《手持重力平衡摄影减震器工作原理和使用方法》

野芒

《手持重力平衡摄影减震器工作原理和使用方法》
    首先需要了解手持重力平衡摄影减震器，行走状态下的运动轨迹和水平垂直角度变动状况，下面以三维坐标图标识讲解。
    一、步行运动状态手持位置分解示意图
人在行走状态下手持物体会做上下起伏运动（即在Z轴方向上下运动），其运动周期为一个完整步幅（即从左脚迈出，到下一个左脚迈出为一个周期，最高点在两脚交会时，最低点在前脚着地时，呈非正弦波运动变化），平地上正常人走动上下起伏约在0.5-1厘米左。同时人在行走状态下在做减震器左右平行摆动（即在Y轴方向左右运动）平地上正常人走动左右平行摆动约在0.6-1.2厘米左右，这是人的运动体位变动造成的。人在迈步起始阶段和停止阶段，从力学原理上会有正的加速度和负的加速度，即在X轴上做非匀速直线运动时，正的加速度会造成减震器万向节上方相机向前倾斜，万向节下方配重器滞后，负的加速度则反之。从摄像机机位角度上看，仅仅是上下和左右位置上轻微的1厘米以内变动，不会造成拍摄画面的变化，特别是用50毫米以下焦距拍摄5米以外的物体，拍摄画面的微弱变化可以完全忽略。
    二、手持拍摄不稳定的主要因素
人在行走状态下手持相机拍摄，画面不稳定主要的原因是相机角度摆动造成的。也就是说手持相机拍摄，相机水平方向：①镜头左右倾斜（沿X轴旋转），② 镜头左转右摆（沿Z轴旋转），垂直方向：③镜头上下摆动（沿Y轴旋转）才是主要问题，会造成视频画面：左右倾斜、忽左忽右、忽上忽下，摇摆不定，因此，相机角度摆动不稳定，才是拍摄画面不稳定的主要原因 ，不然我们可以直接用手持减震弹簧，减缓上下位置上的变动不就OK了吗。
三、手持重力平衡减震器工作原理
手持重力平衡摄影减震器必须要有能够三个维度旋转的万向节或是转动轴承，下面以阳光牌手持重力平衡减震器为例：①套在主杆上的轴承座（可以沿Z轴，左右旋转），②轴承上的固定螺钉（可以沿Y轴，上下旋转），③手柄上固定螺钉（可以沿X轴，倾斜旋转）。这样才能利用重力平衡，来抵消手持走动过程当中不平衡的转动影响。同时，走动过程当中垂直方向上的上下波动，可以利用惯性原理，通过轴承上的固定螺钉予以部分抵消。但是，走动过程当中水平方向上的左右移动无法抵消。调整好的手持重力平衡摄影减震器一定是：万向节处在整体重心稍上的位置（不是整体重心越低越稳定），相机位置通过双向云台反复调整，处在左右和前后都在水平的重力平衡点上，此时主杆自然垂直下垂，手持手把前后快速移动，主杆仍然能够垂直下垂不摇摆，若是摇摆说明是整体重心低了（下面偏重了）。
这样整体质量处在以万向节位为支点的浮悬状态，人在行走过程当中产生偏转晃动，通过万向节转换成三个维度偏转，由于减震器整体质量惯性，相机转动较慢且滞后，在一个步行波动周期内正反能量会互相抵减，为此达到相对稳定的目的。
四、手持重力平衡减震器调整和使用
⑴首先调整万向节在整体质量上下位置（以佳能5D2 配17-40 F/4镜头为例），使万向节处在整体重心稍上的位置，将主杆放平松手后，配重器在0.5-3秒内下垂，下垂越慢说明万向节处离下端重心位置近，很快下垂说明整体质量重心位置低了，这样手持不匀速运动情况下，会形成加速启动滞后，停止减速会超前状况，加大了不平稳摇摆局面。正确的方法是：先调整万向节处在整体重心稍上的位置，将主杆放平松手后，配重器慢慢下垂（在3秒左右）。
⑵调整双向云台，直至相机左右和前后均处在水平状态。注意：每次调整双向云台，一定要非常可靠地锁紧螺丝，避免固定不牢摔下相机造成不必要的损失。（可以每次调整后，一手握住相机另一手握住直杆摇晃一下，确保固定稳定）。
⑶待双向云台调整后，再拉开下节套杆1 - 4厘米（这时主杆放平松手后，配重器慢慢下垂在1.5秒左右）。这时手持手把前后快速移动，主杆能够始终保持自然垂直下垂，稍有轻微的加速启动滞后停止减速会超前状况，主要是拉开下节套杆1 - 4厘米，会使重心略略下移一点，这样便于手持重力平衡减震器抵御外界风力干扰。
   ⑷手持重力平衡减震器在使用当中，尽力要求动作平缓稳定，起步和转弯都要缓和平稳，当发现相机已经开始摇摆，最好停下来重新再来一次。在发现相机略有些不稳，可以用手腕略加反向转动微调，平时多加来练习，可以增加手感和使用稳定性。
五、手持重力平衡减震器缺点和不足
有些人在使用手持重力平衡减震器之后，总觉得效果不能如意，这有可能是调整不到位或使用不当有关，更有可能过高的期望值有关，若想使用它能够拍摄出来的画面平滑如丝稳定如钟，那是完全不可能的，因为在手持状态下重力平衡极其脆弱，在人的行走状态下凭借自然重力保持平衡，在重力悬浮平衡状态下做到纹丝不动，完全过滤去外界干扰是绝对不可能的。只有依靠精密的陀螺定位计算出移动偏量，借助电子反向运动调整设备才可能做到这点（就像防抖镜头工作原理一样）。试想一下：如果使用手持重力平衡减震器，能拍摄出来的画面平滑如丝稳定如钟效果，那减震背心卖给谁？依靠陀螺定位借助电子调整的稳定高档设备又卖给谁？移动轨道又卖给谁？因此，手持重力平衡减震器是一个简易和廉价的解决方案，使普通人能够平稳地做到移动拍摄的简易器材。
六、如何减少手持重力平衡减震器先天不足
⑴ 使用手持重力平衡减震器避免使用长焦镜头，镜头焦距越长拍摄画面不稳越明显，反之亦然。一般情况下全画幅相机避免使用50毫米以上焦段镜头。
   ⑵ 使用易构件上固定阻尼皮筋（阳光牌有此附件，也是他们的独创，见前图），没有此易构件可以自行加装，稍微绷紧的皮筋可以起到阻尼作用，减缓效果明显，并使镜头方向转动更容易。但是，运动不稳定的原动力源自人的行走，并由手持的手传递过来的，过紧过粗的皮筋反而会适得其反，个人可以通过反复试用和体会来确定皮筋粗细和绷紧程度。
  ⑶ 行走时步幅小频率快，可以在一个步幅周期内，一定程度上抵减正反转动能量，较好地取得平稳效果，当然这样行走方式也需要个人反复练习，寻找最佳效果。此外，直线前进拍摄效果好于倒退拍摄，相机水平拍摄稳定效果优于俯拍或仰拍，横向移动拍摄易于产生相机前后摆动，造成画面的左右倾斜摆动，特别需要步速的均匀稳定。
  ⑷ 在液晶显示屏贴上自制的“井”型网格线手机贴膜，可以直接观看平行和摆动效果，及早发现现场纠正，避免事后的遗憾（其实“井”型网格线，就像九宫格一样，平时就能够帮助构图，但在佳能5D2视频拍摄过程当中，“井”型网格线会关闭）。
  ⑸ 拍摄画面距离近，画面不稳就不明显，反之亦然。譬如，近距离跟拍人物走动，画面主要注意点在人脸或姿态上，会削弱整体不稳的注意力，达到很好的艺术效果。反之，画面有远距离的建筑物，并在中心视点上，感觉摇晃就会明显。
  ⑹ 后期制作时可以尝试一下，将较长移动拍摄画面分段出现，中间穿插其它画面，这样较长时间移动拍摄不太稳定的缺陷，由于出现时间较短，又其它画面穿插变得不太明显，即可增强视觉艺术表现力，又可弱化不稳定的缺陷。
    本文是根据网上各类文章，结合个人使用体会的汇总，并依据科学工作原理，命名该类产品为“手持重力平衡摄影减震器”，以改变目前该类产品五花八门的叫法，不当和谬误之处敬请谅解。

                                             
                                          严 峻   写于 南京
                                          2014年5月31日   
附图原文网址

冰欲牛仔

看了有启发！

王三

这个写的不错

无极无愧

好贴，受教了

上帝之猪

不懂也回复，支持！