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电影镜头保养整备与成像质量
电影镜头保养整备与成像质量 电影是一种艺术与技术相综合的工业产品，影片的创作因不同主创人员的 艺术水准而风格各异，但只有达到一定的技术水准，才能获得公映的资格。而这 种技术水准（在本文中特指电影画面的技术水准），往往是由从拍摄到制作的不 同阶段中相关工作人员的操作水平和全流程设备的配置，以及工序的设置所决定 的。在电影技术已经全面进入数字化的今天，从前期到后期，完整流程的工序设 置已经相对成熟，并基本成为定式，而且在每一步骤中，制作者基本上都可以比 较方便地对质量进行掌握。在这一过程中，除非人为失误，否则绝大部分环节都 不至于对影片画面的技术水准产生明显的不良影响。所以，基本排除人为因素之 后，如果我们期待更高的制作水准，就意味着必须以高水准的设备配置来实现创 作。高水准的设备配置为制作者提供了更多获得高质量画面的手段，以此为基础 来完成整部影片的工作流程，无疑成了影片成功的关键。选择精良的设备固然容 易，但确认这些设备是否处于最佳的状态，才是关键。所以高水准的设备配置一 定离不开高水准的设备整备，只有依靠整备精良、状态完好的专业设备投入影片 的摄制，影片的成像质量才能有足够的技术保障。一、前期摄制设备的成像状态是控制画面质量的关键 控制一部影片的质量，一定要从最关键的前期拍摄抓起。从得到高质量的 素材开始，控制好源头的质量，后面制作过程的施展才能有充分的用武之地。而 对源头素材质量至关重要的摄影设备，是决定一部影片技术水准的关键。我们知 道，一部典型的电影故事片的摄制，必然离不开摄影机、镜头，以及必要的灯光、 云台、脚架等大量辅助设备，而决定画面质量的最关键因素，就是摄影机和镜头。
对这两类设备的整备水平决定着其成像状态的优劣，将直接影响影片的拍摄质量。
如果投入摄制的设备出现问题，画面的质量必然直线下降。摄影机的成像水平一 定是创作人员最主要的考虑方向。从摄影师的创作习惯，到影片应该选用什么分 辨率、什么数据格式、配合什么样的后期制作流程等，这些要素决定了对摄影机 的选择方向。而这种选择对于制片方来说并不困难，设备租赁市场上能够找到的 大部分摄影机，都有明确的市场定位，有经验的操作者可以轻松找到适合自己的 拍摄设备。为配合选定的摄影机，同时根据对画面的构图预想，以及制片的预算 水平，选择不同焦段和档次的镜头，看似更加司空见惯，没有什么值得注意的。
但流于形式的拍摄前的设备整备及检查流程，会导致大量问题设备带病上战场的 情况出现。二、国内前期摄影设备整备的现状 对于大部分摄影机常见的包括噪波、色差、坏点，以及丢素材等问题，相 关整备和操作人员往往比较注意，常规的检查和测试后，这类问题也相对比较容 易发现，尽管拍摄时偶发和突发的电子故障仍然难以完全避免，但大部分情况下， 只有仔细检查之后未发现问题的机器才会被投入实战。摄影机出现的技术问题受 到了特别关注，而安装在摄影机前面的各种镜头在挑选时接受的就是另一个待遇 了，这是一个日趋严重却被经常忽视的问题。这种局面的成因一方面是检查手段 受限，另一方面也跟整备人员的业务水平和经验相关。因为镜头问题并不像摄影 机那样容易暴露出来，相比之下，不借助专业的相关设备，仅凭肉眼检查镜头缺 陷非常困难。所以仅凭经验加上非常简单的目测观察就决定选用镜头的方式，成 了目前国内摄制团队无奈的常态。其实刚刚出厂的专业电影镜头，质量都是比较 可靠的，在出厂时所有厂家都会对其进行严格质量把关，全新镜头出现问题的情 况微乎其微。但摄制现场使用的全新镜头毕竟是少数，电影镜头的精密性决定其 不可能大规模生产，于是价格昂贵成了新镜头少见的原因之一。而且一支保养到 位、状态良好的电影镜头，其使用寿命可以非常持久，没有必要经常更新。一些 镜头的使用寿命甚至经常会超过作为配套设备的数字摄影机的换代周期，以至于 我在走访一些镜头租赁服务供应商时，还会看到很古老的电影镜头。在一些电影 设备生产厂家考察和培训时，我看到他们为关键测试设备上匹配的专用镜头，竟 然是几十年前东、西两德合并之前的西德生产，足以见得，在良好的整备条件下， 一支镜头的超长使用周期。但在国内的现实条件下，大量投入现场拍摄的电影镜 头真的都是保养到位、状态良好吗？我们听到了很多在前期拍摄阶段产生的大量 问题和矛盾，都指向了镜头的成像状态。这类问题的出现，应该与镜头在长期使 用过程中缺乏正确整备和定期检测维护难脱干系。经过长期广泛走访和调研，以 及与多家镜头维修机构的交流，我们发现目前国内电影镜头的使用情况普遍不乐 观。广泛应用在国内电影摄制领域的大量光学镜头，缺乏质量监管和控制，成像 质量完全靠肉眼简单判别，只要整备人员自认为看不出问题就认定其状态良好。
而一只外表上看起来毫无问题的电影镜头，尽管外观干净整洁，但其内部到底经 历过怎样的颠簸和错位，光学成像水平下降到了什么地步，仅从外表是根本无法 判别出来的。造成这种情况最主要的原因是，在中国大陆，９０％以上电影镜头 的拥有者都是大大小小的私营租赁公司，他们缺乏专业的电影镜头检测手段，既 没有专用仪器，也缺少具备光学知识的专职镜头整备人员。并且他们中也很少有 人有动力，去聘请第三方做系统的镜头成像质量检测，因为那无疑会产生额外的 支出，作为私营企业，压缩成本是很自然的经营策略。而没有机会发现问题，并 不意味问题不存在。其实电影镜头上经常出现的种种问题，往往都是早已产生，并可以通过客观检测发现的。那些影响画面质量的关键问题，我们已经有充分的 手段去诊断并排除。但是在很多情况下剧组摄制人员或租赁公司在挑选镜头时， 相关工作人员一般仅凭肉眼查看前后外镜片的清洁情况，最多再拉个皮尺确认一 下前、后焦距就草草结束，结果就是问题镜头被投入拍摄。这是为什么呢？一方 面是大家想当然地认为，一支电影镜头只要外观上看起来没问题，成像质量就不 会出现问题。另一方面也受制于器材租赁行业内普遍缺乏客观检测设备这一局限， 没有手段去排查镜头的问题。由于国内的镜头检测与维修能力几乎全部掌握在极 少数专业机构手中，租赁公司没有意愿投入资金去掌握相关技术和设备，也极少 会配置专职的从业人员对镜头进行定期保养。即使有专职人员，也并不一定完全 清楚手中镜头经过长期使用后的内部状态，只要没有摄影师或者剧组找上门来提 出镜头质量问题，他们也不会主动花钱去做检测。由于以上原因，镜头的成像质 量经常出现问题，导致剧组和器材供应方之间由此产生的纠纷不断出现，双方的 争执只能根据厂商或者经销商出具的一纸维修单据来对峙。而且厂商能够提供原 厂的损坏零部件更换业务，于是经由厂方进行的检测往往同时伴有维修操作，所 以只检测不维修的情况很少出现。不损坏就不检测，成为了国内很多电影镜头提 供方的常态。在胶片时代，国内曾经有拍摄电影之前先拍摄试片的传统，用以验 证即将使用的胶片特性是否符合需要。这种试片的拍摄，实际上也是对拍摄设备 的一种检测，成为预先控制影片画面质量的良方。尽管胶片的表面药剂配方、洗 印工艺及显影特性早已成为定式，但为了追求更好的成像效果，大部分剧组的制 片方都会在摄影师指导下去完成试片的拍摄，以确保质量可控。目前随着数字技 术的进步，电影胶片退出历史舞台，所见即所得的数字拍摄手法，使得完全通过 现场监视器把握画面质感成为了摄影现场的主流。摄影师们不再需要拍摄试片， 制片方也乐得省下这一成本，于是，基本上摄影组的工作人员在开拍前草草完成 试机工作后就直接开工了。由于省去了试片拍摄和洗印工序，摄影组里的每个人 可能都不知道自己手中设备的实时状态，只要摄影机没出故障，监视器中画面大 致表现尚可，就不会有人关注镜头实际成像水准的优劣。有时这些临时租来的镜 头前一天刚从条件恶劣的沙漠外景片场上退下来，今天就直接投入广告影片精致 的室内细节拍摄。镜头外部被清洁之后，看起来崭新如初，但内部的滑轨机构和 带固定阻尼的润滑材料早已被难免的细沙进入所侵蚀，短暂的试机并不能及时发 现镜头的缺陷。而且更重要的是，经过颠簸和反复使用，内部各镜组和复杂的各 个环状旋转机构的相对位置经常会发生细微变化，导致成像质量下降。仅凭现场 小小的监视器，很难发现今后呈现在大银幕上时凸显的成像问题。
三、电影镜头缺乏良好整备对成像质量的影响电影镜头常见的色相差、球差以及慧差等问题，预先通过相对便利的投影 检测手段是可以发现的，但很多情况下镜头的成像质量衰退，即使是专业的摄影 器材整备人员都难以察觉。我们曾经检测过一批极少投入现场拍摄的德国产高端 电影镜头，由于定期会做外部清洁，外表崭新，看起来非常光鲜，但从检测结果 来看，大部分镜头的成像质量实际上都已经明显下降，有些甚至在德国原厂专家 看来都已经到了完全不合格的地步。而这些镜头基本上长期处于良好的保管条件 下，极少被投入嘈杂的户外片场拍摄使用，只是偶尔被用来完成基本无损的室内 拍摄实验。但相对于其出厂时的状态而言，成像水平仍然出现了剧烈的偏差，质 量下降非常明显。有时，甚至在投影检测时并没有发现明显的问题，但经过了调 制传递函数检测仪检测之后发现，其成像质量早已下降到不可救药的程度。不仅 是成像分辨率的衰退难以发现，有些镜头的相差问题同样非常难以察觉，尤其是 场曲问题，经常容易被忽视。特别是在立体影片的拍摄时，双机的镜头根据所需 瞳距设置好之后，如果其中一只镜头出现了场曲问题，则会使双画面组合观看时 令人眩晕，因为那支镜头的像场角度发生了扭曲，使正确的双眼立体视夹角产生 偏移。这在后期调整时是非常费时费力的，直接影响影片的制作周期，增加了成 本。而且如果这组镜头被反复使用，甚至被随机调换了左、右机的位置，那么繁 复的立体视角调整工作对后期制作人员来说无疑是一场噩梦。另外，我曾经见到 一只很昂贵的高级电影镜头，因为在立体拍摄中突然变焦环完全卡死，只能停机 将镜头送至指定的维修中心。剧组人员急迫地四处寻找同款镜头作为替代，所有 演职人员都在片场焦急等待，而制片方和镜头提供方也为故障原因是使用问题还 是镜头早已存在问题争论不休。这只镜头从外观上看来完全没有外力损坏的迹象， 崭新如初，但随手举起时就会听见里面发出“哗啦哗啦”的零件掉落声音。经过拆 解之后，发现变焦环卡住的原因居然异常简单，只是由于内部变焦游走环状机构 上的两颗固定用螺丝全部脱落，卡在两组活动机构的间隙中所导致。维修人员在 跟我交流时透露，这两颗固定螺丝同时脱落的几率极小。起因都是其中一颗螺丝 首先松动，随后产生旷量，但由于没有被发现，逐渐因为外变焦环被继续正常使 用，反复受力直至完全松脱。长此以往之后，最终导致另外一颗螺丝也随着长期 受力过大而逐渐松脱。而这两颗螺丝的螺纹结合处往往都是要被专用的精密螺丝 胶水覆盖，需要很长时间的受力才会松脱。也就是说，这颗镜头是在内部一颗螺 丝已经松动的情况下，又被继续使用了很长时间之后，才完全脱落，随后又经过 频繁的使用后，导致另一颗同样备了胶的螺丝也完全脱落。这些连锁反应是在很 长时间内的颠簸和使用中才得以完成，而这一过程中，并没有被整备或者使用人 员关注到。还有一些我亲手检测过的镜头，成像效果良好，焦距准确，几乎没有 相差，分辨率也过关，但在光圈检测时，就暴露了问题。通过外光圈环设置的每档光圈值与实际曝光量严重不匹配，导致曝光结果失去控制。这样的问题，在常 见的单机拍摄时还好解决，摄影师可以根据实际需要，不考虑数值而无级调整光 圈来实现准确曝光。但在双机拍摄的立体影片设置时，就经常会增添许多麻烦。
分别拍摄左、右眼画面的两只镜头通常会同时设定为同一档光圈，但如果拍摄时 的双画面曝光量出现细微的差异，而在拍摄时并没有通过监视器及时发现，那么 在制作时两幅画面素材的明暗也就无法实现默认一致，这就为后期制作平添了不 少麻烦。而且一部影片通常并不会只用一对相同焦段的镜头拍摄，如果每对使用 不同焦段镜头拍摄的素材不能分别统一曝光，那么无疑为后期制作时增加了巨大 的调整工作量，不仅增加了成本，还导致成片的质量控制也更加困难。这就是我 们现在经常使用的电影镜头的工作现状。而很多新片的创作就在这一现实基础上 继续开展着。所谓从前期拍摄开始的影像质量控制，也就根本无法实现。
四、电影镜头的精密性决定其需要良好的整备条件 一只镜头，其内部运行如同普通的机械结构，必须进行定期的维护和保养， 同时由于其作为光学系统的精密性，其内部光学组件的相对位置更容不得半点偏 差，失之毫厘则效果错之千里。即使是内部任何一片镜片在其固定位置上向ｘ、 ｙ、ｚ轴任意方向产生任何微小的偏移，经过整组镜片对误差的传递和放大，最 终的成像结果都可能会大相径庭。在德国某著名光学镜头生产厂家参加培训时， 我有幸见识了高品质镜头为何如此优秀的原因，通过一系列参观和学习，我意识 到精密电影镜头的生产确实绝非易事。一块块精挑细选的玻璃镜片首先在历史悠 久的传统玻璃厂中被精雕细琢，随后经过层层精准研磨并镀膜，再送到工厂进行 再处理和精确组装。经过几个世纪来日积月累的技术积累，主流电影镜头的生产 者已经研发出一系列优秀的设计和加工工艺，通过注重玻璃的配方和制造细节， 以及针对镀膜的大量研究和开发投入，加上高精度的组装和校准工作，最终才能 通过严苛的质量检测，使一只如同工艺品般的电影镜头顺利过关下线，走进每个 摄影师的手中。一支精密复杂的镜头组，在工厂近乎苛刻的稳定条件下加工和组 装时，会尽量避免出现任何哪怕是极其细小的位置偏差，以免影响画面精度。所 以，这种能够得到业界认可的电影镜头往往都是由具备多年生产经验的老牌专业 厂家来生产的，虽然造价不菲，但质量极高，是很多高级摄影师钟爱的选择。每 一支由大量微小部件精密组合而成的镜头，前后外镜片看起来一定是光亮通透， 其内部一片片精心打磨的内镜片质量可靠，凝聚着厂家的核心科技，而且组装工 艺也非常严格精准，每组镜片根据功能被精确排列成内镜组，安装在金属镜筒内 的指定位置。内、外镜组之间装有复杂的联动机构，配合运动的过程不但需要柔 滑顺畅、阻尼适当，而且成像结果的精度要与镜筒外的刻度保持一致。经过精心制作的内镜组，独立配置，自身很少出现问题，但其成像质量的关键还在于与机 械部分配合的运动精度，机械部分的固定方位和运作角度是保证内镜组操作精度 的关键和基础，只有机械部分运行精准，镜头光路操作的结果才有可能跟镜头外 部操作环上的刻度保持一致。诚然，修理和保养如此复杂的专业电影镜头绝非易 事，而且如果没有专业检测设备的辅助，即便只是想查出一支镜头存在什么样的 具体问题，也不是一个普通整备人员就能轻易完成的。仅以常见的换油保养为例， 不通过系统的专业培训根本无法实现。一只小小的电影镜头，可以拆解出多达近 百个微小部件，每一个部件都缺一不可。其内部由复杂联动装置组成的每一个运 动机构的接触面，都包覆着各种专用润滑脂，通过超声波清洗去除之后，还要再 根据不同用途，来重新配置不同阻尼系数的特种润滑油。而且相关配套的垫圈、 小螺钉更是不计其数，有些还需要化学溶胶和再封胶的工序。在拆解过程中，不 仅要记住每一步动作的顺序，甚至还要记住某些关键内部组件的原始位置和状态， 否则重组之后的镜头就无法正常运作。而且，在将每一个部件进行复杂的清洁和 保养之后，每一独立内部镜组的组装过程都需要在不同的专用设备上完成测试和 校准，确认无误之后才能全部归位重组，并通过最终的成像质量检测才算得以完 成。这其中还有可能发现有些部件磨损严重需要更换，所以这一过程复杂、苛刻 的程度可想而知。
五、结语 尽管现状堪忧，困难重重，但我们不能因困难而止步。不去检测就不知道 问题的存在，不定期保养也必然加剧内部磨损的程度。正如再好的汽车不定期保 养也会提前报废，再高级的镜头不定期保养检测，确认其成像状态，也同样会使 寿命锐减。只有改变现状，为镜头提供正确的整备与保养，定期检测并校正关键 指标，才能保障镜头更好地实现工作效果，得以更持久地为镜头拥有者产生价值， 从源头上控制影片成像质量才能得以实现。
作者:赵阳 单位:国家新闻出版广电总局电影技术质量检测所
