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——直升机航拍系统的应用体验——
  
直升机航拍系统的应用体验,一起感受下吧。

  目前,中国航拍市场一片繁荣兴旺,因为无人机航拍的普及拉低了航拍的门槛,大家都在享受高科技带来的全新的物美价廉的视觉体验,关于无人机的应用,笔者在此不做过多阐述,本文着重给大家先容载人直升机航拍系统的应用体验。

  真正专业和现代化的载人航拍陀螺稳定系统实际上是近年才在国内推广使用,然而到目前为止,在国内都不是特别常态的应用。客观的说在国内市场专业航拍陀螺系统应用成本高昂,这包括两个方面的内容:一是陀螺仪本身的租金,二是飞行载具的使用成本太高。

  专业的载人航拍陀螺稳定系统从品牌上来说,比较著名的是SHOTOVER,SPACECAM,CINEFLEX等等。当然这都是外国品牌,需要特别注意的是,曾经这些系统都是在对华禁售名单上的,即便是引进使用,也是早期型号或者是全部由外方团队操控,中方甚至不能靠近安装调试中的陀螺。

  但这一状况在近年得到了改变,国外品牌也开始蜂拥抢占中国市场,其中原因不仅仅是国内市场庞大,还有国内自主产品的出现让外方看到无法封锁甚至一家独大,那么干脆加入竞争。

  国产品牌笔者用过两个系统,分别是航天部的五轴陀螺系统和艺高飞鹰的三轴和五轴系统,笔者均在研发和实验阶段就参与了应用测试,甚至直接参与了开发和改进。

  解析机载陀螺仪系统

  那么,为什么直升机陀螺稳定系统那么复杂呢?这个问题涉及到诸多领域的话题,下面笔者将尝试在本文做简单先容。

  首先是陀螺稳定系统在拍摄中存在的必要性,原因很简单:避免震动。

  航拍过程中的震动来源和方向是多方面的,主要是机身的震动。直升机不同于固定翼航空器,基本上在所有的维度上都有震动,且震动大小不是线性变化,在减速和悬停的时候震感更是强烈。且不同的安装位置对震动强度也有影响,通常是前置安装或左右安装,当然也有机腹安装。这时,除了一直存在的机震外还有来自顶部螺旋桨产生的强大的向下气流和直线飞行时的风阻,这个风阻的强度比在高速上开车把手伸出窗外的阻力还要大十数倍。而这些干扰因素加起来就是陀螺稳定系统需要修正的,也是技术难关。

  早期的陀螺稳定系统正如字面文义,就是真的有高速旋转的电驱动机械陀螺装置来修正瞬间产生的角度位移,随着科技的发展,这一修正系统更新到光电感应系统后也一直延续了该称呼。

  笔者所使用的光电陀螺稳定系统从初期的两轴(X轴/Y轴:即水平和俯仰)到三轴(Z轴:横滚)到现在的五轴(+内X/Y轴)甚至六轴(+内Z轴),它们有什么不同呢?除了价格不一样外,当然是性能的巨大差异。如今红火的无人机航拍无刷云台其实就是简单而高效的两轴/三轴稳定云台。在基础原理上相同,都是通过姿态感应装置传达指令给无刷电机,实时修正摄影机姿态变化,使其保持相对水平稳定的状态。只不过专业影视陀螺系统感应精度更高,驱动功率更大且响应速度更快,自然的价格也是呈几何倍数的增长。

  请尽情想象你骑着一匹马奔驰在没有道路,起伏的旷野泥泞中,同时举着望远镜观察树林中嬉戏的小鸟,画面稳定而清晰,这基本上就是机载陀螺稳定系统的工作状态。

  以SHOTOVER举例,作为目前市场上最成熟稳定的航拍系统供应商,它实际已有30年的经验积累,从《霍比特人》采用它作为航拍平台就能了解其行业地位,相对于其它系统其技术优势主要是两点:六轴稳定,可换装几乎所有顶级摄影机和镜头。

  六轴稳定系统相比五轴的优势在于,多出的这一轴就能更好的降低画面横滚漂移,配合其控制功能,摄影师可以获得稳定有效的长镜头或者在复杂机动运行状态下始终保持绝对水平。

  而对于摄影机的全面支撑更是难得,除了必须兼顾和兼容各个摄影机品牌的控制协议外,配重调整也是复杂而精密,要知道市场其它品牌多是在订购时就确定摄影机和镜头类型,然后封装出厂,当遇到客户对其它摄影系统需求就无能为力了。

  聊聊飞行体验

  好马配好鞍,直升飞机就是马,同样分三六九等。价格也是数百万到上千万,甚至有上亿的,用在航拍需求方面倒是都差不多就行,当然尽量是四人座以上机型,因为一套陀螺仪重量已经接近一个人的体重,所以要求有足够的载荷冗余。

  国内市场比较多的机型主要是欧直(欧洲直升机企业)的小松鼠,美国的贝尔系列和罗宾逊R系列,这些多是单发飞机,价格便宜量又足,还对得起面子。政府公务机和军机多是双发,其实震动更大,因为不考虑商业用户体验,舒适性也一般,但是可靠性非常高,不过配套的维护成本很高,管理也相当复杂。

  而且国内空域管制限制很多,一次飞行活动要提前协调安排诸多资源,不然各种不可见原因都会影响飞行活动,这也是限制了载人航拍的机动性和灵活性的原因。

  当然,专业影视拍摄都用直升机肯定是有原因的,这在过去没有小型无人航拍器时也是唯一的选择。即便是井喷式发展的当下中国航拍市场,直升机依然具有绝对优势,一是拍摄设备,例如SHOTOVER系统,可以搭载任何顶级影片摄影机和影片定焦/变焦镜头,这是无人机的单反和运动摄影机的大广角定焦画面完全无法替代的。二是航时、航程和高程,直升机2-3小时的飞行时间,几千米的飞行高度以及轻松数百公里的飞行时速,是无人机完全无法企及的。
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