無人機航拍之 關鍵參數的學習與應用

001解析度

解析度是指圖像的像素個數,通常由圖像水平和垂直方向上的像素數乘積來表示(圖3-9)。例如，3840×2160指的是畫面中橫向和縱向上的有效像素。解析度的選擇需要根據拍攝的需求和後期規格來定。

解析度是數字電影機選型的重要指標之一，常見的標準解析度一般是全高清、4K超清(4K UHD)、8K超清(8K UHD)。目前，顯示器市場正在經歷從K超清的過渡階段。據說，在2020年東京奧運會前期，日本NHK將率先向全球廣播8K代表著8K元年的到來。許多片商對數字電影機的解析度有剛性需求，如 Netflix錄製聖的數字電影機必須支持4K UHD。

002存儲格式

數字電影機與傳統相機的一個重要區別是配置視頻編碼器。一般來說，數字電影機內置電影級編碼器具備高碼率、視覺無損、適合後期處理的特點。通常可以分為RAW編碼器和 YUV編碼器兩種，下表列舉了市場上幾種常見的電影級視頻編碼器。

許多對質量和後期有較高需求的商業拍攝常常要求客戶提供RAW片，這裡需要理解一下RAW片的優勢在哪裡。RAW片的壓縮和存儲，早於白平衡單元的計算。這一點說明，RAW片的錄製和數字電影機的色彩管理系統是完全解耦的。換句話說，客戶在後期調片時，擁有最大的色彩可調性。RAW片存儲時，數字電影機僅僅會將拍攝現場推薦的白平衡和色彩作為元數據記錄到RAW格式中，但並不會破壞RAW碼流。在後期軟體中，RAW碼流會重做一遍數字電影機內類似的插值和色彩還原流程，產生 YUV 碼流用於顯示和編輯。而 YUV 碼流的可調空間就會小很多，因為電影機內的套色流程一旦做完，就是不可逆的過程，此時再轉換到其他色彩，和RAW片直接轉換是不等價的，不可避免地會有精度損失。此外，RAW圖像的每個像素只記錄RGB一種顏色，因此RAW體積比較小，存儲效率比較高。

003幀率

視頻是一種以人類視覺的暫留現象為基礎,通過不斷切換靜態圖像呈現連續影像的表現形式。當我們加快圖像切換的頻率,並達到一定速度時,靜態圖像就會在人類視覺系統上形成連貫的畫面。其中的靜態影像被稱為「幀」,圖像切換的速率稱為「幀率」(frames per second,簡稱「FPS」)。幀率可以理解為「每秒之中填充圖像的幀數(幀/秒)」,理論上說,幀率越高畫面看起來就會越流暢。

以下為常見媒體的FPS幀率:

電影24 fps . 23.976 fps;電視(PAL): 25 fps;電視(NTSC):29.97 fps(標準幀速率),30 fps(非標準幀速率)。

升格是拍攝選擇更高幀率的攝影手法。例如,使用120幀/秒的幀率拍攝得到視頻素材之後,將其在24幀或25幀下進行播放,畫面就會出現慢動作的效果。

降格是選擇更低的幀率拍攝,我們熟知的延時拍攝就是降格的一種表現形式。例如，使用每秒1幀的幀率拍攝素材,將其在24幀或25幀下進行播放時,可以產生時間壓縮的效果,把幾分鐘、幾小時甚至是幾天幾年的景物移動、變化過程壓縮在一個較短的時間內。這通常用來展現天氣、車輛、行人等景物的快速移動與變化。

004曝光

攝影，其實就是通過記錄光線來得到照片畫面，而曝光，就是指記錄通過鏡頭的光量這一動作。

當曝光值越大，進入鏡頭的光線越多，照片就越亮，反之則越暗。但當畫面過亮時，就產生了過曝現象，導致畫面發白、亮部細節丟失;欠曝時則情況相反。

畫面過曝/欠曝導致的異常,即使依靠後期也不能夠進行完全的補正。因此，合適的曝光值能夠保證良好的畫質，記錄更多的細節。

照片的曝光量,主要是通過調節快門、ISO和光圈來控制的，它們又稱為「曝光鐵三角」。

1、光圈：數值越大，光圈越小，進光量越小，畫面越暗;儘量不要用最大或最小光圈，會影響畫質，不信你試試。

2、快門：快門時間越短，進光量越小，畫面越暗，至於視頻中提到的頻閃什麼的是針對視頻拍攝而言的，跟拍照無關。

3、ISO：高ISO會使畫面噪點明顯增加，儘量使用原生ISO。

005P、S、A和M

相機的曝光模式有P、S、A和M，這些又是啥意思呢?下面一個個來說。

1、P：程序曝光模式，選擇這個模式時，光圈、快門和ISO的設置都是由相機內置的程序自動完成的，不需要手動設置就能大概率的拍出不錯的照片。

2、S：快門優先曝光模式，快門由你自己設置，然後相機根據測光的結果自動設置光圈和ISO。

3、A：光圈優先曝光模式，對，你懂的。

4、M：全手動曝光模式，光圈、快門和ISO全由你自己定，想咋調就咋調。

02什麼算不好想拍好航片，咱們先說說什麼叫不好，導致的原因是什麼。

1、照片太暗：拍攝時的天氣不好，或者光圈太小、快門時間太短，導致的進光量少。

2、影像模糊：飛行速度較快，快門時間相對較長，造成曝光一瞬間向前位移的距離較大，造成影像拖影，看起來就很模糊。所以專業的航攝儀中都有像移補償裝置，能夠消除或減弱曝光瞬間的位移引起的成像模糊問題。

3、噪點太多：大概率是因為拍攝時的天氣不好，光圈和快門已經調整到極致還滿足不了亮度的要求，只能提高ISO，從而導致噪點明顯增加

03如何優化如何控制曝光：自動曝光模式下，調整EV值;手動曝光模式下，改變快門、ISO和光圈。

手動曝光技巧：降低ISO，減少噪點、提高畫質。提高快門，運動物體更清晰;延長快門，拍攝運動軌跡。擴大光圈，虛化背景，還能拍出不同光效。

輔助曝光判斷：直方圖看左右兩側，過曝警告看條紋提示。

04實際操作理論鋪墊完了，下面開始實操。為了使航片的成像質量更優化，我們就要儘量做到以下幾點：

1、儘量選好天氣

首先當然是儘量選擇天氣比較好的時間實施航攝飛行，陰天下雨颳大風的時候就別出去飛了，拍好拍不好先不說，別再把飛機給飛丟了，那就得不償失了。

2、首選快門優先曝光模式

(敲黑板了，這是重點!)建議使用大疆官方推薦的曝光模式。

快門設置成多大呢?這就得用咱們小學的四則運算基本功好好算一算了。選擇快門優先曝光模式是為了讓曝光那一瞬間位移的距離足夠小，小到位移引起的模糊在數據處理時不受影響。

大疆技術支持建議曝光瞬間位移不超過設計地面解析度的二分之一，測繪行業建議得更嚴格一些，不超過三分之一。下面就該拿起紙筆算一算了。舉個慄子，還是拿精靈4RTK舉例，假如我測1：500地形圖，設置相對航高是180米，那麼設計地面解析度就是180÷3666≈0.049米，那麼曝光一瞬間的位移就不能超過0.049÷3≈0.0163米，假如我設置飛行速度是13米/秒，那麼飛機飛0.0163米需要多長時間呢?那就是0.0163÷13≈1/798，所以快門時間就得小於1/798，也就是這個分母值要大於798。設置快門時間時，儘量接近這個值就好，也不是快門時間越小越好，因為相機程序還要根據你設置的快門時間去調整光圈和ISO，假如你設置的快門時間特別特別短，導致光圈調到了最大，甚至ISO都開始變大了，那快門優先就沒有意義了。

3、降低飛行速度

實際作業時我們也難免碰到光照不好但又不得不飛的情況，那我們只能在飛行速度上做文章了。光照不好的時候如果還用最快速度飛行必然會導致光圈自動調到最大，ISO增加到200、400甚至更高，拍出的航片必然會有很多噪點，那麼立體採集時高程就會切不準，導致整個成果高程精度不穩定。所以如果碰到這種風不大、只是陰天導致光照條件不好的情況還不得不飛時，那就只能把飛行速度降下來，降到6米/秒甚至更低，從而給調整光圈和ISO留有充足的餘地。