跨海交通工程中数码相机摄影技术及应用

（1.中交公路规划设计院有限公司，北京 100088；2.中交一航局总承包公司，天津 300461；3.中交第三航务工程局有限公司，上海 200032；4.中交港珠澳大桥岛隧工程项目总部，广东 珠海 519000）

跨海交通工程中数码相机摄影技术及应用

林巍1，黄喆2，伍绍博3，越野康城4

（1.中交公路规划设计院有限公司，北京 100088；2.中交一航局总承包公司，天津 300461；3.中交第三航务工程局有限公司，上海 200032；4.中交港珠澳大桥岛隧工程项目总部，广东 珠海 519000）

项目质量文件管理、施工过程记录、工程技术交流或业绩展示等活动拥有大量清晰的、直观的和效果良好的工程相片，既能提高施工管理质量，又能增强对企业技术实力的宣传。文章总结大型跨海交通工程港珠澳大桥岛隧工程施工现场的实际摄影经验，结合相关理论知识，讨论使用数码相机的摄影技术及应用。

跨海通道；数码相机；摄影；港珠澳大桥

1 概述

1.1 背景

跨海交通工程的建设相比于陆上、内河具有较大差异，主要体现在海洋环境、结构形式、施工工艺、装备系统等方面。影像记录作为跨海交通工程资料的重要组成部分，受限于工程的特点，其拍摄技术与常规公路工程有较大差异。

港珠澳大桥岛隧工程是大桥的控制性工程，由两个离岸人工岛（见图1）和长约6 km的海中沉管隧道及两端结合部桥梁组成，其建设环境包含海岛上的预制场（见图2）及开敞海域，结构形式多、工艺复杂，专用船机装备、设备系统多样[1]。应用数码相机对各种环境、工艺过程进行拍摄将在岛隧工程建设过程中发挥重要作用，相片质量直接关系到工程资料的质量。

图1 港珠澳大桥建设中的西人工岛Fig.1 The building west artificial island of Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge

图2 港珠澳大桥沉管隧道预制场Fig.2 Immersed tunnel precast yard of Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge

1.2 使用数码相机的优势

1）工程照片可以证明施工单位的施工能力；可对第三者起到事实证明作用[2]；可增强相互信任感。

2）图像相比绘图、文字或其它说明方式更直观生动，易于记忆，更具有说服力，是交流、展示和证明技术实力的绝佳方式。

3）不同于胶片时代，数码相机的拍摄成本低廉，可大量重复拍摄，而且在拍摄后可立即浏览效果，错拍、漏拍等可能性大为降低。

1.3 良好工程相片的基本要求

笔者认为可归纳为5个基本点：画面清晰、光线自然、颜色真实、目的明确和重点突出。

除了极少数表达特殊效果的相片，对绝大多数工程相片而言，清晰是最基本的要求。其次是应尽量呈现出施工现场的实际光线，较好的保证画面细节，避免相片中的部分画面出现由于高光或阴影的内容损失。相片的颜色能起到判断材质、区分界限等作用，色彩还原真实的相片能反应施工现场的实际情况而避免产生误解。而带着目的去摄影，相比随意摄影获得的相片更具有研究和查看价值。当拍摄的主体和想表达的意思较明确时，自然能通过相机构图或手动移除来对拍摄画面“做减法”，除去画面范围内无需出现的物体，突出相片的重点。

2 准备工作

2.1 设备

1）数码相机

当前市场上较常见的相机包括卡片机、单反以及最近较为流行的微单等。从清晰度和功能来看，单反相机的效果最好，微单其次；从便携性角度考虑，卡片机和微单更容易携带。费用方面卡片机最便宜，而同等档次的单反相机比微单便宜。综上比较，笔者认为单反相机的性价比相对较高，可作为主要摄影器材。

单反相机根据感光元件的尺寸大小分为大画幅、中画幅、全画幅和APS画幅。大画幅和中画幅单反的费用昂贵，且重量大，属于专业摄影人士的选择，并不普及。全画幅单反相机的费用也偏高。最普及的是APS画幅的单反相机。除非用于打印大幅海报，对于一般工程摄影APS画幅的单反相机像素即能满足工程拍摄的需要[3]。

2）相机包

工地上场地条件和行走通道往往较复杂和危险，容易磕碰，如同穿戴安全帽和安全鞋保护人身安全一样，专用的相机包内通常有缓冲垫层，可防止相机受到撞击而损坏，有些相机包也可起到防雨和快速取出相机摄影的作用。

3）测量工具

有时为准确表明被拍摄物体的大小，需要将图3中卷尺或钢尺等测量工具一并拍入。未携带工具时也可用人或手作为参照物。

图3 现场使用卷尺和裂缝尺测量摄影Fig.3 Metrophotography by using tape and crack tape in field

4）其它附属设备

常用的包括三脚架、单脚架、快门线、偏振镜、闪光灯和白平衡卡等，视拍摄目的和现场情况决定是否携带，详见第3节。

2.2 拍摄清单

前往现场之前花几分钟时间准备所需拍摄内容的清单，可理清拍摄思路，增强摄影的目的性，防止漏拍或重复拍摄。建议可将清单记录在随身携带的便利贴或手机上，方便随时查阅。

2.3 相机设置

数码相机可设置储存相片的大小，笔者建议选择最大文件进行储存，原因有两点：被储存的相片达到最高的清晰度和最丰富的色彩；如果后期需要减小相片的尺寸，可以通过简单的电脑软件实现。

对于单反相机建议采用光圈优先的拍摄模式，可方便调整镜头的光圈大小，进而能根据实际情景快速决定所需的背景清晰程度和改变快门的速度[3]。

3 跨海交通工程的各类相片的拍摄技术

3.1 海上作业拍摄

由于海水的光反射率高于相机默认的18%，拍摄出的相片通常比实际情况暗。笔者的经验为通过预先设置曝光补偿，在全局测光的模式增加+0.33~+0.67 EV的曝光量，能得到较实际的光线（见图4）。

图4 沉管隧道沉放安装船海上作业Fig.4 Marine operation of the immersion-installation vessel in immersed tunnel

另外需注意如果长时间在海洋环境中拍摄，相机的表壳将聚集盐分，因此在每次拍摄完成后，应及时用湿布擦拭清洁相机。

3.2 工程全景拍摄

全景相片能反映工程的总体概况、工程特点和周边自然及人文环境。拍摄全景相片应注意：

1）选择合适的拍摄地点。如果采用俯拍，一般可前往周边的山顶或建筑物的最高点。没有理想高点时，可利用现场的施工设备，如吊车或打桩机的顶端，也能找到较好的视角。

2）选择合适的拍摄时机。首先，应尽量选择能见度高的天气拍摄，通过查阅天气预报或观察星空预判次日的晴朗程度；其次，查阅施工进度和了解实际进展情况，选择代表性的节点拍摄；此外，当需要光影效果增加建筑物的立体感和美感时，需要在早晨或傍晚时段拍摄[4]，利用刚升起或即将落下的太阳的斜射光制造阴影。图5为下午6点左右在港珠澳大桥总营地旁的最高建筑物顶楼拍摄的照片。

图5 港珠澳大桥岛隧工程项目总营地Fig.5 Base camp of Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge island and tunnel project

3）相机设置。为保证画面的整体清晰，避免对焦点以外的地方被虚化，摄影时须试对焦，选择能使整个画面都清晰的对焦点，并且光圈值不宜过大，推荐设置在F11甚至更小的范围[5]。但光圈值小，如果现场的光线不是很强，则需要更长的入光时间，会带来快门速度偏慢的问题。为了防止手持抖动而降低相片的清晰度，须使用三脚架。使用三脚架拍摄时建议设置延迟拍摄[6]，这样可防止快门键被按下时对相机产生抖动，进一步提高相片的清晰度。

3.3 弱光场所的拍摄

当在弱光场所拍摄时，如隧道内、夜间的工地或某些光线无法进入的“死角”，由于快门时间加长，相机抖动会导致相片不清晰，若干解决方案见表1。

表1 弱光线场所拍摄解决方案与比较Table 1 Solutions and comparison of shooting in low light place

三脚架辅助拍摄是最可靠方式，但由于其重量和体积大，携带不便，且摄影前需要花时间架立，须根据实际条件决定能否使用；比三脚架的携带性和便利性略好的是单脚架，但由于其自身不能站立，仍需手扶，因而对快门速度有一定要求，在光线极暗，快门速度很长的场合，仍会产生抖动而引起画面不清晰。图6为在夜间拍摄浮运中的沉管管节与安装船，除船舶自身的探照灯和照明之外，基本没有其它光源，拍摄时快门时间很长，手持拍摄时由于晃动而造成左图的画面，通过架立三脚架再次拍摄得到了清晰的画面。

图6 沉管夜间浮运作业极弱光线长时间曝光手持拍摄与三脚架拍摄Fig.6 Photos for immersed tube floating homework at night with long exposure time in very weak light by hand-held work and work with tripod

闪光灯能够给近处的物体补光，可用于拍摄隧道内的设施和结构局部，但无法拍摄全景和远处的建筑物，如图7所示。特别对于相机自带的内置弹起式闪光灯，拍摄出相片的光线与质感将与实际情况存在很大的差别[7]。工程现场漂浮的灰尘较多时也会导致拍摄出的相片画面模糊，用变焦手电照明代替内置闪光灯也许可获得相对好一些的效果。

图7 沉管隧道内的钢端封门使用和不用闪光灯拍摄Fig.7 Photos of the steel door on the end of immersed tube by using flashlight and without flashlight

不需任何辅助设备的方式为设置相机高感光度和使用大光圈来提高快门速度，但该措施只能用于光线稍微有些暗的情况，当光线很暗时，仍须采用上述的措施。

3.4 常见拍摄问题与解决方案

1）拍摄反光物

拍摄相片时经常遇到监控屏幕或设备铭牌等反光物体，这些物体由于周边的光源而出现反光。解决办法是换一个拍摄角度或用衣服等遮挡反光源，也可在镜头前安装偏振镜来消除部分反光。

图8 港珠澳大桥岛隧工程总营地调度室展览墙Fig.8 The exhibition wall of the control center of the base camp

图8拍摄的是港珠澳大桥营地调度室展览墙，与其垂直的另一面墙为施工现场监控屏，相框前的玻璃反射监控屏的光，导致无法拍摄清楚展览墙上的工程相片，如图8左图。通过在镜头前加装偏振镜再次拍摄，有效消除了屏幕的反射光。

2）拍摄地勘样本

拍摄地质钻孔芯样或混凝土骨料等需要判断颜色的相片时，为了确保颜色与真实情况一致，避免环境色温影响，可使用白平衡卡预设色温，精确还原被拍摄物的实际色彩。

图9在拍摄时，首先对着土样上方的白色比色卡取景摄影，设置相机将该相片预设为白平衡的标准白色，然后再拍下这张相片，进而还原了土样的真实颜色。

图9 地勘土体样本拍摄记录Fig.9 Photo Recording for Geological exploration of soil samples

3）拍摄人像

在工程现场进行人物摄影留念或记录时，除常规的构图、人像比例等问题外，须特别注意两点：

①照相的目的是表现工程现场的人物，摄影时通常对焦点在人，因而须特别注意控制人物身后背景的虚化程度[3]。如果相片背景过于虚化则不能辨认人物处于工程现场的位置，甚至将人物从整个背景中分离，则将成为一张没有故事的普通的人像。而如果背景过于清晰、细节过多则会削弱所拍摄主要人物。

②由于人皮肤的反光率通常低于工程建筑（如钢材）的反光率，拍摄时需特别注意人物脸部偏暗的问题，有两种解决方案，一是试拍相片看效果，然后逐渐增加曝光补偿值，直到人脸的明暗程度与实际情况相符合；二是将相机默认的全局测光调整为局部测光模式，先对人脸部位进行测光获得精确的脸部曝光后再摄影。

4 后期处理

对于在现场工作的工程师，无论是设计还是施工人员，外业完成后还有大量的内业工作。因而不会有富裕的时间来对相片进行费时费力的后期处理。这就要求在拍摄相片时需要尽量做到持平相机、先想后拍和正确构图（即想表达的内容应尽量控制在取景器内，无关的内容尽量排除），减少相片的调平或修剪等后期处理[7]。

对于用于介绍和宣传的工程图片，可适当调节相片的对比度及饱和度来增强相片的美感和视觉冲击力，但需注意调节过多可能导致画面失真，给欣赏者带来修改痕迹明显的感觉。

5 结语

本文讨论当前以数码相机为主流时代的跨海交通工程项目的拍摄技术，结合在建大型工程港珠澳大桥岛隧项目的实际案例，分析现场拍摄时最易遇到的问题，并给出一种或多种解决方案供参考。

[1] 刘晓东.港珠澳大桥总体设计与技术挑战[C]//左其华.第十五届中国海洋（岸）工程学术讨论会论文集.北京：海洋出版社，2011：17-20. LIU Xiao-dong.Integrated design and technology challenges of the Hong Kong-Zhuhai-Macao Bridge[C]//ZUO Qi-hua.Proceedings of The 15th China ocean（shore）engineering academic seminar. Beijing：Ocean Press，2011：17-20.

[2]秦峰.日本道路工程照相管理简介[J].公路交通技术，2003（4）：106-109. QIN Feng.Profile of photograph management of road engineering in Japan[J].Technology of Highway and Transport，2003（4）：106-109.

[3]刘莎.数码单反摄影从入门到精通[M].北京：机械工业出版社，2013. LIU Sha.Photography by digital single-lens reflex camera from entry to the master[M].Beijing：China Machine Press，2013.

[4]郑丹.浅谈水利工程摄影[J].海河水利，1999（6）：41. ZHENG Dan.Discussion on photography of hydraulic engineering [J].Haihe Water Resources，1999（6）：41.

[5]兰佩秀.简论水利工程摄影[J].江苏水利，2000（1）：32. LAN Pei-xiu.Brief Introduction to photography of hydraulic engineering[J].Jiangsu Water Resources，2000（1）：32.

[6]SCOTT KELBY.数码摄影手册（第一卷）[M].北京：人民邮电出版社，2010. SCOTT KELBY.Digital photography handbook（volume one）[M]. Beijing：Posts and Telecom Press，2010.

[7]SCOTT KELBY.数码摄影手册（第二卷）[M].北京：人民邮电出版社，2010. SCOTT KELBY.Digital photography handbook（volume two）[M]. Beijing：Posts and Telecom Press，2010.

Photography techniques and application of digital camera for sea crossing links

LIN Wei1，HUANG Zhe2，WU Shao-bo3，KOSHINO Yasunari4
（1.CCCC Highway Consultancy Co.，Ltd.，Beijing 100088，China；2.General Contracting Company Ltd.of CCCC First Harbor Engineering Co.，Ltd.，Tianjin 300461，China；3.CCCC Third Harbor Engineering Co.，Ltd.，Shanghai 200032，China；4.CCCC Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge Tunnel and Island Project General Management Office，Zhuhai，Guangdong 519000，China）

For purpose of project quality documents management，recording construction process，or activities such as exchanging techniques and achievement performance，clear and direct photos are able to increase quality of construction management and enhance advertisement effect of company.Based on experiences gained from photo taken on Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge island and tunnel project，combined with theoretical knowledge of photography，the paper discusses the techniques and application of photography using digital camera for sea crossing links.

sea crossing links；digital camera；photography；Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge

TU712.3；TB89

：B

：1003-3688（2014）03-0072-05

10.7640/zggwjs201403015

2013-09-21

林巍（1986— ），男，江苏扬州人，工程师，从事隧道与地下工程专业。E-mail：linwei0502@126.com