当《骇客帝国》中Neo仰身躲避子弹的“子弹时间”(慢动作镜头效果)被越来越多的影视作品所广泛应用时,当《长安十二时辰》大量的长镜头拍摄手法用于群像或背景介绍,或者描绘打斗的酣畅、精彩场景时,影视工业已悄然进入智能拍摄时代,机器人在影视拍摄中逐步找到不可取代的价值点,为镜头语言注入新的美学基因。
解码影视拍摄的技术刚需
影视工业化拍摄进程催生了诸多的刚性需求,比如成本控制、高精度定位、安全需求等。很容易理解,比如在一些投资多个亿的大制作影视作品中,每节省1小时或1天拍摄周期就能降低不少的制作成本;再比如,对于有丰富想象力的导演来说,镜头是否能随心所欲的精准到达指定位置,运镜过程是否能完美复现并流畅平稳不抖动,都会对影片的后期及最终画面效果的呈现产生重要的影响;而又有一些特殊环境的拍摄,比如火场、水下,人类摄影师总会受到身体极限或拍摄角度的挑战。相比较于传统人工拍摄存在的效率瓶颈、精度误差与安全隐患等问题,机器人作为智能拍摄设备,正逐渐成为工业化拍摄的标配。甚至于,随着机器人技术与影视技术碰撞出智慧的火花,机器人在多类影视作品,如音乐短片(MV)、短视频、直播带货、商品拍摄等均可找到应用的场景,并扮演更多的道具辅助的角色。
当然,依赖于技术的不断创新发展,“机器人”的概念和内涵也在不断丰富。影视拍摄行业中,无人机、水下拍摄设备、人形机器人等不同物理形态的智能拍摄设备纷纷闪亮登场,但目前行业应用成熟度最高的,还得是“MOCO机械臂”(Motion Control Robot Arm)这类工业机械臂形式。这类机器人,从构型上说,又可以分为工业6轴机器人(PUMA Robot)与协作机器人(Cobot)这两种,分别在负载范围、安全性等方面有着不同的优势。以人机协同为主要特点的协作机器人,近几年的行业增速远超其他细分品类,在影视拍摄行业中也逐步成为新宠。协作机器人除了具备一碰即停的更高安全性能外,在安装部署、界面操控性等环节,也较工业6轴机器人更为便利、更为易用。
那更为关键的问题是,影视拍摄对于MOCO机械臂真正的需求点是什么呢?对于这类机器人的技术指标,又有怎样的考量呢?首先,机器人在有限空间范围内的多拍摄角度的满足,可激发导演们的创作灵感,带来全新的视觉盛宴;其次,精准、完美的轨迹复现功能,搭配蒙太奇的剪辑手法,可达成穿梭于不同时空的惊艳特效;再次,通过摇杆远程操控的方式,确保拍摄安全的同时,更便于镜头画面实时的监控。当然,在实际的应用过程中,机械臂的功能用处远不止这些,但不可否认的是,无论是低速还是高速运动,无论是直线轨迹还是曲线轨迹,保持镜头画面的稳定、流畅,始终对焦精准,是选用机器人的最重要考量指标。另外,在机器人重复定位精度、防护等级、与周边设备(相机、滑轨等)的协同性,以及高效的实时控制等技术指标,也是筛选机器人品牌的关键参考因素。
捷勃特SmoothMoco™引擎的技术破壁
捷勃特机器人从自研底层运控系统起家,近几年迅速完成了多构型机器人的产品发布,涉及SCARA机器人,工业6轴机器人以及协作机器人,去年更是发布了智能磁驱输送系统MTS产品,成为市场上少有的专注于底层运控技术在多领域应用的机器人厂商。
基于核心的底层运控技术积累,捷勃特面向影视拍摄行业开发了SmoothMoco™引擎系统,在影视级防抖领域实现重大突破,来看拍摄效果的对比:
从动图中,可以肉眼可见左边的机器人拍摄在运动停止或开始反向运动时,机器人有明显的抖动现象,造成画面的不稳。而右图,在应用了SmoothMoco™引擎技术之后,整体的运镜更加丝滑流畅,即使在运动结束的点,画面也稳定无抖动,并且跟焦效果更显著。
相对于机器人高速运动状态的抖动抑制,其实机器人低速状态下实现抖动抑制,技术更为复杂。当机器人低速运动时,静摩擦和动摩擦之间的转换会导致不连续运动,产生粘滑现象,同时传感器在低速状态下,反馈信号更新慢,控制器难以快速积累误差信号,导致补偿滞后等一系列问题,再加上低频运动更容易激发结构共振,致使机器人低速时抖动难以抑制。
然而,捷勃特SmoothMoco™引擎完美解决了这个系统化的难题。我们来看机器人低速运动状态下的拍摄效果:
可以看到,即使是在大范围横向运动或停止再启动瞬间,机器人的抖动得到充分的抑制,画面也始终保持连贯、稳定、平滑,这就为导演后期工作大大降低了难度,并提升了效率。
捷勃特SmoothMoco™引擎之所以能达成以上的功能效果,其核心的技术创新点在于:
1、 创建了一套功能强大的自主智能算法,基于捷勃特独有的单芯片多轴驱动一体控制架构(SCIMC),使得机器人无论在低速、高速,不同位姿状态下,可根据工况自适应调参,完成更实时、精准的运动控制,从而抑制抖动的产生。
2、 建立创新的动态摩擦力模型,在充分掌握各组件不同摩擦力影响因子的基础上,通过多年运控技术的沉淀和积累,完美解析机器人实时受力状况并做动态补偿,确保机器人精准快速到位。
智能拍摄的价值重构
捷勃特通过底层技术自研创新,带来的不仅是算法、模型的提升,更是创作维度的拓展。依托稳定流畅的画面,意想不到的拍摄角度,精确的运镜轨迹等,导演可以进行大胆的创作,特效团队可获得绝对稳定的动作捕捉数据源。这种技术确定性,正在重塑影视创作的可能性边界。
当机器人技术与影视拍摄碰撞出绚烂的火花,捷勃特用多年积累的实力证明:真正的高手,致胜永远在毫厘之间。我们追求的不是参数表的数字游戏,而是让每个镜头都成为可复现的艺术品。在智能拍摄的新纪元,我们正在重新定义"完美镜头"的技术标准。
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