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镜头的视角变化在画面上如何体现?


镜头的视角变化在画面上如何体现,动态的过程或者相关动图和视频?

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阿尔忒弥斯,小问题请私信,透视图请咨询。
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一、焦距与视距

改变画幅的大小通常有两种方式,一种是通过改变焦距实现,另一种是通过改变视距实现,焦距是关于人眼(相机)自身的概念,视距则是关于人眼(相机)和物体之间关系的概念。

视距(机位)不动,仅改变焦距,实质上是只改变了画幅的范围,而没有改变物体的透视,相当于裁剪照片;

焦距不变,仅改变视距(机位),实质上是只改变了物体的透视,而没有改变画幅的范围,相当于使照片变形。

「人物不动而背景后退」,则是将这两种方法结合起来,叫做移动变焦,也就是希区柯克变焦,也就是这种俯视钟楼楼梯的视觉效果,给人以空间整体被前后拉伸的眩晕感觉。

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《迷魂记》中的移动变焦镜头

因此,若想弄清通过移动变焦的模式来调整画面效果的原理,首先就必须知道通过单独调整焦距和单独调整视距(机位)来改变画幅范围的各自原理。

1.视距不变,改变焦距

这是塔科夫斯基《乡愁》结尾的一个长后拉镜头,像这种手法就是在保证视距(机位)不变的前提下,通过单独减小镜头的焦距,从而实现画幅尺寸的放大。

图 1 是近景。

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图 1

通过不断调小焦距使近景逐渐扩大,变成远景(图 2)。

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图 2

如果将远景镜头(短焦)的画面按照近景镜头(长焦)时的视野范围裁剪,可以得到与原图效果几乎完全相同的画面(图 3)(这里机位还伴随着一定的升高)。

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图 3

由此可见,这种保持视距(机位)不变,只通过单独调整焦距来改变画幅尺寸的方法,其特点是只改变画面的视野大小,不改变画面中物体的透视。即画面中物体在近景时拍摄的边棱倾斜角度是多少、外轮廓是什么形状,在远景拍摄时还是那个样的,形状、角度均不发生变化,仅仅是画面视野所囊括的范围相应地扩大或缩小。

这就相当于对一张现成的画面或照片进行裁剪,不论裁剪后画幅的大小尺寸如何,画面中物体本身的透视状态不会改变。

1.原画面(图 4)

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图 4

2.进行裁剪(图 5)

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图 5

3.裁剪后的画面(图 6)

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图 6

2.焦距不变,改变视距

视距,即视点(镜头)到画面的距离,也就是视点到心点(画面上的视觉中心)的距离,同时也代表着视中线(视点到画面的垂直距离,即视点和心点的连线)的长度。视距是透视学中的核心因素,因为没有距离,不成透视,不同距离,透视不同。

我们常说的「近大远小」、「近宽远窄」、「近高远低」等,都是一些用来形容透视效果的词汇,而所谓的透视效果,实际上也就是指画面中物体的变形程度,它直观地反映在物体上边棱的平斜程度和深度的压缩变化

比如要画一栋这样尺寸的房屋,那么选择不同的视距就会得到不同透视变形效果的画面。

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先用 90 度视角作图,画出的房屋变形程度明显很大,就像是手机自拍的效果一般。

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再用 60 度视角作图,也就是保证画面大小不变,心点位置不动,视点由原 90 度视角位置水平向后移动到 60 度视角处,这样画出的房屋平稳舒适,变形合理协调。

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如果保持画面大小不变,视点(镜头)继续后退,画面的视距将会越来越远,视角也将越来越小,视平线上的两个灭点间距则会越来越远,因此物体的变形程度就会越来越小。

这是采用 37 度视角时的画面,视平线上两个灭点间距变得更大,房屋的透视边线显得尤为平缓。

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这是采用 28 度视角时的画面,视平线上两个灭点间距继续拉大,房屋的透视边线变得更加平缓。

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如果一直拉大视平线上两灭点的间距,房屋则几乎会演变为边棱互相平行的轴测图(数学题中的几何图形),直到最终因近大远小缘故而消失为一个点。

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平行投影图

比较一下相同画幅、相同物体、相同角度、不同视角(视距)情况下,所得到的不同画面的透视效果。

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那么将这四张透视画面由上到下做成动态图像,其实就是希区柯克的变焦镜头,也就是视距变大(机位后移),使物体透视变小,此时的画面范围则会变大,但同时焦距调大,又使画面范围被迫缩小,进而使房屋在镜头拉伸的动态中保持一种大小似乎不变的视觉效果,并在整体上给人以中心前移,背景后移的感觉。

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中心前移,背景后移

倒过来放映则是相反的效果,视距变小(机位前移),使物体透视变大,此时的画面范围则会缩小,但同时焦距调小,又使画面范围被迫放大,进而使房屋在镜头拉伸的动态中保持一种大小似乎不变的视觉效果,并在整体上给人以中心后移,背景前移的感觉。

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中心后移,背景前移

希区柯克《迷魂记》中著名的钟楼镜头,画面就有中心退远、四周靠近之感,因此属于视距变小,焦距变小,透视变大的类型。

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中心后移,背景前移

德尼罗《好家伙》中的片段,画面有四周退远、中心靠近之感,因此属于视距变大,焦距变大,透视变小的类型。

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中心前移,背景后移

二、视觉与画面

至于说「为什么人眼所看到的都是直线?」,这涉及到两个问题:一个是视觉中的直线,另一个是画面中的直线。

1.视觉中的直线

理论上讲,人眼实际观察到的都是微微弯曲的曲线,这是由于作为投影面的视网膜是球面的缘故,只不过这种曲线的曲率很低,再加上现实中人眼的正常视角最大为 60°,所观察到的也多是小场景、小物体,而在观察大物体、大场景时的视距又都不会过近,因此在这些情况之下物体于视网膜的成像实际都与直线毫无二致。

这里还有一个心理学上的知觉恒常性问题,也就是说人们对事物的视觉印象是要符合对事物的实际认知的。

比如人们都坚信一条铁轨是笔直的,那么不论这条铁轨有多长、在视网膜上的成像有多弯曲(实际曲率非常微小),视神经和大脑仍要倾向性地将铁轨在眼睛中的形象当作是笔直的,而绝不会是弯曲的,因为它本身就是笔直的,如果将它认识成弯曲的就会感觉不合情理,也不顺眼,违背了人们以往的认知经验。

2.画面中的直线

学习过透视学的人,都知道一个正常视域(有效画面)的概念,也就是画面必须位于 ≤60° 视角的范围之内才是有效的,因为在此视圈线之内的透视变形对于人眼知觉来说才是正常合理的,不会反常别扭。这一点上文的房屋透视就已有介绍了:同样的画面、同样的角度、同样的房屋,一旦视角超过 60° 时的透视变形必然会反常,而当视角等于 60° 时的透视变形则是较为标准的,此后视角越小透视变形则越舒适。

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但是这并不意味着当观察对象脱离 60° 视圈线时,其物体上原本的直线再发生透视时就会变形为曲线,这是一种对焦点透视的理解误区。因为透视学中的画面,通常都规定以几何平面为基准,而在以平面作为投影面的中心投影中,直线的投影只能是直线,不论它的位置在哪、是否超出 60° 视圈线。

也就是说只要投影面是平面,不论观察对象是否超出正常视圈线之外,其原本直线的投影仍都是直线;

而只要投影面是球面,不论观察对象是否位于正常视圈线之内,其原本直线的投影则都是曲线。

这幅图为正常的平行透视图,因其投影面为平面,九个正方体的透视图都为直线。

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平面投影

若是做出此图的视点和 60° 视圈线,就会发现只有正中线上的 3 个正方体是完整的位于正常视圈线之内的,两侧的 6 个则都或多或少地脱离了视域圈,然而因投影面是平面的缘故,即便超出正常视域的正方体,其透视图仍要为直线。

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而下图的投影面则是球面,可见 9 个正方体的透视图均为微微弯曲的曲线(图中均近似为直线),形成五点透视的视觉效果,而不论正方体是否位于 60° 视圈线的内外。

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球面投影

当然也不论观察对象处于几点透视,其投影是直线还是曲线只由投影面本身的性质决定。

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一点透视
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两点透视
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三点透视

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