水下攝影機

水下攝影機（underwater movie camera），採用高質量電纜為視頻傳輸控制線，外加控制箱，放線絞車等輔助控制設備組成的水下攝像系統。主要套用於石油、深水探測，水下作業，海洋漁業等水下領域。

基本介紹

• 中文名：水下攝影機
• 外文名：underwater movie camera

照明

水下攝影師會面臨的主要問題有，拍攝物顏色和對比度的損失。較長波長的陽光（如紅色或橙色）被周圍的水分迅速吸收，所以即使是肉眼看，也都呈現藍綠色。顏色的損失程度與光線垂直、水平穿過都有關，因此對從照相機看較遠也出現無色和模糊。這種效應發生在明顯的清澈的水中，例如熱帶珊瑚礁周圍的水。

純水的光吸收係數圖

水下攝影師通過結合兩種技術來解決這個問題。首先是讓攝像機儘可能靠近拍攝對象，儘量減少水平的色彩損失。許多嚴謹的水下攝影師認為拍攝距離超過約一米是不能接受的。第二種技術是使用閃光燈恢複色彩損失的深度，通過提供全光譜可見光照射到整個曝光中，從而彌補顏色。

另一個環境影響是能見度範圍。水很少清澈，溶解和懸浮的物質可以通過光的吸收和散射來降低能見度。

設備

有些相機是為水下使用而製造的，包括現代防水數位相機。1963年的尼康為水下使用而設計的第一個水陸兩用相機是卡里普索。用於乾式作業的照相機也可以在水下工作，由附加的外殼保護，這些附加的外殼是用於點對點照相機，具有全曝光控制的小型照相機和單鏡頭反光照相機（SLR）。大多數這種外殼是相機專用的。材料範圍從相對便宜的塑膠到高價鋁。外殼允許有多種選擇：用戶可以選擇特定於其日常“陸地”攝像機的外殼，並使用任何鏡頭。水下攝影師通常使用廣角鏡頭或微距鏡頭，這兩者都可以實現近距離對焦，因此與被攝體的距離更短，這減少了散射而帶來的清晰度損失。數字媒體比標準電影（每卷很少有超過36幀）可以容納更多的鏡頭。這給數位相機帶來了好處，因為在水下更換膠片是不切實際的。

防水外殼佳能 WP-DC600

水下外殼有控制旋鈕和按鈕，可以到達攝像機內部，從而可以使用其大部分正常功能。這些外殼也可能有連線器來連線外部閃光燈。一些基本的外殼允許在相機上使用閃光燈，但是板載閃光燈可能不夠強大或不適合放置在水下使用。更先進的外殼可以通過光纖電纜重新定向板載閃光燈發射從屬閃光燈，或者物理防止使用閃光燈。外殼由矽膠或其他彈性體O型圈防水在關鍵的關節以及控制主軸和按鈕通過殼體的位置。高端外殼可能會在許多關鍵按鈕和主軸上使用雙重O型環，以減少泄漏的風險，從而損壞攝像機中的電子元件。有些相機本質上是防水的，或潛水深度較淺;當這些在潛水器殼體內時，小泄漏的後果一般不嚴重。

在使用攝像機存在光學問題。由於折射，通過玻璃連線埠的圖像將被扭曲，尤其是廣角鏡頭。一個圓頂形或魚眼連線埠糾正這種失真。大多數製造商為他們的外殼製造這些圓頂連線埠，通常將其設計成與特定鏡頭一起使用以使其效果最大化。Nikonos系列允許使用被設計為水下使用的水接觸光學鏡頭，在空氣中使用時無法正確對焦。一些數位相機也存在問題，這些數位相機內置的鏡頭不夠寬;為了解決這個問題，除了圓頂連線埠之外，還有用輔助光學元件製成的外殼，使之更加明顯視角更寬。有些外殼使用濕式耦合鏡頭，這些鏡頭擰在鏡頭連線埠的外面，增加了視野;這些鏡頭可以在水下添加或移除，允許在同一個潛水中進行微距拍攝和廣角拍攝。

使用微距鏡頭時，由折射引起的失真不成問題，因此通常使用簡單的平面玻璃連線埠。折射增加了微距鏡頭的放大倍數，這可以試圖捕捉非常小的主題。

水下閃光

使用閃光燈通常被認為是水下攝影最困難的方面。對於水下閃光燈的正確使用存在一些誤解，特別是涉及到廣角攝影。一般來說，閃光燈應該用來補充整體曝光，並恢復丟失的顏色，而不是作為主要光源。在諸如洞穴內部或沉船的情況下，廣角圖像可以100%閃光，但這種情況相當少見。通常，攝影師試圖在可用的陽光之間創造美學平衡和閃光燈。深、黑或低能見度的環境可以使這種平衡更加困難。許多現代相機已經通過各種自動曝光模式和使用透鏡（TTL）測光簡化了這個過程。由於用戶可以即時查看照片並進行調整，因此數位相機的使用日益增多，大幅度降低了水下閃光的適應曲線。

當它在水中穿行時，顏色被吸收，所以越深，紅色，橙色和黃色的顏色就越少。閃光燈取代了這種顏色。它也有助於提供陰影和紋理，是創造力的寶貴工具。

另外一個複雜的現象是反向散射現象，閃光反射掉水中的微粒或浮游生物。即使看起來清澈的水中含有大量的這種微粒，即使肉眼不容易看到。避免後向散射的最佳方法是將閃光燈從相機鏡頭的軸線上移開。理想情況下，這意味著閃光燈不會直接在鏡頭前麵點亮水分，但仍然會撞擊到主體。使用各種鉸接臂和附屬檔案系統使非相機閃光燈更容易操作。

使用微距鏡頭時，攝影師更可能使用100%閃光燈進行曝光。拍攝對象通常非常接近鏡頭，可用的陽光通常是不夠的。

有一些嘗試完全避免使用閃光燈，但這些大多都失敗了。在淺水中，使用自定義白平衡可以在不使用頻閃的情況下提供出色的色彩。從理論上講，人們可以使用彩色濾光片來克服藍綠偏移，但是這可能是有問題的。移位量隨著深度和濁度而變化，並且對比度仍然會有明顯的損失。許多數位相機的設定將提供色彩平衡，但這可能會導致其他問題。例如，向光譜的“溫暖”部分偏移的圖像可以產生呈現灰色，紫色或粉紅色的背景水，並且看起來不自然。在一些高端數位相機上使用濾鏡和原始圖像格式功能進行了一些成功的實驗，可以在數字暗室中進行更細緻的操作。這種方法可能總是被限制在較淺的深度，而顏色的損失則不那么極端。儘管如此，對於諸如不能用閃光燈有效點亮的沉船等大型物體也是有效的。

在向上剪影，光線以及鯨魚和海豚等大型物體拍攝對象時，水下自然光攝影可以很美麗。

雖然數位相機已經徹底改變了水下成像的許多方面，但閃光燈不可能完全被消除。從美學的角度來看，閃光強調主題，並有助於從藍色的背景，特別是在更深的水中分開。最終，顏色和對比度的損失是一個普遍的光學問題，不能總是在諸如Photoshop之類的軟體中進行調整。

分割圖像

另一種被認為是水下攝影的一部分的形式是上/下或分割的圖像，其構成包括大致一半以上的表面和半個水下的兩個焦點。傳統技術的先驅之一是國家地理攝影師David Doubilet，他用它來捕捉場景上下的場景。拆分圖像在娛樂性水肺潛水雜誌中很受歡迎，通常顯示潛水員在船下游泳，或在背景中看到海岸線的淺珊瑚礁。

上/下拍攝提出了一些超出大多數水下照相機系統範圍的技術挑戰。通常使用超廣角鏡頭，類似於日常水下攝影中使用的方式。但是，圖像的上述水部分的曝光值通常比水下部分更高（更亮）。水下部分也存在折射問題，以及它如何影響與空氣部分有關的整體焦點。有專門的分割濾鏡設計來補償這兩個問題，以及在整個圖像上創建均勻曝光的技術。

然而，專業攝影師經常使用非常廣泛的或魚眼鏡頭，提供了廣泛的景深- 和一個非常小的光圈更深入的景深;這是為了讓人接受的清晰的焦點，既在附近的水下主題和更遙遠的水上的元素。外部閃光燈也可以在低水平的環境下非常有用，以平衡光線：克服水上和水下元件的亮度差異。

David Doubilet在尼康公司的採訪中解釋了他的技術。“你需要使用D-SLR和一個超廣角或魚眼鏡頭和一個複雜的房屋，有一個圓頂，而不是一個平坦的港口，水下圖像放大了25%，圓頂會糾正，技術需要一個小的f / stop-f / 16或更小的景深，再加上一個能夠近距離聚焦的鏡頭;你總是關注水線以下的物體，還必須平衡光線。一個輕的底部白色的沙子是最好的，或者是一個水下光線的物體，我會把閃光燈放在下面，然後點亮底部，然後曝光頂部，如果你拍攝ISO 400，你會有很多曝光的頂部，閃光燈將照顧底部。當然，

數字暗房技術也可以用來將兩幅圖像“合併”在一起，形成一個超/低的鏡頭。

技能和培訓

由於水下攝影經常在潛水時進行，因此，潛水攝影師必須具備足夠的技能，以保持合理安全的活動。良好的潛水技術也提高了圖像的質量，因為海洋生物不太可能被平靜的潛水員嚇跑，環境不太可能被損壞或受到干擾。有可能遇到惡劣的條件，如大潮，潮汐或能見度低。水下攝影師通常儘量避免這些情況。水下潛水培訓提供者提供課程，以幫助提高潛水員的潛水技巧和水下攝影技能。

水下攝影培訓

時間表

• 1856年 -威廉·湯普森（William Thompson）用安裝在桿子上的相機拍攝了第一批水下圖片。
  
• 1893年 -Louis Boutan在Banyuls-sur-Mer拍攝水下照片，同時使用地面提供的安全帽潛水裝備潛水。他還利用電磁鐵開發了一種水下閃光和深水遙控。
  
• 1914年 -約翰·歐內斯特·威廉姆森在巴哈馬拍攝了第一部水下電影。
  
• 1926年 -威廉·哈丁（William Harding）朗利和查爾斯·馬丁（Charles Martin）用鎂閃光燈拍攝了第一張水下彩色照片。
  
• 1940年 -布魯斯·莫澤特開始在佛羅里達州的銀泉市拍攝照片
  
• 1957年 -CALYPSO-PHOT相機由Jean de Wouters設計，由Jacques-Yves Cousteau推廣。它於1963年在澳大利亞首次發行，最高可拍攝1/1000秒的快門速度。類似的版本稍後被產生尼康作為Nikonos，最大1/500秒的快門速度和成為最暢銷的水下攝像機系列。
  
• 1961年 -聖地亞哥水下攝影協會成立，是最早致力於推進水下攝影的組織之一。
  

挪威潛水先驅奧德·亨利克·約翰森與水下相機（20世紀60年代）

保羅·巴奇與水下照相機（1926）