但是如果您将手指放在扫帚把的任何其他位置,则引力总会偏向一边,扫帚就会掉下来。

在普通相机组件中,重心将位于相机内部。如果您将这些零件展开,则重心会沿着平衡杆下移到各个设备之间。在斯坦尼康中,为了防止相机发生任何倾斜,带关节减震臂的万向接头正好在重心上方卡住平衡杆。通常,摄影师会在接近重心的地方握住平衡杆,从而可以更加得心应手地操作相机。

要使平衡组件保持最佳平衡,需要准确执行每一步操作。照相机、摄像头和电池都要合理安装,这样才能使重心接近万向接头。为了使调节变得更加容易,一些复杂的斯坦尼康还配备有无线电控制的电机,从而可以按微步进量移动各种零件。

当摄影师准备进行拍摄时,此功能可以更容易地使平衡组件保持平衡,同时还可以在拍摄过程中进行调节。在拍摄过程中,平衡组件的平衡性经常会发生变化(例如,胶卷在相机中移动时重量会移位),因此此功能非常重要。而在拍摄某些情节时,摄影师可能希望从万向接头转移重心,这样相机就可以独自倾向某个方向。这时也可以调整平衡,只需在平衡组件的把手上安装一个控制手柄或者使用无线电控制装置进行远程调整就行了。

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