缩时摄影

缩时摄影（Time-lapse photography），亦称为间隔摄影、旷时摄影、延时摄影，是一种将画面拍摄频率设定在远低于一般观看连续画面所需频率的摄影技术。

当在正常速度下播放时，便会感觉到时间经过得较快速，而产生一种流逝感。举例而言，对一个变动中的景象以每秒一张的速度进行连续拍摄，之后以每秒30张的速度播放，那么便会呈现出加速30倍的视觉效果。

缩时摄影可视为与高速摄影或慢动作摄影相对的摄影技术。针对人眼所能捕捉的微妙过程，例如太阳的移动、空中的繁星等等，透过缩时摄影能够清楚、完整地呈现。缩时摄影可说是电影艺术技巧中减速摄影的极致版本，有时会与停格摄影动画有所混淆。

## 历史

一些常以缩时摄影拍摄的题材包括：

- 云与天空的变化
- 植物生长及花卉开花
- 水果腐败
- 建筑物的建造过程
- 城市中的人们
- 实验过程

缩时摄影常用于拍摄人群、交通状况等。以此技术拍摄变化缓慢、难以察觉的题材，会产生一种流畅的视觉感受。若用以拍摄变化快速的题材，则会呈现出猛烈变化的效果。

法国的乔治·梅里爱于1897年首先将缩时摄影用于拍摄影片《家乐福歌剧院》（Carrefour De L'Opera）。而自1909年起，尚·柯曼登（Jean Comandon）与百代电影公司合作将缩时摄影运用在生物现象的纪录上。1920年代，缩时摄影进一步由阿诺德·弗朗克运用于一系列称做Bergfilms的影片中。

1929年到1931年，罗伊尔·莱夫透过结合缩时摄影与高放大倍率的显微照相惊艳了当时的新闻界。但提到对缩时摄影的宣传与普级化，则无人能与约翰·欧特博士相提并论，他投入其毕生精力于拍摄《探索频谱》（Exploring the Spectrum）这部影片。

欧特原本的工作是一名银行业者，以缩时摄影拍摄植物则是他的业余爱好。1930年起，欧特购入并建立越来越多的缩时摄影相关设备，最后他建造了一个充满植物与相机的大型温室，当中还包含了他自己研发的自动电子控制系统，用以移动相机来追踪生长中的植物。他以缩时摄影记录了整个温室中的植物以及工作中的相机，堪称是一首缩时摄影的交响乐章，他的作品后来在1950年代的电视节目《You Asked For It》中制作成影片播出。

欧特发现改变给予植物的水量，以及温室中光线的色温，便能够操纵植物的运动。某些颜色的光可以使植物开花，而其他颜色的光则使植物结果，欧特甚至发现仅只是调整光源的色温，就能够改变植物的性别。欧特以缩时摄影记录花开的画面，后来出现在迪士尼的《Secrets of Life》影片中，可说是将缩时摄影运用于现代电影及电视的先驱。欧特写了许多本关于他的缩时摄影历程的书，例如《My Ivory Cellar》、《Health and Light》，以及纪录片《探索频谱》。

英国的牛津科学电影研究所（Oxford Scientific Film Institute）是后来对缩时摄影技术进行改良与发展的主要贡献者，该机构专精于缩时摄影及慢动作拍摄，并发展出能够进入、穿过极小地方的摄影系统。

第一部应用缩时摄影技术所拍摄的电影是《失衡生活》。那是由高佛雷·雷吉奥所执导的一部非叙事电影中，包含了大量由电影摄影师朗·弗里克以缩时摄影拍摄的云、人群以及都市。几年后，朗·弗里克执行了一个名为“Chronos”的独立计划，使用IMAX相机拍摄，目前仍于Discovery HD上频繁播出。

近期一部完全以缩时摄影手法拍摄的影片是Nate North的Silicon Valley Timelapse。

## 专门用语

缩时摄影的拍摄速率可以任意调整，从接近一般正常的拍摄速率（介于每秒24张至每秒30张），到一天仅拍摄一张，甚至一周或者更长的间隔，取决于拍摄的主题。

缩时这个词也可以用在指涉影片中每个影像曝光时，相机快门打开的时间。在电影中，根据所使用相机系统的精细程度，两种缩时摄影的手法可以一起运用，拍摄夜晚星星随着地球自转而移动的画面便需要此二种形式，因为每一个影像皆需要有长时间的曝光以使微弱的星光能够清楚呈现。

当缩时摄影的拍摄速率接近正常拍摄速率时，这种"温和"形式的缩时摄影有时简单称做快动作或快转。这种边界型态的缩时摄影类似于VCR的快转模式。透过此种拍摄手法，一个骑着单车穿越城市街道的男人，会呈现出如赛车般的速度，且因为每一个独立影像的曝光时间较长，其脚部的运动将出现模糊感或残影，更加强了此一画面给人的速度错觉。

在电影和电视节目中，使用快动作可达到几种目的。其中一个受欢迎的使用目的是为了达到喜剧效果。一个闹剧式的场景可以搭配音乐以快动作手法呈现，这样的特殊效果经常使用于早期的默剧之中。

另外一个使用快动作手法的目的，是在于使电视节目中的慢速片段能够加速完成，以免占用节目太多的时间。举例而言，一个居家装潢节目中需要呈现家具搬动或替换的漫长镜头，若透过缩时摄影的快动作手法，便能将此过程压缩到一个较短的时间，但却仍然能够让观众看到整个过程。

## 缩时摄影与高清录影之比较

有些人会认为缩时摄影影片是利用录影方式记录后再快转而得，事实上这两种影像记录方式有着根本上的差异，以下为缩时摄影与一般录影之比较，并以两种拍摄方式在同一时间记录同一画面制成影片，使两者在视觉上的差异得以一目了然。

比较项目｜缩时摄影｜高清录影

画质与分辨率｜1600-2000万画素｜200万画素

拍摄高亮度｜缩小光圈｜受限设备调整空间小

拍摄低亮度｜增加曝光时间｜受限设备调整空间小

拍摄变化较快题材｜每秒10张（非缩时摄影强项）｜每秒24-30张

拍摄变化缓慢题材｜延长拍摄间隔，仪器设定自动拍摄，不须人为操作｜需人为持续操作

长时间记录｜非连续纪录，节省储存空间、减少电力耗损｜长时间累积的影像档庞大、且耗费电力

## 缩时摄影如何运作

一般影片通常以每秒24个画面的速度播映，意味着每一秒钟有24个影像出现在萤幕上。在一般的状况下，一台电影摄影机将以每秒24个画面的速度拍摄记录，由于播放速度和记录的速度相同，萤幕上的画面便以正常速度呈现。

即使摄影机以较慢的速度进行拍摄记录，其播放时则仍维持在每秒24个画面，因此呈现在萤幕上的影像便会移动得较快。若播放速度为$S_{proj}$，相机拍摄速度为$S_{cam}$，实际速度为$S_{act}$，则可算出感知到的速度$S_{perc}$。

$$S_{perc} = \frac{S_{proj}}{S_{cam}}\times S_{act}$$

因此一部以每秒12个画面的速度进行记录的影片，将呈现出两倍的速度。在每秒8~22个画面的拍摄速度下，通常属于快动作摄影的范畴，而比这还要低的拍摄速率则更接近缩时摄影的范围，虽然在电影制作圈中，这些专有名词之间的分野尚未完整地建立起来。相同的原则同样适用于录影或其他数位摄影技术，然而，直到最近，摄影机尚无法在可变的拍摄速度下进行影像记录。

使用一般相机，并仅透过手动方式拍摄每个独立的影象，可达到拍摄缩时摄影的目的。但是若要求更精准的时间间隔或增加幅度，以及连续影象之间曝光率的一致性，则必须使用与相机快门系统相连接的一种特殊装置，称做快门自动控制器。快门自动控制器根据影像间的一个特定时间间隔来控制相机的作动，现今已有许多消费等级的数码相机，甚至包括一些傻瓜相机都配备有快门自动控制器的相关软硬件。某些种类的快门自动控制器可以和相机的移动控制系统相连结，使相机在拍摄缩时摄影时能够在任何方向轴上移动，产生俯仰、平移、追踪、跟拍等拍摄效果。Ron Fricke首先发展出此类系统，在其短片《Chronos》及电影《Baraka》中可以见到。

## 短曝光与长曝光缩时摄影

### 拍摄间隔内的曝光时间

如前所述，除了调整相机的速度之外，曝光时间与拍摄间隔之间的关系也是必须考量的重点，此一关系将影响每个画面呈现出的运动模糊（motion blur）程度，相当于调整相机的快门角（shutter angle）所能造成的影响，此一手法也称为慢速快门（dragging the shutter）。

一般拍摄影片用的相机每秒记录24个影像，在每个1/24秒的过程中，曝光时间大约占了一半，其余时间快门则关闭，因此每个电影画面的曝光时间一般为1/48秒（约1/50秒）。调整相机的快门角（若其设计允许），能够改变每个画面实际曝光的时间，从而增加或减少运动模糊的程度。

### 模糊与曝光时间

在拍摄缩时摄影时，相机系以一个特定的缓慢间隔记录影像，例如每30秒记录一个画面（每秒1/30个画面），此时快门将开启部分时间。在短曝光缩时摄影的情况下，相较30秒的拍摄间隔时间，曝光时间仍保持一般正常情况。举例而言，在每隔30秒拍摄一张的状况下，每一张的曝光时间仍设定为1/50秒，这样会因极小的快门角而造成停格动画或黏土动画的质感。

而在长曝光缩时摄影的情形，曝光时间将接近使用正常快门角的效果，一般而言，这代表曝光时间必须是拍摄间隔的一半，在刚才的例子中，由于拍摄间隔为30秒，因此曝光时间则为15秒，产生的影像感觉较为流畅。

曝光时间可以依据所想要的快门角效果以及拍摄间隔，利用以下公式计算而得：

曝光时间 = 快门角/ 360度x拍摄间隔

因为较难以在如此长的时间内取得恰如其分的曝光量，因此长曝光缩时摄影较不普遍，尤其是在白昼的拍摄环境下。一个曝光15秒的画面，与一个曝光1/50秒的一般画面相较，将接收750倍的光量，而使用减光镜（中性密度镜）可用以补偿此一过度曝光的情形。

## 缩时摄影相机的移动

一些具有视觉震撼效果的缩时摄影影像，是在拍摄画面的同时移动相机而完成的。举例而言，可以把缩时摄影相机架设在移动中的车上，制造出极致的速度感。

然而，想要以缩时摄影完成一个简单的追踪画面，就必须使用移动控制设备来移动相机，这个移动控制设备可以架设在摄影车（dolly）上，或以极缓慢的速度平移相机而达到类似的效果。当播放以此手法拍摄的影像时，将感觉相机以正常速度在移动，但其周围的世界却呈现缩时的效果，这样的快慢并置更加强化了缩时摄影的错觉感。

将缩时摄影的公式颠倒后，可以计算得出制造正常相机移动感受所需要的实际相机移动速度：

实际移动速度 = 相机拍摄速度 / 播放速度x感知到的速度

Baraka是首先将此手法运用到极致的电影之一，此片的导演兼摄影师Ron Fricke利用步进马达设计出了专属的移动控制设备来对相机进行平移、倾斜等动作。

另一种类似的手法是在每个画面曝光时移动相机，能使整个影像产生模糊效果。若利用电脑精密控制每个画面中与画面间相机的运动，尤其当相机架设在一种能于空间中移动的追踪系统上时，能够产生特殊的模糊艺术与视觉效果。

### 相关技术

- 定格动画
- 动作控制摄影
- 大范围移动缩时摄影

## 高动态范围（HDR）缩时摄影

近期缩时摄影的新发展是将高动态范围（HDR）影像技术加入缩时摄影之中，首先对此进行实验性创作的包括Nicholas Phillips，其在2006年7月间完成一系列11秒的短片，接着又有部分缩时摄影的狂热者开始尝试，Ollie Larkin和Jay Burlage都曾使用数位单反相机配合移动控制，拍摄高分辨率的HDR缩时摄影。

2008年的Silicon Valley Timelapse是首先运用此一技术拍摄的完整长度影片。

使用数位单反相机拍摄HDR，是在三个不同曝光值下拍摄同一画面，此组照片中的三个影像分别代表高、中、低亮度的拍摄情况，接着再把此组照片合成为单一画面，并将多个画面连续制成影片。

然而，以此技术拍摄的影像数量相对非常高，以30 fps的HDR（每个画面取3个不同曝光程度的影像）影片来说，每分钟便须要拍摄5,400个原始画面（60 x 30 x 3）。

## 缩时摄影专用相机

缩时摄影专用相机就是能够自动拍照并自动产生缩时影片的专用相机，这类相机的基本要件是电力必须持久，毕竟在户外进行长时间的缩时摄影拍摄电源供应将会是一大困扰。一般来说想要长时间纪录日出到日落的光影变化，在无外接电源的情况下相机至少要能够拍摄12小时以上，才不会替缩时摄影任务增加负担。

## 参看

- ICP Library of Photographers. Roman Vishniac. Grossman Publishers, New York. 1974.
- Roman Vishniac. Current Biography (1967).
- My Ivory Cellar John Ott.（1958）
- "Health and Light" John Ott.（1979）
- Exploring the Spectrum John Ott.（1973, 2008）DVD-film version available since 2008.
- Exploring the Spectrum: The Effects of Natural and Artificial Light on Living Organisms

## 外部链接

- Time Lapse by Nikon
- A collection of 55 timelapse video clips from the BBC natural history archive
- BBC Time lapse photography tutorial
- Time Lapse using mobile devices
- timelapse.org - a community web site with timelapse video from around the world and a user forum