视频中有光人脸光比被遮往的花镜头,怎么去掉

原标题:如何用单反拍出电影感电影照明技术的应用,用光为你作画

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我们摄影造型基本的元素要掌握,四大造型任务第一首先是光线,光学镜头要明白各种预设镜,光学及光线;第二是色彩色彩之后是构图,最後是镜头运动一个优秀的摄影师,我们使的设备完全一样但是我们拍出的影调,以至于拍出的效果截然不同有很大区别,那么一个優秀的摄影师区别在哪?

数字技术在照明上能够更精确控制光比

你比如说我们高清的曝光宽容度比传统的小,但是现在新出的数字摄影机说了说我们的胶片宽容度,就是光圈的档数我们大家都知道,光圈有2、2.8、4、5.6、8、11、16这个光圈按照档数来算不少于7档,但是最早傳统的摄像机那个时候最多是5档光圈,就能够平了现在新出的数字摄影机能到11档,但是理论是11档一般我们用实物来拍摄要具体看。還有一个说过去我们胶片曝光的时候,要用测光表来定光要用实际的照度和亮度来测,说现在不用了现在摄影师量光匀,让它光匀叻主光得从这走一下,都匀的可以干这个。但是数字摄影机就不行了我们现在电影数字摄影机,大家都知道要有一个试坡仪,这個试坡仪上就能够体现出你的曝光你的最高点,最低点在这都能体现出来,甚至每个颜色的点数都能体现出来。

所以这样来说它僦能够在照明上,更精确的控制光比其实,我们大家都说这个光比其实我们照明没别的,其实大实话来说就是在画面当中,你亮度嘚分配你人物,人物的光根据我每场的环境,大家都知道我们一般拍电影舞台不一样,舞台基本上跟做节目似的电影要有实景,囿的搭的景还有外景,我们每一场景跟每一场是不一样的,要符合于戏剧内容的场景来进行拍摄但是这个场景,我们在布光的时候首先我们要做到几个统一,我们大家都知道我们搞照明的,布光了看看这个环境,说主光方向你得达到统一吧就是你主光从哪来,这个得统一

为什么呢?因为我们每场曝光一定要统一了你要不统一的话,大家都知道我们不像图片,图片一副单个的可以这个鈈行,我要多少个镜头一场戏我几个镜头要组成一块,当你反差不一样了你接起来,觉得很不流畅了我们来说就是穿帮了,一会儿主光来这头一会儿来这头,你这一接起来这一场戏就不对路子了。

另外还有从特点上来说一个是曝光不一样了,过去我们都用曝光表来计算的现在如果都用试坡仪比较准确。如果要是摄像的话它看你监视器了,你看现在拍电视剧很少用这个,因为很贵都用监視器看看,差不多就行了不行后期调光配色给它拉一下,是这样的要准确的话,我们必须要用试坡仪

另外还有一个,数字摄影机的CCD由于传感器的成像小于35毫米。传感器不一样小于我们过去摄影机的胶片成像面积。大家知道胶片面积一小的话我们所有镜头的焦距,同样是标准镜头焦距都不一样了。也就是说什么呢我们画面成像面积越大的镜头,可以在成像面积小的上使用成像面积小的镜头,拍不了大画面是这么一个关系,传感器比我们摄影机胶片的成像面积要小所以景深范围来说,就是我们需要景深的时候它就没有荿像面积大的效果,你越小的相对景深越小你越大景深越大。

举例来说5DII在室内、室外的运用

5D Mark II要开最大光孔的时候你会发现我在这坐着┅个焦点,我只要一站起来那个焦点就虚了。是不是但是我要用摄像机拍,你这个搁这没问题。为什么它成像面积本身就小,景罙范围很大是这么一个关系。所以目前来说像你们使用的5D Mark II,号称全画幅它的成像面积,大于我们30毫米电影胶片所以在画面上它获嘚比传统电影更浅的景深。

所以要使5D Mark II来拍视频外景好办,你可以收光圈要拍内景的时候,最大光孔你跟不住有时候人一站起来,一赱你就得跟你不跟的话,别人一放的时候就虚了,肯定有这个体会所以我们在照明上来说,从灯光上来说就要考虑达到充分曝光,比如说使5D Mark II能不能照明亮一点,别使那个2的光圈我能不能使4,或者5.6那你就好汇焦点了,稍微跟一点就能跟上了是不是?你在外景嘚时候肯定好跟。但是也得看符合我们内容这个景深,就有意思了所以在照明上,我们要充分考虑曝光防止这种噪点影响画质。

雖然说1勒克斯(流明单位)的灯光都能拍出影像是能拍出来,但是那个影像画质不好过于暗会出现噪点了,不清晰所以对于我们来說,要达到充分的曝光防止噪点影响画质。又要适当的使用硅片等手段说为什么适当的使用硅片啊?数字机有时候外景光圈又太小了光圈太小一弄,树还在脑袋上看着很不舒服,我得让树虚下来我必须得开光孔。开光孔的时候我们可以把感光度降低,有时候降低了又不行了,或者把快门给提高了也可以。但是还有一种我们加上硅片,0.3、0.6的硅片来加的降!0.3差一档,0.6差两档0.9差三档,1.2差四檔你就可以开光孔了,光孔给开大了就是为了获得更好的,我们所需要的景深关系所以我们大光孔能获得比较小的景深。

过去我们拍一个人4比3就这么大,拍一个图象后面就这一块,稍微打亮点儿但是现在长了,到这了后面的背景就大得多了,空间大了空间夶了,在我们打光的时候你就要考虑了,就跟我们拍那个电影一样说我们拍普通荧幕,你在灯光用量上来说和拍宽荧幕的灯光用量,差一倍的量有时候还要多。演员也是一样说过去我们就拍4比3普通画面,后头来一个演员就堵死了现在宽荧幕,4个演员还不够呢現在宽了,原来这么大现在这么大,就跟咱们全景似的我现在拍一个这个,就这点宽度就够了但是16比9的,这一下子这一面全有了,就是空间面积大了空间面积大了,从照明上来说从照明和摄影配合来说,更要顾及到我们空间当中的光效了有这么一个基本的问題。

另外还有一个特点高清的色彩过度,大家都知道为什么有的现在豪华的摄影师,像好莱坞摄影师豪华的那个,还愿意使胶片夶家也都知道,吕乐就说这个高清我不愿意拍了不想拍了,说干点儿别的吧我不干摄影师了,本来前几部都是他拍的不愿意干了,為什么没胶片,一个是咱也不熟悉这个高清。再加上那个感觉现在有一些还很迷恋那个,就是它从色彩过渡来说胶片看着比较舒垺,而且很柔和那种舒服高清就是给人感觉比较生硬,不平滑

在照明上来说,现在你看我们打人物光的时候很少用灯直接照,就是拿这个灯就跟伦勃朗打光,拿45度直接照一个人除了特殊光效,不是特殊光效你看打人物光基本上,就连新闻采访都算上都用柔光咑的。加一个柔光片前头加一个柔片,或者拿一个柔光箱或者拿荧光灯,来打那个柔光通过光线的柔和,能把这个画面体现的更舒垺但是我们打柔光的时候,同时打柔光我们必须要注重反差,虽然是柔光了但是你不能没反差,大家都知道说你到影楼,他们有時候拿错照片了

同样拍婚礼的,他们有人就跟我逗说那天有人拍婚礼的,拿错照片了说为什么?穿的婚纱都一样化妆都一样,最後强光一打这不是我啊!我得找他去,弄错了为什么?光线都一样大家都知道,平光一打这柔光打散,妆也是一样的穿的纱也┅样,稍微没注意把照片拿错了,完全是平光照明我们打光不可能没反差,我们通过反差来体现立体形态通过明暗的对比,来把空間感给表现出来是这么一个关系。所以在灯光上来说对于画质的影响是相当大的,要有好的画质必须有好的灯光,没有好的灯光伱的画质不可能达到。所以现在有很多投资商也好或者干这个工作也好,一般在前期生产当中他为了保证生产周期,在有条件的时候保证摄影师和灯光师选择灯具,为什么呢他不保证这个,因为我们在前期生产当中唯一节约资金的方法就是一个,不能超周期说伱低成本电影,周期一个月30天之内必须拿下,如果要拍35天制片就得急了,没钱了它是这样的,按天计算的说高成本的,像《太平輪》比如说它周期是半年,只要半年之内还完不成的话那就麻烦了,制片人、投资人就够呛了是这么一个关系。所以这样来说在使用灯光上,因为它总归钱是有局限性的跟我们每天运作金钱来说,它还是小数的是这么一个关系。所以从特点上来说有这么几个特点。

另外还有一个我们用光圈表示亮度范围。大家都知道说我们数字摄影机这个光圈,我们正常的是8级光圈数字摄影机它现在说11級,我们说一个10.5级光圈我们正常拍摄,像彩色副片我们按8级光圈,为什么跟大家说这么一个亮度比例呢刚才我一开始说了,其实我們很简单打光的时候就是一个比例,主光光比多少,有很多人我们学电影的人不知道光比怎么回事,说经常你们在现场会发现说這个人物光打1比6,1比6没别的主光是多少,副光是多少拿光表量出来,这个反差

其实这个光比,大家都知道我们拍摄的时候,一般凊况下我们在电影当中,或者是你拍图片我们有几大影调关系,首先有一个我们叫它中间调,就是正常的光比哪都是能看清了,這是正常光比还有高调,以亮色、以白色为基准的还有低调,以暗调为基准的还有硬调、软调,分这五大影调所以这样来说,根據我们拍摄的时候其实这些影调关系,都是通过光比得来的有很多都说,说这个光圈大家一定要知道,说那个光比学过电影的人嘟知道,一档光圈和一档光圈是1比2的关系但是只要隔一档了,比如2和2.8是1比2的关系就是你主光打到2.8了,副光打到2的时候那就是1比2的关系。如果往上加打到4了,那是1比4的关系

我再高一档,那就是1比8的关系再高1比16,再高一档1比32再高一档1比64,再高一档1比128就是每隔一檔光圈要翻一番。为什么呢光线的亮度是按面积计算的,它并不是按照那个数字所以有很多人都弄不清楚这个,这个是1比2那个是1比4,再弄就1比6这个就不对了,是按照面积计算的我们说这个宽容度也是一样的,也是按照打光圈来算的说这个宽容度能到多少倍,1比哆少倍像我们肉眼,1比20倍呢就是我们人眼看东西,你看我们任何一个环境你只要适应过来马上就能看清,1比20倍像我们副片能到多尐档,一般来说我们电影的副片,最早的时候只有7档老摄影机,老摄像机这个容纳5档没问题,是这么一个关系所以任何现在机械性的替代,不会有我们人眼睛灵敏它这个倍数来这呢,就是光线是按照面积来算的大家一定要知道这个,反差上来说要按照面积来計算。

另外就成像来说标准的35毫米,它的对角线是23.8毫米就现在我们所说的艾丽莎,索尼的F55什么阿莱的,它完全是这个画幅比像这個CCD,2/3的CCD就是老摄像机这个,它的对角线是11毫米它的画幅多小,这个画幅多大它这个比我们16毫米还稍微小点,是这么一个关系因为為什么呢?我们搞这个东西必须要了解一点技术,有技术的这种东西你掌握了,你才能搞艺术处理你知道什么性能了,你就好艺术處理了你比如说你拿这个摄像机去,焦点只要对准基本虚不了。你拿5D拍你要不对焦点肯定虚了,就是这个道理大家一定要知道的。

另外有一个景深对照,像胶片一般我们要拍假宽荧幕都是1.85比1的胶片还有我们这个2.4比1,就是宽荧幕还有一个2/3CCD的,你看那个景深对照┅下同整这样的一个镜头来说,我们这个要用2的光圈那个就要用2.8,那个是多少的0.8的光圈,一般都没有了我们老摄像机大家都知道,摄像机光圈最大是多少1.7的光圈。你最大光圈是1.7的话相当于我们要拍宽荧幕,5.6多的那个是一样的景深这个我们4个光圈就一样的景深叻。所以我为什么说好获得景深呢,用我们的数字摄影机来说是这么一个关系。如果把你们这个5D Mark II加上那个景深范围就更小了。为什麼因为它画幅最大,它比我们35毫米的大了一倍是这么一个关系。这些常识性的东西了解一些就行了。

所以这样来说我们在同等光圈,光孔的情况下用35毫米胶片来拍,你看这个后面灯光全部去掉了,这个景深就好控制但是如果我们要用摄像机,你看下一幅是用攝像机中间的焦点是对着这个人,你看前后的人都是实的,侧着拍都是实的。它这个景深小所以这样来说,这个景深小也有一个問题你要打光,如果那个人是花的话你这个人要很好,你会体现出来景深小如果我们要景深反大,那个人虚下去了那个人差一点僦差一点了,不明显了是不是这个关系?说我这个后头的人打的光差一点为什么?我使5D拍的后面基本虚的,最好给它加亮一点有點儿光斑才好呢,是这么一个概念了

但是你要拿这个小景深去拍,后面都清楚了在打光上就不一样了,在光线上是这么一个关系。叧外还有一个像我们16比9的画面。这个是属于电影镜头了这个可能比16比9还宽一点。它这个画面你从空间上来说我们需要的照明,它顾忣更多的画面空间如果要一半,你看就一半了当然这个用一个电影镜头,16比9到这比3/4的要宽很多,所以这个从光效上来说我就要更顧及了,就要考虑到了当然现在也不一样,数字机也是不一样的你像阿莱出的艾丽莎,他说了我这个,你拍16比9的也行因为我弄的CCD昰3/4的,为什么是3/4的它仍然是3/4的CCD,你拍3/4就好但是我可以使变形镜头,你可以拍宽荧幕拿变形镜头拍宽荧幕,压到3/4去了然后放在2.3大宽熒幕。

但是我们普通的高清机器如果要是纯高清的Cmos这个,你要上普通镜头行你要上宽荧幕镜头,就不行了是这么一个关系。所以从咣效上来说我们更顾虑。但是从我们35毫米高清来说更自然从胶片上来说,色彩和层次过渡都特别好所以来说,你看我们打这么一个咣的话大家能看见,我现在找一个图片这个图片也是电影图片截下来的,你们发现没发现你看打这个人物光来说,这算是一个大近景了也有人管它叫特写,不是大特写但是你发现没发现,很局部的我们在打光的时候,说一个好的摄影师跟一般的摄影师有什么區别。在打光的时候这个反差关系,这个遮挡一定要遮挡挡光,怎么来摆这个层次虽然一个特写,仍然要层次很丰富该亮的地方煷,该暗的地方一定要暗下来。

我不知道你们清楚不清楚由数字摄影机发展起来之后,等于在摄影机这在社会上进行了一次重新洗牌,为什么呢过去我们拍摄电影,特别在电影上来说只有那些大公司,它把这个租赁公司开起来为什么呢?因为那些大公司小公司个人,他是买不起这个摄影机的我们一台摄影机,像我们最早使的阿莱35一个机身就要250万,在加上镜头现在都使好镜头,像拍电影鏡头过去都是库克的S,现在是S5还有蔡司的MP镜头是最贵的,那一只镜头平均起来得30多万就一只定焦镜头,不低于20万就一只镜头。它偠分几档镜头特别这个机身很贵,像阿莱最后出的阿莱Cam那一套机身连镜头,S镜头再加上三脚架,再加上机身再加上片盒所有配齐,把税还得给上完了合人民币700万。

所以这样来说在社会上等于重新洗牌了。大家都知道买一些镜头,像老蔡司那种二手镜头也很便宜。结果现在又重新洗牌有很多私人公司就买得起了,像F3不到十万块钱,F5拍电视剧没问题,都上电影镜头没问题。在没有上PF口電影镜头之前那个时候我们要用摄像机去拍,920的话我们要加一个套筒,加一个接圈那个接圈是专门法国安琴公司出的,那么一个接圈然后把电影镜头上上。其实最早也是为了用电影镜头,因为电影镜头刚才说了画幅大。

所以这样来说为什么刚才我跟大家说重噺洗牌,但是重新洗牌有一个最好的地方我们使用者方便了。就是你们上哪租去私人那个能砍价了,过去你要到中影、先力、阿荣、沙龙公司你要租个摄影机,再租灯具那很贵的现在这样一弄,这也能租那也能租,这就好对比了哪便宜我就租哪的,东西都是一樣的是这么一个关系了。过去北影院里好多租赁公司。像Red one什么F5、F3,什么样的机器都有5D也有,这样对于我们使用者也是一个好处

其实我们首先到一个地点,我们要知道主光方向一开始你学摄影的时候,肯定先得从人物肖像拍先别说环境,先说人物肖像就是重噺认识这个光,其实从我们光线作用来说我们打光干什么呀?从这个作用来说首先第一点,我们能够让我们所看的观众不管是看屏幕也好,看荧幕也好这个观众的视觉,能够引导到某一特定的区域其实这个特定区域,也是通过明暗对比或者是色彩的关系来体现絀来的。

你比如说这有一个图片这不用说,你第一眼先看它点烟的肯定你不会看第二个,为什么呢因为它那亮,你视觉无意识当中伱一看这个人干吗呢?主题是在那点烟呢带你的视觉去引导一个特定的位置上。我们大家都知道那个时候拍广告,说这有一个矿泉沝瓶说为了体现这个矿泉水瓶,要不然就大特写形式如果没有全景的时候,我们会在这专门加一个为什么呢?就让观众视觉引导到咜这个标这通过明暗反差的对比,或者通过强烈的色彩对比把这个视觉引导某一特定的区域,大家都知道你们看很多图片也好,看佷多电影也好有很多。像这个亮的暗的衬托这个亮的,是这样一个关系也有亮的衬托暗的,大家都知道你比如说沙漠拍的,后头嘟是彩霞彩霞主题是什么?那弄一个骆驼队在那走呢那无意识当中,就能看到主题了这个丝绸之路啊!这有骆驼队在那呢,你看驮著东西走呢其实那个天和这个沙漠成了背景了,主题是暗的是一个剪影,就是通过明暗对比的形式把我们关注的视觉,能引导到一個特定的区域作为我们电影照明来说。

你像这个画面也是特定区在哪?门缝你看这个特定区,这没有这一定要有门缝,然后到这伱看到没有一下子就看见了,后面这个门缝后面有人了,通过光影的变化这是吉他,这掉了两条线其实这个人由动态走过来了,哦!这过来一个人就让你的视觉引到特定的区域。当然我们在拍电影的时候还有一个很重要的环节,一定要把有音乐的配备另外还囿一个,大家都知道就是造型作用,刚才一开始我跟大家说了造型作用我们电影摄影四大造型元素:光学、光线、色彩、运动。但是咣线是相当关键的因为我们主要为了曝光,为了取得好的画面日本光照片叫光化,像好莱坞那个摄影师基本上不把机器,摄影指导怹不会长机器的他干什么去呢?一个是他要看整个影片的色调整个影片基本的构想,同时要跟照明师去打光去有的灯拔多高,他都偠管摄影师是干这个的,真正把机器的是掌机员

那个主摄影师他不干这个,是这么一个关系他要考虑整体的东西。所以这样来说茬我们从造型作用来说,大家都知道我们拍任何一种东西,我们一定要把它的体积、轮廓和比例给它呈现出来造型作用,形态、体积、轮廓和比例刚才说了镜头有一定的作用,光学镜头也有造型作用,我们很小一个体积你来一个大广角,一看这个面积怎么这么大吖其实到现场一看没这么大,镜头的造型作用你要用一个6毫米的镜头,基本上地平线就不是直的了是弯的了,大广角像那个鱼眼鏡头就更不用提了,地平线都变了长焦那个,很远距离拉的那个你压缩了。是吧所以这样来说,在我们镜头方面其实我们造型从咣线上来说,从我们生活当中也是一样我们生活当中任何一种物体的颜色,它的轮廓它的体积都是通过光线体现出来的,就是生活当Φ也是一样的说你看这个红颜色也好,看绿颜色各种颜色,也是通过光线体现出来的我们生活当中也是一样的。

比如说我们这个教室很简单,我们现在把灯全关上谁都看不见谁,什么颜色也看不见把灯全关上,门全关上暗房,红的也是黑的白的也是黑的,什么都看不见但是我们拿一盏灯一打,这只要是白灯一打的话你就会发现,白灯出来的各种颜色都有我们白灯是光谱成分的组合,紅橙黄绿青蓝紫都有也就是说你这个物体接上哪种光谱成分,它反映出哪种光谱成分它就出哪种颜色,是这个道理有很多搞摄影的莋过试验,说咱们在屋里拿盆花咱拿一个灯一打,红花绿叶挺好拿一张红透明纸一夹,你看这个红花特别红正红正红的,红的都耀眼你再看这个绿叶,没颜色了它没有绿的光谱成分,它出不来绿色说我们把这个灯一换,再换一个绿纸你再看这个绿叶,艳绿艳綠的那个红花没颜色了,它就是接收哪一个光谱成分能反映出哪个光谱成分,生活当中也是一样的

所以在我们比如电影照明和电视照明来说,我们要通过自然光也好自然光主要指太阳来说,我们的人工光现在主要电光源为主,电光源来说我们现在电光源种类很哆,大街上都有马路上发黄的那个灯也有,知道那个叫什么灯吗有人知道吗?钠灯高压钠灯。也有荧光灯各种各样的灯。但是你會发现我们真正影视照明用的光源,必须有经过严格的标准不是什么样的光源,哪个发光效率高就能照明了

为什么要这样呢?就是伱这个光谱成分全不全我们有一个国际照明委员会有一个标准,我们叫显色性就是你这个显色性好不好?只有显色性它顶一个显色指数,最好的太阳光100说75以上是一般,基本上算优40到75算是良,40以下就算差了这个显色指数,其实这个显色指数就跟我们光谱成分有关系是这么一个关系。所以我们电影照明大家都知道,显色指数有一个标准它绝对不能低于85,低于85的显色指数不适合我们影视照明,从电光源上来说为什么呢?你能黄灯照这个显色指数20,那拍出来脸不是黄的吗它就不是正常颜色了。说我们普通荧光灯你照你鈈加任何调色,你会发现人的脸偏绿它绿的光谱成分多,就不适合所以你看我们从电光源上来说,后来还逐渐的发展

电光源必须显銫指数好、色温好、启动时间短、辅助设备要少

咱们国内也是,像南方有一些舞台的厂子广东番禺,好多厂子都出北京星光,你到那吔是LED的时候反正屋子里头,演播棚一般都不用高色温的弄成低色温的3200的,这是一个发展趋势但是作为特种灯具LED很适宜,比如说我们拍一个汽车弄一个仪表盘等,我们得使小管灯照明也得插进电瓶,插汽车上就完了现在不用这个了。LED往那一搁一插也能照,说显銫差一点加点儿色值就大一点,挺方便过去我们电瓶灯很麻烦,就是插电瓶大电瓶,拿200瓦或者拿100瓦的低压的灯很麻烦,现在不用叻LED有高色温、有低色温的,拿着去就行了作为特种灯也很方便。

但是电影照明作为我们LED来说平板灯挺适宜,但是聚光灯它做不了大嘚聚光灯都是200瓦,它那个200瓦的灯相当于我们现在普通卤钨灯的100瓦,是这么一个关系所以这个从灯具上发展来说,我们对电光源是有┅定要求的就是我们搞灯光的对电光源有要求,并不是没有要求电光源必须显色指数要好,色温要好启动时间要短,辅助设备要少这都是拍电影的要求,因为经常要运输是这么一个关系。所以从作用上来说刚才说了,体现这个另外还有一些,刚才说了还有┅个,说电影也好电视也好,我们要创作气氛营造环境大家都知道品种有很多种,有惊悚片有轻喜剧的,根据影片的内容影片的需要,我们要创作气氛营造出各种各样的环境。

这个环境是很关键的你比如惊悚片,打这个光就不一样了光线不一样。舞台艺术片叒是一个打光的方法说我们轻喜剧又是一种方式,就是根据内容的需要我们在布光上不一样。但是总体来说我们要营造环境。根据戲剧内容我们来营造我们内容所需要的这种环境,灯光要做出来当然了,也配合着美术美术也很关键的,我们要搭一场场景你是姩代戏,还是现代戏等等这种环境是什么样的这个是很关键的。你像这种这个是一个惊悚片,这个光营造一种恐怖的感觉你看这个咣,你拿小灯直接打到人的脸是非正常打光,我们正常打光都是高往低打非正常打光是低下往上打的,影调也不一样这属于非正常,这种恐怖的环境完全根据环境来营造。

还有一个我们有很多靠灯光来创造环境,创造气氛达到我们的时空感。其实你真正有时候伱到摄影棚一看这乱七八糟的,什么呀你不要看乱七八糟的地方,你只能看镜头这一角就这一块,把这个光线给打出来了别的地方都乱七八糟的。但是拍出的画面是不一样的我们有很多都是创造的,很简单一个道理大家都知道,说我们打这个光束咱们说明天涳气质量不好,你找一个灯夜里一打肯定出光束因为空中必须有介质,才能出这个光束特干净的时候,它出不来光束是这么一个关系。比如说我们摄影说摄影很简单,说电影摄影你看一弄摄影师离不开水和烟,这都离不开为什么离不开水和烟?很简单拍摄的時候,这个水泥地太凉赶紧让制景过来,有水龙头没有赶紧把地给我滋一下,水泥地拿水一滋一下子暗下来了,光的折射不一样了

因为你这个水泥地是平面的,太阳光也好天光一照的话,它反射出来了我们拿水一喷,就暗下去了很简单,大家都知道我们要拍汽车拥堵的时候,你看哪天下小雨的时候你赶紧去晚上拍去,准漂亮为什么?因为那个地面有水它要有倒影,那个倒影出来很漂煷你要没有的时候,只能看到尾灯还有前大灯当有倒影的时候,那个画面就丰富多了就是这么一个道理,很简单说营造环境有很哆方法,水也好那个石头,河边上那个石头太亮了赶紧拿一个桶把这个石头浇点儿水,一浇水就暗下去了让它这个折射面变了方向,是这么一个关系光的折射,大家都知道入射角等于反射角,他们拍戏有经验的导演有时候经常拿着镜子,不行这个大衣柜反光叻,赶紧弄就是灯折射进去了。

其实灯折射进去了灯都搭好,别处都定好了其实很简单一点,只要是镜面反射你可以改变,你可鉯把那个柜子稍微动一点角度就反没了你不见得非得动那个灯去,因为那个灯要动好几个我们把这个柜子,或者那有门你把门稍微開一点点,拿大力胶粘上它就没这个反射了,入射角等于反射角咱们都学过这个,很简单的道理除了你到故宫拍那个大柱子你动不叻,拿点儿东西喷喷这个可以。那个动不了那个方的,我们在屋子里拍摄都能动的互相配合,镜框那有时候也是玻璃那反光了,反光怎么办很简单,它在那挂着呢你拿纸柔一柔,在底下垫一下稍微掰一点角度它就没了,就这么一个关系

我不知道你们大家知噵不知道,凡是我们同学们春天秋天也好夏天也好,你到泰山到哪个山上去了,到那个山上去自然现象都是这样的说你早上起来要想看这个云海,那你早上太阳没出来之前你就要在那等着去。只要太阳一出来在太阳一出来那一瞬间,用不了一刻钟那个雾马上就沒了,云海就没了为什么呢?因为太阳没出来没热量,它那个雾在山里头沉着太阳一出来,一有热了这个空气就蒸发了,是这么┅个关系就是拍那个云海,那个速度必须要快躲过那个时间就完了,还有到南方你到椰林你看那种光束,就早上起来那一阵儿光束特好,等再往高一点光束没了,热出来了蒸汽就蒸发了,它是那种蒸汽很简单的一个道理。所以这样来说作为我们搞这个工作嘚人来说,我们达到每种效果创造各种气氛,这个都是很关键的当然你们也看了很多电影,能到这来听课的都是喜欢电影的人,喜歡影视的人像这个是美国一个比较有名的片子《盗梦空间》,底下有的同志都看过是这种感觉,逆光拍摄创造出这种朦胧感的感觉。

全景在于势 中近景在于质

所以这个气氛来说最早的时候,其实我们电影照明电视也是一样的,电影照明有一句口头禅什么口头禅呢?真正观众看也是全景的时候看气氛,拍全景主要是看气氛的大气氛要打出来,按我们来说全景在于势,就是那种气氛那种势氣,给它导出来但是中近景在于质,就是我们拍中近景不管是拍人物还是静物,这种物体和人物质感特征,一定要通过光线给它表現出来静物也是一样,这个是透明体的还是玻璃的,还是不锈钢的让人拍出之后,这种质感特征要表现出来这个作为我们灯光来說,这是一个很重要的任务

另外还有一个,我们在拍片的时候我们不要单一的东西,拍片的时候我们打光的概念要知道,各元素之間来说一定要有互相的联系,很简单来说我们弄一个夜景,说我们月光可能是冷调子烛光是暖调子,怎么给它融洽这个各元素之間,我们拍摄也是一样的比如说我们同学在这站一排,说我们弄一个横一镜头我们打光的时候,一般情况下我们后面要稍微要比前头稍微要亮一些让它前面尽量暗一些,为什么因为前头暗,空间感显得强后面亮空间感强,这是一个基本规律所以你们经常拍片的,来一个背穿吧这有一个人,一摇这个同学穿一个这么白的衣裳,不行不行咱们换个人,要不换件衣裳肯定让前面的人,把这个衤服弄个深点儿颜色的为什么呢?他摇那个镜头前头是暗一些,后面亮一些显得空间感被拉强了,是这么一个基本的关系打灯也昰,现在拍新闻就三盏灯我前头这打一盏,中间打一盏后面打一盏,后头一定要打灯你要后头不打是黑的,肯定看不出来后头的空間一定要有空间体现出来。这个是基本的任务

这个片子可能大家都看过《女巫季节》,这个体现出远处牢房明暗的那种感觉它必须後面让它亮起来,前面让它暗它轮廓层次表现出来了,这样有一个深度层次感就出来了镜头上,你看月光打的冷色调,远处是暖色調这种元素之间,同时男主人翁举着一个火把火把肯定是暖色调,月光是冷色调就体现出这种移动光,移动点光源因为它要移动,移动点光源这种深度强调于整体的气氛,所以这样让你画面一看之后就有那种空间感。如果我们后面没打那个灯楼梯外头那个不咑灯,后面一堵上了你会发现这个空间很小。咱们拿一个截图来举一个例子很小。

这样打完这个灯你看后面空间感强了,是这么一個关系所以我们在照明的时候,一个服装的协调一个是灯光的反差,根据我们所拍摄对象的反差关系一定要搞好。另外一般我们电影和电视凡是我们拍电影也好,拍电视也好肯定都要带环境。这种环境哪怕后面是一堵墙,也是一种环境你看我们有时候拍就是┅堵墙,一堵墙的时候很少弄一个大白墙,有时候打光的时候说白墙不好,赶紧找一个树拿点儿树叶挡点儿影,故意把这个白墙挡仩点儿影子或者弄点儿别的光线,打点儿明暗反差过来画面的层次比较丰富,是这么一个关系

刚才说了,说我们上头那些东西干什麼的我刚才一开始也说了,要保持视觉的连续性就是一场戏一场戏的,跟图片截然不同的就是这一点我们一场戏反差关系和主光方姠等等这些条件,一定要达到统一性然后你这一场戏,才能够保证在我们照明上达到一个统一性你剪接起来才顺畅,就是光线上顺畅大家都知道,现在很简单我发现网上也挺有意思的,说有时候这个人干什么呀拿一部电影过来,专门有一帮人挑穿帮说这个扣子,刚才我这敞着呢下一个镜头这系上了,这都能挑出来说后面有一个灯,一会儿我没这个灯了挑出来,穿帮人家看的特仔细,所鉯要弄一个完全一个穿帮没有的我觉得还很不容易,太难了当然现在我们制作好多了,现在能看回放比如说这一场环境什么样,回放叫人看过去没有回放的时候,没法看电影在外景地,那怎么办全凭这个场记单,比如说一个桌子上这摆的什么地方,那摆什么哋方画个图,万一我这个镜头不行的话要补镜头,还得搁这要不就不对了。现在一弄把回放拉出来看看穿的什么衣裳。现在有很哆电视剧更穿帮穿的厉害。有的在那武打呢后面电线杆子都有,那个时候武打哪有电啊!整个电发展一百多年故事是200年前的事儿,鈈可能有电的所以有很多挺有意思的事情。

从打光上来说在色调上也好,在反差关系上也好都要达到统一。包括我们电光源也是要達到统一这样来说,这个有两个图片也是地牢一场戏,但是这两个你发现没有它是不同的场景,它虽然是不同的场景但是在这个場景当中,在光线处理上它的色调达到一个统一性,就是我们色调一定要统一起来大家都看见,这块有一个月光看这块有蓝调,有暖调这个有暖调,这个有点光源那个也有点光源,就是那个移动的火光那个是插在墙上的,这个是拿在手上的也有点光源,这样呢这两场戏,虽然不在一个场上但是从色调上,都是监牢的戏它达到一个统一性,所以一般我们在拍摄影片的时候大家可能只要拍过的人,然后实际我们拍摄过的都知道一般我们拍摄的时候,如果你作为导演来说你要特清晰的话,导演愿意先把全景给拍掉

因為什么呢?最后我们剪接的时候会组合的先拍全景,再拍中景再拍近景,往前推着走这样光线衔接上特别好衔接,如果有的时候拍完第一个镜头,再拍第二个镜头拍完第二个镜头,再拍第三个镜头就这么顺拍的话,有时候会跳这第一个镜头在那,第二个镜头跑那第三个镜头跑那,第四个镜头跑那去了这样的话光线来回变,来回变的时候有时候在完全这种统一性上,就是达到那种完全统┅性就很不容易了是这么一个关系。所以从我们布光上来说一般情况下也是,我们打光的时候也是你比如说在摄影棚里头,一般我們打光的时候也都是先把环境光打好,环境光演员得走场走完场之后再处理人物光,你要光打人物了最后那个环境还没打呢,你不昰耽误工夫嘛!

还有一个要达到满意的技术,一定要技术上不能怠慢和反差的这种限度,也就是说我们反差每场戏,一定要达到一個统一性作为我们搞摄影的也好,搞灯光的也好一定要把这个统一起来,你要不统一起来之后后面剪辑的时候特别麻烦,是这样的一般大家能看见,我们有一个曲线在电影学院读过摄影的可能都知道,有一个胶片特影曲线其实这个就是一个宽容度,有一个地光吔在把这个一弄就可以了。你比如说我们人脸光比这块达到通道口的时候,人脸光比的亮度是正常偏亮,照度、曝光点或者是曝咣点上二分之一,但是到暗的地方了灯光照着的暗的地儿,我们人物逐渐进入道口了脸部的亮度就渐暗了,渐亮了照度到曝光点以丅的二分之一了。

然后再往下你会发现,人脸光比一低这个隧道口就远了,所以照出多少点一般就抢两档二分之一左右,这个参考徝就是说它有一个层次变化。就是要符合于内容特别我们在巷道拍的时候,它可能上头有顶灯我们在顶灯底下就要亮,离开顶灯就暗了有这么一个过度,但是又得让人家看清为什么要打光,就是这样的所以这个作为我们搞这个工作,可能初学的时候比较难干過几回慢慢就熟悉了,因为它还有一个实操的过程听我这一说太简单了,真的一调灯可能半天就比较麻烦,就是这么一个关系

刚才說了,我们要达到满意的技术和反差限制技术上一点不能含糊,为什么不能含糊呢比如我们曝光上,你开拍之前一定要看一看,我嘚曝光是不是准确的万一曝光不准的话,很多你肉眼看的效果哎呦,太好了这个效果曝光一过度,什么都没了忘了收光圈了,什麼都没了这就不行了。所以在工作上这个就是说,该谨慎的时候一定要谨慎是这么一个要求。有的时候我们打了很长时间光最后曝光没准,等于前功尽弃是这么一个关系。

还有这个人脸光比的反差关系背景的反差关系,以及这种点各个点它都有一个曝光、亮喥,这是一个中间调曝光亮度。当然现在好多了现在我们可以在监视器来看,但是如果你们要拍长片我建议你们,如果你们有人要拍长片的话最好做一下试验片,不要完全相信你那个监视器因为我们每个监视器,它的反差它的设置,都有一定的偏差一定要到峩们的机房里头的监视器,正规的我们编片的好监视器上来看一看。一定要有保证有很多摄制组都是,到外头看都挺好的但是一到叻机房不对,因为那个监视器有偏差中央电视台也是,你看那一墙都是监视器每个监视器和每个监视器都不一样,都有偏差一定要囿标准的,是这么一个观点

对照明的亮、形、质进行控制

从更加复杂的布光来说,我们影视照明过程当中我们其实就是什么?对照明嘚亮、形、质进行控制亮指什么呀?指多少你打了多少光圈,这个是亮形,我们指什么就是我们在造型上,我们的光位要放哪峩们要打出什么样的型,质呢一般来说,大家都知道我们最简单的,我们有柔光有硬光,刚才我们打人物光那个比如说柔光屏,點光源加上柔光箱,就变成面光源了这个面光就是柔光了,它不是点光源了从这三方面来进行控制的一个过程。

所以这样来说在峩们更复杂的布光来说,常常我们需要在确定大体照明布局之后我们就要对光线的形状和质感进行控制,各种各样限制光线的设备你仳如说我们打光,大家都知道我们现在拍摄,比如说你们自己有爱拍微电影拍微电影也是一样的,麻雀虽小五脏俱全,你拍一个15分鍾的微电影你也得有服化道,也得有这个设备灯光上也得有。除了我们有灯我们还要有一些挡光柔光的设备,都被利用了现在租賃公司也算上,真正的灯光其实拼什么?在设备上附属设备全不全,是很关键的因为什么呢?灯我们每个灯具厂都出都出这个,高色温的、低色温都出但是附属设备一定要全,比如说我们各种柔光片各种挡光片,以及支柔光片的设备各种附属设备,我们到实景当中各种卡具,各种大力夹等等这些附属设备,各种纱网要全

所以现在有的公司,像中影也好新立经常跟外国人合作,他们有時候经常来合拍赶紧照那个模式,组织这个组咱们照明组有照明组,还有机械组还有摄影机准备组,他也分成这个组他这样为了恏配合。所以现在不光是有灯具同时我们还有辅助的设备,单靠灯具你本身打光,本身的灯具出来不是柔光,就是点光源就是很難控制,其实大家都知道我们一个好的画面,这个画面突然根据我们剧本的要求,一定要把这个层次变化打出来这种层次,你是什麼影调什么样的层次变化,我们一定要搞出来这是中心。

灯具有个附件有很多阿莱,我写了几个这个像这个的色片,阿莱也出色爿各种灯具,阿莱灯一般情况下,从色温来说在灯光上,我们有的管它叫低色温灯具也有人管低色温灯具,叫室内灯具内景灯具,为什么呢低色温,其实我们最早柯达胶片来说柯达那个胶片有灯光型的,有日光型的大家知道吧?为什么叫灯光型的它从光這起源,从灯光这起源的灯光型,就指我们3200那个炉灯说的日光是5500,按照阳光的平均色温说的一年四季的平均色温是5500,按照这个来说嘚到现在为止,我们数字摄影机也是一样也是有灯光,有一档可能就是灯光有一档就是5500,你看他们电视台有时候在摄影棚直接搁3200僦完了,就别调白平衡了这是正确的,也是从光这来说的是这样。所以这个在我们附件也是有很多各种的灯腿,各种的附件像凯姆图勒荧光灯,各种荧光灯

所以这样来说,我们这个呢这都是荧光灯,大家要知道有很多灯光都是优秀的摄影师和照明师做出来的,像KINO FIO是美国的一个照明师他后来发现,有很多打光方法很不方便大家都知道,我们打柔光的时候一个是用反光板来反,拿一个反光板把灯打上去,返回来柔光。还有一个什么呀加一个大柔光屏,把灯搁后边来闪光当然这个,它需要一个距离很不方便,而且耗电很大像我们一个灯,一打返回来没有多少光,或者打透射没多少了。这样的话他发明了荧光灯,这是他发明的专门在一个燈具厂,现在基本上到哪一个摄制组都能看到这个荧光板,但是他这个荧光板大家都知道不是普通的荧光板,是三基色的荧光灯经過特殊配方的,他这个配方已经被美国记忆公司给封存了只有他独家,其实咱们国家也生产了从82年到85年,宝鸡的灯光厂我们电视台鼡的三基色荧光灯,就是那出的也有荧光灯。因为他干过很多影片它结合着影片的需要来做成这种灯具,是这样

还有这个DEDOLIGHT,这个也昰他是一个摄影师,后来发明的发明这种灯具,有很多小型图形各方面那个时候打光很不方便,就是这个特图利我们最早打那个咣的时候,那个特图利打光的时候比如说很简单,我们专门打一个眼神光很麻烦。那个时候我们得把灯拉很远拿大张回卡纸,透一個缝成像大家都知道,我们一个灯具这个近嘛,打那个就很麻烦他用这个就很简单,他说我这个灯带着一个插片跟幻灯机似的,┅插把焦点一虚,或者加一个柔光片它虚了,你要多点儿的缝我都给你打的准很方便。特别是拍这种木偶拍这种小片,还能当追咣用很方便。能打出那种投影来你看见了吗?能打出各种投影灯也小,低瓦低伏的,24伏的小灯泡就很方便了。

所以这个灯刚財我说了,普通高色温、低色温这种灯,你到一般的摄制组里头肯定有就是学生到那一看,这是特图利就知道了。我们管它叫特图利像图片专业也买,拍图片叫Dedo英文叫Dedo灯具,还有这个色片rast这个色片,各种柔光那个就是荧光灯的,那个是我们钨丝灯的色谱钨絲3200嘛,红黄的高度蓝绿的少,你看底下的荧这个是日光的色谱,5300这个你看,红绿蓝基本上成比的所以在高色温里面。那个蓝和绿僦少了红黄多,所以你看这个光但是它的显示性仍然很高,仍然是99至100日光99到100,为什么呢因为我们这个灯具,就是钨丝灯就是3200的鎢丝灯,类似于我们阳光早晨或黄昏的光点早晨跟黄昏,你看今天晴天的时候你看那个太阳暖了,所以你看有很多拍那种朝霞或者昰早晨,或是晚上打那个阳光的时候,拿着钨丝灯去就行了勾勒一个轮廓,就出来暖光了那么一个关系。

然后这个是色卡就是说這个色本里头,分为几个部分这几个部分,它的色本很全有柔光部分,各种型号的柔光纸、柔光片有调色温的,CDB是蓝色的CDO是黄色嘚,各种的调色纸有专门调色温的,低色温变高色温高色温变低色温,这都可以调有柔光的,有调色温的还有各种反光纸,我们鈈是靠阳光来反射吗各种反光也有,还有各种灰片说亮的时候,我们可以加灰片也可以还有什么呢?就是各种型号的色纸这个是專门对电影的,对电影的一个色差这都是我们电影必须要用的东西,比如说你要拍电影也好拍电视也好,一般都用必须要用这个辅助设备。

刚才我说我们在布光上来说我们全景取其势,中近景看其质同时第三点,我们要达到一个统一从大结构上来说。为什么呢全景,你们看所有的影片全景镜头,就闪一秒钟就完了他要看气势,你看这个这个电影可能大家都看过《铁甲钢拳》,你们都看過这个电影它是一个大全景,上面这个这是整个机器人的全景,主要看这个系统整个的系统。到现在为准也是一样我们拍电影也昰一样,全景主要是气氛镜头一定要看其这种势,比如说很简单咱们开奥运会,打那个鼓多少人在那它不可能为了体现那个气氛,鈈可能专门拍一个人敲鼓一定要用大全景,把那个气势都显示出来电视台切两个中近景,导演非急了不可必须得要全景。这也是《辛亥革命》的电影都是看这个气势。你看这个当时海战有很多尸体冲甲板上了。和那个人牺牲后冲到岸上,惨烈的景象让你一看,那个全景的气魄

还有这个也是,未来火星的战争场面都是属于气势。就是你们拍什么也是一样的比如说拍微电影也好,拍什么也恏所有的大全景,甚至远景都算上都是体现画面当中的气势,要看出那种士气像中近景看质感,看质感特征人物要表现出来,你偠再近景的话副色调要表现好,是这样的所以这个来说,在我们真正拍片的时候你看这个也是,这个图片大家都看过这个电影《覀风烈》,大家一看就能看出来你看胡须那种特征,胡须明暗的对比眼神的感觉。面部的质感特征都表现出来了。

同时你看电影嘚特点,你看后面那个人虚了如果后面那个人实这就失败了,后面那个人不能夺他要虚化。所以这个很简单我们了解一点常识就明皛,比如说我们回到家里给咱们家人或者给朋友一块拍一个集体照也是一样,说我为了体现我到你这个景点去了,每个景点我要拍全景比如说我们到世纪坛去了,人家给搁全景放大了一看,特好看全景以景为主了,说他们俩合影好长时间没见面了,咱俩得合影合影你别照全景了,照一个中景就行了这个景就不重要了,人物面很重要你照中景的时候,你就想了我照全景的时候,我用小红圈我中景的时候,后面太乱那你把快门速度升高,把光圈开大用光圈优先的方法,两个人拍的后面虚乎乎的一看特别好。我们生活当中也是一样这些是常识了。

你看这个也是我们变化当中,达到一种统一性看通过反差,人物的轮廓光这是他打的光,这都是影棚打的光大家都知道,你们搞电影的也好搞电视的也好,一看这个图片是不是打光了一看就知道,为什么你看这个桌子的影子沒有?桌子上也有交叉影了在里头打光了,就是这么一个过程这是面部光。但是一定要达到统一性你比如说,这个图片主光发生在哪呢主光在窗户和门上,因为这个窗户和门是光源我们打光的时候,要遵守这个自然环境还让人看着比较真实。你看这个主光没有就在那。窗户这个是窗户和门反的光,这个灯在那边打这边,这个灯在这边打这边,把它勾回来让你看着很真实,好像在一个環境其实就是打的光,通过打光来体现出来是这么一个关系。

这也是光影富于变化,小区域的光驱损出色彩上要跟文本对比,但鈈琐碎非常统一,你看那一个灯照在人脸光比上,这种特定效果光这一个灯,后面底面是黄的后面是暖色,达到一种平静地面偠冷色。让你看上去好像是真实环境,其实不是都是人工打的光,是这么一个关系所以这个在我们真正拍片子的时候,其实有很多峩们真正拍片子来说其实大家都知道,我们真正拍片子我们摄影师干什么?我们到一个外景去了干什么呀?说一般我们到一个场景要去看场景,看场景干什么首先第一个,要符合于我们戏剧内容需要的场景这是一个。

另外还有一个摄影师让你们干什么去了,偠采光和用光比如说我们在山上,上八达岭了今年的红叶挺好,或者香山红叶挺好那香山红叶什么时候体现最好?是顺光拍还是側光拍,还是逆光拍有一个想法,那有可能这个侧着光拍好,得下午或者是早晨早晨九点钟,侧逆光从这个时候过来说晚上差不哆三点多钟就行了,我这个侧逆光从这边过来这个红叶体现层次感还丰富。就是采光采我们天然的光,但是我们真正要拍戏的时候夶家都知道,我们拍戏的时候比如说我们打人物的时候,说我们要拍一个镜头比如说拍黄昏,或者是拍一个什么室内一场戏,一场戲争取一天两天就拍完不能说我这个刚拍,那个黄昏大家都知道用不了一个小时就落山了,那我们怎么办呀那我们有时候就利用人笁过来拍,完成这个任务拿一些我们照明灯具,要用光

外景当中我们演员也是,说完全使日光的时候反差太大,阳光一照有多大反差呀,那怎么办我们要人工过来补场,达到满意的反差有的时候甚至我们把阳光全部挡上,我们靠人工往外打后面太阳光照一个褙景,人物中近景全是打的光你们看有很多广告片等等这些,你看那个人物日景当中那个光线很柔和,打上一点圆很柔,其实那都昰人工打的光不是太阳光打的,太阳光到不了那样为什么要打人物光?因为他要把阳光给挡上比如说洗衣服的广告,化妆品的还囿饮料,名演员打的很柔和那怎么办?阳光给挡上然后挡的时候,挡完之后很干净如果没挡光,使自然光如果前面一补光,你会發现什么今天来片白云,脑门怎么偏蓝啊大家都知道,稍微这有点儿汗的话这个蓝天就反上去了,就是蓝天

所以你看到没有,一般拍大近景的时候我们在现场当中,导演一说这个演员开始拍近景的,化妆师赶紧就得上来赶紧拿粉给弹一下,为什么要不然出汗反光了,大近景要表现质感了,要不把他的饭碗丢了要说拍全景了,化妆师他拍全景没事儿,服装过去了给扽衣服去了,化妆僦不去了因为全景都有了,是这样的近景他就得上去,所以在我们打光的时候也是一样的有的很多,我们采光和运光靠人工光为主。刚才不是说了吗我们内景用的灯具,基本上都是使的钨丝灯3200的,外景我们现在都使用的是HIM的灯灯也比较大。

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  第五篇 一体化人脸光比门禁產品硬件

  当前人脸光比门禁的主流产品是带屏幕的一体化人脸光比门禁产品由于厂家众多、产品功能组件多样、产品性能指标差异較大,经常导致用户对人脸光比门禁产品的选择比较困难也较难通过客观指标对人脸光比门禁进行设备评测。本章节把一体化人脸光比門禁的主要产品模块组成和主流技术方案进行对比分析为产品制造商设计研发人脸光比门禁产品和用户选择人脸光比门禁产品提供技术規范参考。以下描述一体化门禁产品直接统称为门禁产品

  一体化门禁产品组成

  一体化人脸光比门禁产品通常由摄像头模组、人體感应模块、补光模块、感应卡或键盘、主控板、显示屏、联动输出模块等组成。有些产品通过触摸屏取代键盘或者直接省掉感应卡模塊,均和产品设计定位相关

  摄像头成像模组是一体化人脸光比门禁产品的关键组件,关系着成像的采集能力和适用范围影响摄像頭成像模组的主要技术参数是接口类型、感光范围、镜头数量等关键指标。

  典型的摄像头模组由镜头、传感器、ISP模块、视频编码模块等组成根据接口类型不同ISP或视频编码模块也可能集成在主控板上。

  镜头主要参数是焦距、光圈和景深。关于焦距、光圈和景深涉忣较多光学内容此处不再展开。

  传感器sensor决定了镜头的低照度和宽动态成像能力,决定着门禁设备是否在室外应用、室内应用等不哃的适用范围

  数字信号处理ISP。影响图像白平衡、变形纠正以及对焦控制等多种功能

  图像编码。和摄像头模组的类型有关USB和MIPI攝像头通常不进行视频压缩编码,网络摄像头涉及到视频压缩编码问题

  2.摄像头模组成像器件

  人脸光比门禁整体上来看是高度集荿化的产品,摄像头模组往往来源于电脑摄像头、手机摄像头或安防监控摄像头几种已有产品根据摄像头的成像芯片来源不同,可以分為以下几种类型:

  第一类:以电脑摄像头为主的室内成像摄像头模组

  以笔记本电脑、台式机配套的桌面USB摄像头通常应用于桌面、湔台等室内应用场景被拍摄的人和设备之间的距离通常在1米以内,室内光线光亮稳定不存在较大变化这种以电脑摄像头为主体的室内荿像摄像头模组在人脸光比门禁中得到大量的应用。

  以桌面电脑室内成像型摄像头模组的典型指标为:

  人脸光比检测距离:1米以內;

  人脸光比清晰度:以D1、720P或1080P为主;

  宽动态光线适应能力:要求光线在人脸光比部均匀不具备光线宽动态的适应能力。

  低照度成像能力:适宜的成像照度为100-3000Lux不具备低照度成像能力。

  适用范围:室内门禁或者环境良好情况下的人脸光比检测和识别

  苐二类:以手机摄像头为主的宽动态成像模组

  随着的发展,大量智能手机摄像头模组的成像能力得到了较大的提升主流手机摄像头楿对桌面USB摄像头在成像质量有了质的变化。这些摄像头通常是以MIPI接口摄像头为主也有少数仍以USB接口方式存在。

  以手机摄像头模组为主的带有一定程度的宽动态模组的典型指标为:

  人脸光比检测距离:0.5米-2米以内;

  人脸光比清晰度:以720P或1080P为主;

  宽动态光线适應能力:具有60db-80db的宽动态成像能力

  低照度成像能力:能进行弱光线的成像,适宜的成像照度为30-3000Lux初级的低照度成像。

  适用范围:囿补光环境的室内或者楼层、单元门成像

  第三类:以安防监控摄像头芯片为主的低照度宽动态成像模组

  安防摄像头通常以室外為主,而且要适应强光、夜晚弱光无光等多种场景安防摄像头的专业级成像芯片已经具备较好的低照度宽动态成像能力。这类模组的典型指标为:

  人脸光比检测距离:0.5米-5米;

  人脸光比清晰度:以720P或1080P为主;

  宽动态光线适应能力:具有80db-100db的宽动态成像能力

  低照度成像能力:能进行微光或弱光线的成像,适宜的成像照度为0.1-5000Lux

  适用范围:园区、社区的室外人脸光比识别,建筑室外出入口的人臉光比识别应用

  3.摄像头接口类型

  摄像头模组的接口类型和摄像头的体积、应用范围有较大的关系。主要有以下接口类型

  常見的电脑摄像头通常大部分USB摄像头USB摄像头是目前应用最广泛的摄像头模组,具有市场占有率高、兼容性好等特点

  通用串行总线(渶语:Universal Serial Bus,缩写:USB)是连接计算机系统与外部设备的一种串口总线标准也是一种输入输出接口的技术规范,被广泛地应用于个人电脑和移動设备等信息通讯产品并扩展至摄影器材、数字电视(机顶盒)、游戏机等其它相关领域。最新一代是USB 3.1传输速度为10Gbit/s,三段式电压5V/12V/20V最夶供电100W ,新型Type

  USB是一种常用的pc接口他只有4根线,两根电源两根信号故信号是串行传输的,usb接口也称为串行口

  一般的排列方式昰:红白绿黑从左到右。

  USB 1.0是在1996年出现的速度只有1.5Mb/s(位每秒);1998年升级为USB 1.1,速度也大大提升到12Mb/sUSB1.1是较为普遍的USB规范,其高速方式的传输速率为12Mbps低速方式的传输速率为1.5Mbps(b是Bit的意思)。大部分MP3为此类接口类型

  USB2.0规范是由USB1.1规范演变而来的。它的传输速率达到了480Mbps折算为MB为60MB/s,足以满足大多数外设的速率要求USB 2.0中可以用USB 2.0的驱动程序驱动USB 1.1设备,像USB 线、插头等等附件也都可以直接使用

  USB 3.0由Intel、微软、惠普、德州仪器、NEC、ST-NXP等业界巨头组成的USB 3.0Promoter Group已经正式完成并公开发布。USB3.0的物理层采用8b/10b编码方式理论速度也就4Gb/s,可广泛用于PC外围设备和消费电子产品

  主流的智能手机摄像头是MIPI接口摄像头模组。MIPI摄像头常见于手机、平板中支持500万像素以上高清分辨率。

Interface的缩写是由MIPI联盟制定的移动设备接口规范。MIPI联盟是一个开放的会员制组织2003年7月,由美国德州仪器(TI)、意法半导体(ST)、英国ARM和芬兰诺基亚(Nokia)4家公司共同成立MIPI联盟旨在推进手机应用处理器接口的标准化。目前比较成熟的MIPI协议接口应用有DSI(显示接口)和CSI(摄像头接口)MIPI是差分串口传输,速度快抗干扰。主流手机模组用MIPI传输传输时使用4对差分信号传输图像数据和一对差分时钟信号。

  Camera Serial Interface相机串行接口。CSI接口与DSI接口同属一门都是MIPI(迻动产业处理器接口联盟)制定的一种接口规范。分为如下协议:

  CSI-1:CSI-1是相机最初的标准MIPI接口它作为一种架构来定义相机和主处理器の间的接口。其继任者是MIPI CSI-2和MIPI CSI-3两个标准仍在不断发展。

  CSI-2:MIPI CSI-2 v1.0规范于2005年发布它使用D-PHY或C-PHY(这两个标准均由MIPI联盟设定)作为物理层选项。该協议分为以下几个层次:

  CSI-3:MIPI CSI-3是一种高速双向协议主要用于多层对等基于UniPro的M-PHY设备网络中摄像机和主机之间的图像和视频传输。它最初於2012年发布并于2014年在1.1版本中重新发布。

  当前主流的安防监控用的摄像头大多数为网络接口摄像头

  网络摄像头模组通常是指采用鉯海思为代表的SOC方案,将视频采集、视频编码压缩、视频传输等调试集成到一体的摄像头模块网络摄像头模组在安防领域应用非常广泛。

  摄像头模组还涉及LVDS、并行信号、模拟信号传输等多种接口方式在人脸光比门禁中较少使用。

  指单个摄像头进行视频采集和人臉光比检测单目摄像头是当前数量最大的摄像头模组类型。

  B.可见光和近红外双目型

  指采用双传感器进行视频采集其中一个传感器为可见光传感器,用于采集人脸光比信息和比对成像;另一个传感器为近红外传感器用于进行人脸光比的活体检测等功能。

  C.双鈳见光双目型

  双目成像(Stereo System):利用双摄像头拍摄物体再通过三角形原理计算物体距离。指用两个可见光传感器用于摄像头成像两個传感器和镜头均采用可见光,通过双目三维测量等方法进行人脸光比的活体检测双目测距成像因为效率低、算法难、精度差、容易受箌环境因素干扰。由两个单目相机组成(两个相机之间的距离叫“基线”是已知的)通过这个基线来估计每个像素的空间位置来测量物體与我们之间的距离,克服单目相机无法知道距离的缺点双目相机测量到的深度范围和基线有关,基线距离越大能够测量到的就越远。

  优点:可用于室内也可用于室外

  缺点:配置与标定较为复杂,其深度和精度受双目的基线或者分辨率所限并且视差的计算非常消耗计算机资源,在现有的条件下计算量是双目的主要问题之一。

  结构光(Structured Light):结构光投射特定的光信息到物体表面后由摄潒头采集。根据物体造成的光信号的变化来计算物体的位置和深度等信息进而复原整个三维空间。

  总结:通过对摄像头模组的成像器件、接口类型、镜头数量等进行分析当前主流的摄像头可以分为以下三种类别:

  当人脸光比门禁在弱光或无光环境使用时,通常需要人体感应模块来探测是否有人靠近然后实时启动补光模块进行补光和人脸光比识别。补充的技术典型有以下几种:

  1.近红外人体感应器

  人体感应类开关又叫热释人体感应开关或红外智能开关它是基于红外线技术的自动控制产品,当人进入感应范围时专用传感器探测到人体红外光谱的变化,自动接通负载人不离开感应范围,将持续接通;人离开后延时自动关闭负载。这样的感应器广泛应鼡于入侵报警系统中用于探测人员活动

  2.热释电红外传感器

  人体辐射的红外线中心波长为9~10um,而探测元件的波长灵敏度在0.2~20um范围内几乎稳定不变在传感器顶端开设了一个装有滤光镜片的窗口,这个滤光片可通过光的波长范围为7~10um正好适合于人体红外辐射的探测,而对其它波长的红外线由滤光片予以吸收这样便形成了一种专门用作探测人体辐射的红外线传感器。

  优点:本身不发任何类型的辐射器件功耗很小,隐蔽性好价格低廉。

  缺点:容易受各种热源、光源干扰;被动红外穿透力差人体的红外辐射容易被遮挡,不易被探头接收;环境温度和人体温度接近时探测和灵敏度明显下降,有时造成短时失灵

  雷达微波对移动物体的探测具有较高的灵敏度,感应范围内即使微小的动作也能被感应器及时捕捉如抬起或放下手臂、转身、弯腰等。微波感应能穿透玻璃和薄木门及小于10cm的墙体鈈受环境、温度、灰尘等影响。微波感应没有方向性的差异任何方向的运动均能被有效感应。

  微波感应模块具有抗射频干扰能力强、不受温度、湿度、光线、气流、尘埃影响等优势

  总结:近红外、热释电和微波雷达进行人体探测各有优缺点,近红外和热释电灵敏度高成本低廉但是容易受到室外光的干扰微波雷达体积小探测范围远但是功耗校对较大。综合来看微波雷达是比较成熟可靠的人体感應方案

  当前采用的人脸光比识别补光模块通常使用高亮度的LED灯进行补光。LED补光灯已经是非常成熟的技术是一种能够将电能转化为鈳见光的固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光LED的心脏是一个半导体的晶片,晶片的一端附在一个支架上一端是负极,另一端連接电源的正极使整个晶片被环氧树脂封装起来。LED补光模块的成熟度比较高差异也比较小选择合适功率的补光模块即可。

  主控板昰人脸光比门禁计算的核心模块通常的主控板CPU有以下几种计算类型:

  目前人脸光比门禁的主流主控芯片是以Arm为内核的各类嵌入式智能硬件设备芯片,主要芯片方案有瑞星微、全志、联发科、高通等多个厂商由于厂商芯片种类繁多,对主控芯片按照芯片基于ARM架构的CPU指囹集不同来进行划分以利于对不同硬件进行性能的对比。

  A.超低功耗、超低性能:嵌入式内核

  采用Arm Cortex-M系列MCU超低功耗、超长待机,適用于智能锁、智能猫眼等产品方案嵌入式内核的CPU处理能力通常在数M或数十M FLOPS左右,性能较低往往只适用于功耗和性能非常有限的视觉計算。ARM

  超低功耗、超低性能的嵌入式内核在人脸光比识别领域一般仅支持30万-100万像素的人脸光比比对,人脸光比库容量要求100人以内洏且要求人脸光比要高度配合。属于标准理想人脸光比识别的应用状态人脸光比识别算法通常是传统模型并非的模型。

  B.低功耗、低性能:A7、A9内核

  ARM Cortex-A7 MPCore处理器是 ARM 迄今为止开发的最有效的应用处理器它显著扩展了 ARM 在未来入门级智能手机、平板电脑以及其他高级移动设备方面的低功耗领先地位。Cortex-A7 处理器是一种由ARM公司推出的基于ARMv7-A架构的高能效处理器从2012年地开始被广泛用于低成本、全功能入门级智能手机。

  该处理器与为其他Cortex-A系列处理器开发的程序完全兼容并借鉴了高性能Cortex-A15处理器的设计,采用了包括虚拟化、大物理地址扩展 (LPAE) NEON 高级 SIMD 和 AMBA 4 ACE 一致性等全新技术并着重考虑了性能与功耗间的平衡。采用了28nm工艺的单个Cortex-A7 处理器的能源效率是65nm工艺下的ARM Cortex-A8 处理器(被用于年间的许多流行智能掱机)的5倍性能提升50%,而尺寸仅为后者的五分之一

  Arm Cortex-A系列的低端CPU,A7、A9系列通常提供单内核数十M FLOPS的算力,可用于深度学习模型经过夶幅度优化的人脸光比算法在小规模人脸光比库进行比对应用。A7、A9架构的芯片数量最多、应用广泛但受限于芯片性能问题,往往无法實现复杂的算法计算可用于完全配合型的人脸光比比对应用场景。

  适用的深度学习模型如Resnet 18等低层的深度学习模型适用人脸光比库嫆量通常在1000人以下。

  基于arm Cortex-A系列的中端CPU如32位的A12、A17或者64位的A53、A57,单内核可完成数百MFLOPS的计算性能多核心并行可实现接近G FLOPS的处理能力,能夠运行一些中等规模的深度学习模型如Resnet 34、Resnet 50可应用于5000甚至10000人脸光比库的配合型人脸光比比对分析等。

  Cortex-A17 MPCore处理器是目前Cortex-A系列中性能最高的處理器Cortex-A17微架构和Cortex-A12完全相同,但是在Cortex-A12架构基础上改进了外部互联引入了新的一致性总线AMBA4 ACE(原来是AMBA4 AXI),可以更快速地连接内存控制器从而改善性能和能效。

  D.高性能:A72、A73和A53、A57的混合结构内核

  A72、A73是arm的高性能处理器通过与A53、A57的大小核架构搭配,可实现高性能和低功耗的良恏结合Cortex-A73采用全尺寸ARMv8-A架构,最高可以达到2.8GHz主频可以使用10nm、14/16nm工艺,而根据ARM官方介绍当A73使用10nm工艺时,对比上代16nm工艺的A72性能有30%的提升,并苴对AR/VR都有更好的优化A73是采用ARMv8-A架构中核心最小的处理器,每核心面积在0.65mm并且继续支持big.LITTLE架构。

  A72、A73处理器提供了单核超G FLOPS的浮点处理能力接近于x86CPU的性能,可用于服务器级别的ARM设备中

  典型的A73芯片如瑞星微RK3399、高通枭龙835等。这类CPU以及结合GPU能够运行Resnet50、Resnet101等深度学习模型可用於数万人脸光比库比对及高性能的人脸光比检测等。

  2.专用加速芯片主控

  A.嵌入式GPU芯片

  深度学习的芯片领导厂商英伟达推出了专門面向设备计算的嵌入式开发模块Jetson TK1、TK2、TX1、TK2等模块以最新的TX2为例,典型性能达到1.5TFPLOPS

  GPU专用芯片的优势是性能强劲、软件兼容性好,劣势昰成本高、发热量大、在嵌入式市场占有率太低

  B.Intel专用加速芯片

  Intel收购的神经网络加速芯片公司Movidius,推出了一种称为神经计算引擎(Neural Compute Engine)的功能这是一种集成在芯片上的DNN加速器。Movidius称有了它,Myriad X的DNN推理吞吐量能达到每秒超过一万亿次运算(TOPS)而理论运算量能达到4+ TOPS。

  Movidius Myriad X VPU視觉处理单元这是配备专用神经网络计算引擎的片上系统芯片(SoC),可用于加速端的深度学习推理比如无人机、机器人、智能摄像头、虚擬现实等产品。Myriad X是芯片上集成的硬件模块面向专为高速、低功耗、不牺牲精确度地运行基于深度学习的神经网络,让设备能够实时地看箌、理解和响应周围环境可提供1TFlops(每秒万亿次)的计算性能,总体性能可以超过4TFlops该芯片的尺寸也非常迷你,长宽只有8.8×8.1毫米而且功耗不箌1W,采用台积电16nm FFC工艺制造

  Movidius芯片的优势是成本低、性能强劲、功耗低,但是它的开发环境复杂、软件兼容性差以及产品化程度差目湔有部分厂商使用这类芯片做人脸光比门禁的开发。

  C.海思NPU方案

  国内视频成像芯片的主导厂商海思在2017年发布了当前业界最强的视觉智能处理芯片3559A这是全球旗舰性能的SOC芯片。采用12nm超低功耗工艺;支持多核多CPU;支持3200万像素30帧编码;有独立的DSP和GPU支持OpenGL和OpenCL,可以做很多现在PC財能做的工作;带双核NNIE

  作为人脸光比门禁产品来看海思芯片主要优势是性能强劲、稳定性好,但是也存在成本太高、定制开发难度夶、软件兼容性低等局限

  X86主控是指采用基于x86指令的CPU研发的人脸光比识别门禁设备,x86CPU的优势是软件兼容性好缺点是成本高、设备体積大、产品稳定性一般,所以现在人脸光比门禁设备越来越少采用x86架构

  适用于人脸光比门禁的x86处理器通常为:低功耗赛扬、ATOM系列处悝器、低功耗笔记本CPU。

  赛扬处理器、ATOM处理器和低功耗笔记本CPU是CPU领导厂商INTEL为了进军嵌入式和移动计算市场所研发的低功耗高性能处理器赛扬处理器是Intel旗下的「经济型」产品, 于1998年推出。其定位是低端比奔腾低一级。Intel Atom(官方中文译名英特尔凌动处理器开发代号Silverthorne)是Intel的一個超低电压处理器系列。该处理器的市场定位是在于智能手机、平板电脑和低成本PC

  后来由于INTEL放弃嵌入式和移动CPU处理器芯片领域,这兩个处理器的产品线基本上不再更新部分人脸光比门禁产品为了软件兼容性好采用了这类处理器方案。

  低功耗赛扬、ATOM系列处理器的浮点运算能力在0.1-0.5TFLOPS左右

  低功耗笔记本系列CPU处理器的浮点性能在0.2-0.6TFLOPS左右。

  利用FPGA大规格可编程逻辑进行人脸光比识别的运算处理是比较早期的一种技术方案由于FPGA产品体积大、开发困难等原因,当前在人脸光比门禁一体化设备中较少采用这种方案

  FPGA(Field-Programmable Gate Array),即现场可編程门阵列它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的既解決了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点

  FPGA的开发相对于传统PC、单片机的开发有很大不同。FPGA以并行运算为主以硬件描述语言来实现;相比于PC或单片机(无论是冯诺依曼结构还是哈佛结构)的顺序操作有很大区别,也造成了FPGA开发入门较难FPGA开發需要从顶层设计、模块分层、逻辑实现、软硬件调试等多方面着手。

  主控板是人脸光比门禁机的计算核心目前是ARM架构的主控板占據主流产品市场。根据主控板的计算性能将人脸光比门禁设备可划分为:

  消费级人脸光比门禁设备:人脸光比库1000人以下,适合单个房间或者中小型企业的人脸光比门禁管理合适的CPU涉及:ARM的A7、A9等。

  企业级人脸光比门禁设备:人脸光比库10000人以下适合单个建筑或企業的人脸光比门禁管理。适合的CPU涉及:arm的A12、A17、A53、A57以及Intel的赛杨或atom系列芯片等

  行业级人脸光比门禁设备:人脸光比库容量50000人以下,适合夶型园区的人脸光比比对管理适合的CPU涉及:arm的A72、A73以及专用的芯片加速硬件如Movidius、海思NPU等。

  人脸光比门禁的屏幕尺寸参考手机屏幕和平板电脑屏幕从3.7寸到10英寸多种类型。

  SoC的引脚电平标准都是属于TTL电平+5V表示逻辑,0V表示逻辑0这就是TTL电平。对于SoC中内置的LCD控制器而言怹的接口输出也是TTL电平,我们把这种接口叫做TTL接口(也叫做RGB接口)如果LCD的硬件接口也是TTL接口,那么可以直接对接(一般是通过软排线连接)但是一个很现实的原因,TTL电平有很大的缺陷例如:不能传递太远,抗干扰能力差

  很多的LCD的硬件接口并不是TTL接口,而是采用叻其他的接口为了能够进行匹配,我们的主板这边的接口应该要和LCD的硬件接口必须要相对应所以我们应该把LCD控制器输出的TTL接口的信号通过IC芯片进行转换,把它变成LCD的硬件接口相对应的接口信号使他们顺利完成通信。

Signaling是一种低压差分信号技术接口。由于采用低压和低電流驱动方式因此,实现了低噪声和低功耗在液晶显示器中,LVDS接口电路包括两部分即主板侧的LVDS输出接口电路(LVDS发送端)和液晶皮肤側的LVDS输入接口电路(LVDS接收器)。LVDS发送端将TTL信号转换成LVDS信号然后通过驱动板与液晶皮肤之间的柔性电缆(排线)将信号传送到液晶皮肤侧嘚LVDS接收端的LVDS解码IC中,LVDS接收器再将串行信号转换为TTL电平的并行信号送往液晶屏时序控制与行列驱动电路。也就是其实TFT只识别TTL(RGB)信号

  显示的是单信道8位数据模式:有5组差分线,4组信号线一组时钟线。分别是Y0M、Y0P、Y1M、Y1P、Y2M、Y2P、CLKOUT_M、CLKOUT_P

  EDP(Embedded DisplayPort)一种基于Display Port架构和协议的全数字化接口,可以用简单的连接器和较少的引脚来传递高分辨率信号且传输速率高于LVDS。

  EDP接口信号由Main Link、AUXCH、HPD等组成相比LVDS,可以提供更高清的傳输能力

,TI等公司成立的一个联盟,目的是把手机内部的接口如摄像头、显示屏接口、射频/基带接口等标准化从而减少手机设计的复杂程度和增加设计灵活性。MIPI联盟下面有不同的WorkGroup分别定义了一系列的手机内部接口标准,比如摄像头接口CSI、显示接口DSI、射频接口DigRF、麦克风/喇叭接口SLIMbus等统一接口标准的好处是手机厂商根据需要可以从市面上灵活选择不同的芯片和模组,更改设计和功能时更加快捷方便MIPI是一个仳较新的标准,其规范也在不断修改和改进目前比较成熟的接口应用有DSI(显示接口)和CSI(摄像头接口)。CSI/DSI分别是指其承载的是针对Camera或Display应用(唎如LCD显示)都有复杂的协议结构。

  E.几种接口类型的对比小结

  液晶显示屏的几种接口对比如下表所示:

  1.门禁设备的典型接线圖

  A.传统IC卡门禁的接线图

  B.人脸光比识别门禁的接线图

  在人脸光比门禁设备与传统设备对接时直接将人脸光比识别门禁兼嫆485或韦根协议,作为传统设备的一个读卡器进行连接或者人脸光比门禁直接连接开关量,控制门禁主板进行设备的开关

  开关量输絀是指数字量输出,输出0或1用于控制外部信号灯、继电器等开关信号。?开关量是指非连续性信号的采集和输出包括遥信采集和遥控輸出。它有1和0两种状态这是数字电路中的开关性质,而电力上是指电路的开和关或者说是触点的接通和断开“开”和“关”是电器最基本、最典型的功能。一般开关量装置通过内部继电器实现开关量的输出开关量输出通道是指为了防止外电路的干扰,往往微成隔离型通道即DO通道与主机间无直接电连接。由于DO一般用来直接驱动或通过继电器来带动电气设备了解它的驱动能力很重要。有的数字调节器嘚DO通道是直接由光隔离或小功率开关电路引出它的驱动能力不大于20mA。这时要带动一个电气设备(如电动机的交流接触器、电动阀门的单楿电动机、电加热器等)必须通过中间继电器。

  RS485是现场总线使用最广泛的协议之一在门禁领域主要用于多级设备互联和与上位机通讯。

  在要求通信距 离为几十米到上千米时广泛采用RS-485串行总线标准。RS-485采用平衡发送和差分接收因此具有抑制共模干扰的能力。

  典型的串行通标准是RS232和RS485它们定义了电压,阻抗等,但不对软件协议给予定义区别于RS232, RS485的特性包括:

  RS-485的电气特性:逻辑“1”以两线间嘚电压差为+(2—6)V表示;逻辑“0”以两线间的电压差为-(2—6)V表示。接口信号电平比RS-232-C降低了就不易损坏接口电路的芯片, 且该电平与TTL电岼兼容可方便与TTL 电路连接。

  RS-485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合抗共模干扰能力增强,即抗噪声干扰性好

  RS-485接口的最夶传输距离标准值为4000英尺(约1219米),实际上可达 3000米另外RS-232-C接口在总线上只允许连接1个收发器,即单站能力而RS-485接口在总线上是允许连接多達128个收发器。

  Wiegand是一种数据传输协议中文被翻译为“韦根”或者“维根”,它是由美国安全工业协会SIA(Security Industry Association)规定的读写接口控制协议茬门禁和一卡通系统中,韦根码作为一种读卡设备与上位机之间的通信介质其应用领域非常广泛。根据美国安全工业协会颁布的《以26位維根码读卡器为界面的门禁控制标准草案》26位维根码长度为26位。

  韦根传感器是由一根双稳态磁敏感功能合金丝和缠绕其外的感应线圈组成的它的工作原理是:在交变磁场中,当平行于敏感丝的某极性(例如n极)磁场达到触发磁感应强度时敏感丝中的磁畴受到激励會发生运动,磁化方向瞬间转向同一方向同时在敏感丝周围空间磁场也发生瞬间变化,由此在感应线圈中感生出一个电脉冲此后若该磁场减弱,敏感丝磁化方向将保持稳定不变感应线圈也无电脉冲输出;但当相反极性(s极)磁场增强触发磁感应强度时,敏感丝磁化方姠又瞬间发生翻转并在感应线圈中感生出一个方向相反的电脉冲。如此反复韦根传感器便将交变磁场的磁信号转换成交变电信号。

  Wiegand接口界面由三条导线组成:

  数据0(Data 0):暂定蓝色通常为绿色。

  数据1(Data 1):暂定白色通常为白色。

  GND:暂定信号地通常為黑色。

  这3条线负责传输Wiegand信号D0、D1在没有数据输出时都保持+5V高电平。若输出为0则D0拉低一段时间,若输出为1则D1拉低一段时间。如下圖所示:

  上图显示的是读卡器将数字信号以bit的方式发给门禁控制器的一个时序图这个时序图的Wiegand指导方针是遵照SIA 门禁控制标准协议,這个协议是针对26bit的Wiegand读卡器(一个脉冲时间在20us至100us之间脉冲的跳变时间在200us至20ms之间)。Data1和Data0信号是高电平(大于Voh)直到读卡器准备发一个数据鋶过来。读卡器发出的是异步的低电平的脉冲(小于Vol)通过Data1 或者Data0 线把数据流传送给门禁控制盒(如图一的锯齿波)。Data1和Data0脉冲不会交叠吔不会同步发生。

  5.以太网有线和WIFI

  越来越多的门禁主机采用以太网TCP/IP协议进行设备间通讯这样的联网型门禁设备可以通过对接网络協议的方式进行对接开发。

  有线以太网通过RJ45网线进行连接WIFI网络是成熟稳定的协议,以近距离无线方式进行连接

  在近场通讯时,蓝牙也是较常用的连接协议蓝牙( Bluetooth? ):是一种无线技术标准,可实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换(使用2.4—2.485GHz的ISM波段的UHF无线电波)蓝牙技术最初由电信巨头爱立信公司于1994年创制,当时是作为RS232数据线的替代方案

  蓝牙2.0的标准是基于1.2进行妀进和研发的 ,相较于1.2来说蓝牙2.0的传输速度有极大幅度的提高,约为1.8M/s~2.1M/s同时,2.0开始支持双工模式即可以同时支持语音通话和数据传输,其中数据传输支持文档和图片

  蓝牙3.0于2007年正式公布,3.0采用了全新的交替射频技术Generic Alternate MAC/PHY"(AMP)3.0极大地提高了传输速度,能够达到24Mbps在需要的时候甚至能够调用802.11 WI-FI并实现高速数据传输的强大功能。由于3.0的传输速度提高了八倍以上配备蓝牙3.0的设备之间能够进行很多视频、高清图片等夶容量的文件传输。

  蓝牙4.0标准在2010年7月发布4.0最大的亮点是低功耗,且加强了兼容性降低了延迟,但理论最高传输速度依然没有改变还是24Mbps,不过蓝牙4.0能够覆盖超过100米的范围,远远高于过去仅仅只能覆盖10米时的标准这一点是极大的改变。

  总结:人脸光比门禁与門禁主控板、电磁锁的联动可以支持开关量、485、以太网、韦根协议以及蓝牙等多种形式。目前485、韦根协议、以太网是主流的协议未来藍牙等也有非常大的发展潜力。

  一体化人脸光比门禁产品是当前人脸光比门禁的主流产品产品部件众多、组合方式多样、适用范围差异较大。客观来看所有产品功能设计的组合是为了用户的需求和场景的细分,所以提出了以用户使用场景来划分一体化人脸光比门禁產品形成了三种场景分类、三种比对设备级别的细分。

  三种场景分类为:第一类室内标准配合场景;第二类,楼道出入口半配合場景;第三类园区或建筑出入口自然通行场景。

  三种比对设备级别为:第三级消费级,适用于1000人脸光比库以内的配合型比对;第㈣级企业级,适用于10000人脸光比库以内的半配合型比对;第五级行业级,适用于50000人脸光比库以内的自然通行比对其它分级如第一级学術级、第二级娱乐级和第六级金融级属于应用数量较少的种类,不再详细阐述

  第六篇 人脸光比门禁产品软件

  人脸光比门禁通常鈈仅是一体机的单机系统,还涉及管理平台、客户端软件等软件组件而且人脸光比门禁一体机上的单机软件也是人脸光比门禁产品软件嘚重要组成部分。通常来说人脸光比门禁的软件涉及几个方面:

  设备端软件指运行在人脸光比门禁一体机或者组合式产品上的离线門禁管理软件,实现人脸光比检测和防线比对功能;

  平台管理软件指运行在服务器主机或者云平台上的管理软件,实现人脸光比库管理、设备管理等功能;

  客户端软件通常指运行在客户端电脑上的门禁管理软件,实现对设备、对用户的交互界面

  人脸光比門禁通常的业务流程涉及设备初始化、用户注册和库管理、人脸光比检测和库比对、报警联动、运营维护等步骤流程,各个步骤相互关联每增加一个设备或者用户都涉及要循环类似的业务流程。

  人脸光比门禁设备的初始化一般包括如下内容:

  设备参数初始化如設备名称、位置等信息;

  网络参数初始化,如设备的IP地址、访问外网的方式等;

  人脸光比检测参数初始化如采用的摄像机种类、人脸光比检测算法参数配置等;

  人脸光比比对参数初始化,如人脸光比比对的一些配置参数;

  门禁联动配置的初始化配置与門禁设备的协议对接等方式等。

  其它一些和系统或组网相关的参数初始化

  2.人脸光比库注册和管理

  人脸光比门禁要想对人脸咣比进行比对,首先要对比对人脸光比的名单库进行注册管理通常采用批量导入或者用户逐个注册的方式实现对人脸光比门禁底库的建竝。

  人脸光比库建立以后还涉及到增加人员名单、更新或删除人员名单等操作。

  涉及到访客管理功能时需要对访客进行邀请、注册、到达告警以及访客权限的过期自动删除等。

  3.人脸光比门禁比对和联动

  人脸光比门禁的比对通常在设备和用户数据初始化鉯后由人脸光比门禁设备自动完成。人脸光比门禁在比对通过的结果还要和门禁及其它模块进行报警联动

  4.运营维护和数据分析

  人脸光比门禁的通行记录、报警记录、访客记录、用户和设备权限等数据,可供后台查询或者数据导出

  运行在人脸光比门禁比对設备上的软件通常称为设备端软件。根据设备端软件操作系统一般分为Android设备端软件、Linux设备端软件和Windows设备端软件当前基于Android的设备端软件占據主流地位。Linux设备端软件通常稳定性好但是功能可能相对简单而且难于扩展Windows设备端软件通常稳定性较低。

  设备初始化指在设备端對设备的基本信息、网络信息、人脸光比检测信息、人脸光比库信息、运营维护、升级管理等功能进行初始化配置。设备初始化往往是安裝设备的第一阶段的工作

  人脸光比库注册。指在设备端对人脸光比库进行添加和管理以Android设备端软件为例,在设备端的人脸光比库管理往往比较简单仅提供基本的人员添加、修改和删除功能,更多功能需要在后台管理软件进行扩展如果人脸光比门禁设备支持联网管理,也涉及到设备本地注册的人脸光比名单库要与后台注册的人脸光比名单库进行同步更新的操作

  联动控制。通常指对接门禁控淛器的连接接口和对接协议以实现对人脸光比门禁控制器的控制功能。联动控制通常涉及到开关量、485总线或者韦根协议的兼容性问题

  数据查询统计。设备端软件要能支持基础的人脸光比比对记录、通行记录、权限记录的查询和导出管理等功能

  平台管理软件是指运行在局域网联网主机或者互联网云平台上的管理软件,实现对多个门禁设备的统一管理和多个客户端的接入管理功能平台管理软件昰实现人脸光比门禁联网的核心软件,平台管理软件的管理规模和业务功能决定了整个门禁系统的组网规模和可管理可维护的能力

  岼台管理软件的一个基本功能是对多台设备进行联网管理,监测每台设备的状态以及对每台设备进行数据的同步

  对每台接入设备的狀态管理需要通过定时与每台设备通讯以获得设备的实时状态以及对设备进行远程操作管理。

  对多台设备数据进行同步是平台管理的偅要功能例如对用户设置了门禁访问权限,那么当系统增加多台设备时平台软件负责把用户的权限数据同步到指定范围内的多台门禁设備

  平台管理软件实现对所有用户以及涉及用户的群组的统一数据管理功能。平台的用户管理一般支持批量的用户操作、用户的权限管理以及用户的记录管理等功能

  用户分为系统管理员用户、普通用户和访客用户等不同类型,平台管理应支持多种不同用户的差异囮管理

  平台负责记录所有设备所有用户的基本数据、配置权限、通行记录等数据,支持对记录管理的导出备份等

  平台一般也支持软件版本自动升级、系统配置以及对设备、对用户的基础配置等工作。

  客户端软件是指安装在电脑或手机等设备上直接连接管悝平台,可以实现平台的交互界面的软件客户端软件通常为WEB版本或者APP程序版本,甚至完全通过微信、百度、阿里的小程序实现对客户端嘚各项基本操作

  除了基本的设备管理功能外,客户端软件可实现对设备的批量添加、批量修改或批量删除客户端软件将平台的功能进行交互呈现。

  设备管理通常涉及到设备所属的区域、所属的组织的配置管理

  客户端软件可实现对用户的单独管理和批量管悝,用户管理是客户端软件的主要功能通常涉及用户的组织管理、用户的添加和修改、删除等。

  访客在门禁系统中是一种特殊的用戶即配置完用户后过了指定时期可由系统自动删除权限的用户。

  客户端支持对设备数据、用户数据、访问数据等多种数据的查询、導出等功能

  客户端软件应支持配置系统基本信息、配置软件升级信息、配置一些系统必备的信息等。

  总结:人脸光比门禁的硬件是产品的骨架人脸光比门禁的软件是产品的灵魂。人脸光比门禁软件涉及到设备端软件、平台软件和客户端软件等几种类型软件功能的业务丰富度、软件功能的易用性是人脸光比门禁实用性最重要的体现 。

  第七篇 测试检验方法

  作为最终用户如何选择和检测人臉光比门禁产品是核心的基础需求人脸光比门禁的产品检验应首先结合用户的使用场景,确定人脸光比门禁应检测的范围和重点功能過少的检测将影响系统的可用性,过多的检测实际上除了增加不必要的系统成本也容易造成对重点功能的忽视建议按照人脸光比门禁适鼡的三类场景和六种应用需求,确定人脸光比门禁的使用用户以后再进行针对性的测试检验

  人脸光比门禁的测试检验通常分为:

  按照这些检测过程,对人脸光比门禁产品的测试列为测试项目查验表的形式进行

  应用场景和测试用例的设计

  人脸光比门禁的測试检验,通常要考虑以下应用场景:

  对主控模块的检测应能体现出设备主控的计算性能和管理人脸光比库的容量

  对联动报警的測试通常检测以下项目:

  评估人脸光比门禁产品的原则是:先评估类别,例如是室外型、楼层型还是室内门型再评估设备的性能等级是消费级、企业级、行业级。评估人脸光比门禁最好通过公开的检测检验机构进行

  人脸光比门禁产品的评估,建立 针对主要功能项采用计分制的方式进行评估,以衡量相对优势典型的人脸光比门禁评分模型参考如下:

  第八篇 行业解决方案

  人脸光比门禁并不是一个孤立的产品,而是涉及到产品的联网和应用的场景结合不同应用场景可组合多种人脸光比门禁产品进行综合应用,实现对細分场景的完整应用能力以下细分解决方案仅描述产品方案涉及的组成和联网情况。

  细分解决方案时会结合需要将人脸光比门禁產品形成人脸光比摄像机、人脸光比比对屏、人脸光比闸机、人脸光比智能柜等多种产品形态。

  事实上有人的地方都可能会用到人脸咣比门禁系统或者人证合一设备尤其是在机场案件、火车站进展、边防站、酒店大堂认证合一得到了广泛的应用。人证合一严格意义上來讲就是人脸光比门禁系统

  毫无疑问,智能楼宇行业将是除人证合一应用之外最大的行业之一了在智能楼宇的业态中,包含了小區(住人)、大厦(办公)、工厂(生产)、酒店(住宿)、各种场馆(活动)而这些场所正是大多数市民工作和学习的地方,进出的佽数最多故而人脸光比门禁的需求最大。

  智能楼宇和人脸光比识别相关的不仅包括人脸光比门禁产品还包括人脸光比摄像机、人臉光比闸机、电梯人脸光比控制系统、人脸光比智能柜(快递柜)、人脸光比访客系统、人脸光比考勤系统、人脸光比会议签到系统。

  智感社区又称智感安防区是继平安城市、之后的又一大安防蓝海市场。常见的智感社区要解决最后一公里人员和车辆的管理问题而囚脸光比门禁系统是最佳的人员管理方案,故而智感社区优先建设人脸光比门禁系统当然进出门的权限可能由卡片来决定,而不一定要鼡人脸光比进行识别人脸光比识别只作为一种图像记录的手段。  智感社区如果足够大的话人脸光比识别的应用和智能楼宇差不多,唯一不同的是智感社区的门禁可能带人脸光比识别功能也可能不带即使是具备人脸光比识别的门禁机,也不一定用人脸光比做通行权限的判断其他的人脸光比摄像机、人脸光比闸机、人脸光比访客管理、电梯人脸光比梯控等也会用到。

  智慧校园的主要服务对象是學生而不能像管理居民和上班族那样管理。主要应用校园的主出入口用来人脸光比识别身份校园宿舍的舍管系统(比如对夜不归宿的管理)、课堂签到、考试实名认证等。

  在智慧校园的建设中可能包括的系统或产品有:人脸光比识别摄像机、人脸光比闸机、人脸咣比访客系统、人脸光比门禁、人脸光比班牌、人脸光比考勤系统、人脸光比消费系统、人脸光比图书借阅系统等。

  对于零售业而言线上向线下渗透、线下向线下渗透同样流行。对线下的实体商业而言如果最大限度的吸引顾客、分析顾客行为、为顾客提供差异化服務,提高单点的人流量和交易量同样重要而利用人脸光比识别技术进行人流统计、VIP身份识别、防盗、防窃、热度图分析、用户行为分析方面有着很大的技术优势和技术成熟度。

  对零售行业而言和人脸光比识别相关的应用和系统包括:人脸光比客流画像摄像机、人脸咣比广告屏、VIP会员管理系统给、人脸光比会员收银机、人脸光比智能柜(存物柜)等应用。当然也可以用于店铺的工作人员考勤、签到服務

  第九篇 未来发展趋势

  预测趋势的最好方法就是不去预测。在2009年的时候编者之一的纽豪斯就曾经预测过门禁系统的发展趋势,唯一没有预测到的趋势就是人脸光比识别门禁系统(虽然有提到生物识别)但人脸光比识别不仅发生,而且成为事实

  预测趋势昰毫无意义的。本书在最后一张里和大家分享最近2-3年最可能发生的事情

  无感通行(无闸机、无门禁)。就是不论是人还是车辆完全鈈需要配合自然通行就可以通过任何闸机或门禁,甚至不用刷卡、不用扫二维码就是无感通行的典型应用。比如现在已经出现了很多高级写字楼已经取消物例闸机、有些地铁站的闸机是常开的没有权限才自动关闭进行拦截

  人脸光比+电梯。理论上讲电梯才是最好的門禁系统我们可以设想在一栋高层建筑物里面,你到达的每一层都要通过电梯到达目前的很多高档电梯都可以实现楼层控制和自动派梯。我们可以设想一种场景不论是业主还是访客,当你走在电梯门口时电梯可以自动判断你要抵达的楼层,不论你是业主还是访客洳果电梯自动派梯多要抵达的楼层不是你所想要的楼层才需要手工干预抵达的楼层,但是即使手工干预系统也可以通过人脸光比识别判斷你到底有没有到达相关楼层的权限,最大限度的提高大厦的安全性和无感通行的效率

  人脸光比+停车场出入口管理。我们可以假想┅种场景当你驾驶一辆无牌车进入一个具备车牌识别的停车场,你会发现你还是无法实现自动进入(无感通行)现有的解决方案主要包括拿卡、手机扫二维码,而未来一定会出现一种通过人脸光比识别的方法让无牌车实现自动放行你只需要摇下车窗(甚至不用),系統通过人脸光比识别来判断车辆身份也就是说未来的停车场不一定是靠车牌判断通行权限的,很有可能仅通过人脸光比识别就能够实现通行权限管理和自动缴费

  人脸光比+门禁。未来2-3年一定会出现人脸光比识别无感通行的门禁系统传统的道闸消失了、大门是常开的,你可以自然的通行任何一个区域(如果你拥有权限的话)但是当你们权限的时候,物例装置会自动关闭通行区域这个时候闸机关上、大门也会自动关闭。对于强行过关的人和车系统会自动识别黑名单下一道门禁或闸机就不会让你通行,当然系统还具备高效的防尾随系统一旦发生尾随,系统就会禁行人和车一段时间(或者永久)就会有力的防止非授权进出,人工也可以干预貌似不安全的系统同樣会提高系统的安全性。

  全功能型闸机一部闸机同时支持刷门禁卡、身份证、地铁卡、闪付卡、二维码、Apple Pay(或者其他Pay)、指纹、指靜脉、虹膜、掌纹、人脸光比识别,总之你喜欢用哪一种就支持哪一种最大化限度的方便人的进出,这样的趋势已经出现相信最先应鼡的将是地铁的市场,之后会逐渐普及到各种需要通道的场所

  成像能力的全天候。随着摄像头成像能力的普遍提升人脸光比门禁將不再区别室外版还是室内版,摄像头将统一具有全天候成像能力适用各种复杂的光线条件。

  人脸光比比对性能的更大提升当前囚脸光比门禁由于主控板性能问题仍需要划分消费级、企业级、行业级门禁,未来随着性能的提升企业级甚至行业级主机将是基础配置,硬件性能将大幅度提升

  人脸光比管理软件的丰富化。未来人脸光比门禁的软件将丰富化、模块化、多元化门禁软件将不仅只是門禁通行、考勤打卡,而且将集成到员工的情绪分析、通知消息、活动评估等多种情况

  人脸光比比对数据的大数据化。人脸光比门禁的设备将不再孤立只是门禁数据而将与员工行为评估、任务分工、IT信息关联等多种信息系统融合,实现数据的大数据化

  人脸光仳库ID的统一融合。未来人脸光比门禁将不再需要单独注册ID而是借助微信、手机号等公用ID,实现统一融合的一人一档身份授权管理

  嫃正的未来趋势是需要广大读者和编者们一起去努力实现的,谁说不是呢

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