員貴云 任俞曳 武偉 楊朝輝 楊佳文 王亞萍 趙婭娟

(秦安縣魏店中學(xué) 甘肅 天水 741612)

1 課題性質(zhì)

本課題屬于現(xiàn)代數(shù)碼照相機(jī)技術(shù)在人體攝影中的具體應(yīng)用，學(xué)科類別屬于物理、信息技術(shù)、研究性學(xué)習(xí)，實(shí)質(zhì)是利用中國知網(wǎng)之CNKI中小學(xué)數(shù)字圖書館http://www.cfed.cnki.net/cfed/index.html

(簡稱CFED)數(shù)字資源解決研究性學(xué)習(xí)中的具體問題.

2 開題報(bào)告

2.1 問題的提出

高一幾位愛好攝影的學(xué)生發(fā)現(xiàn)數(shù)碼照片“紅眼睛”的問題難以解決，于是,自愿結(jié)成研究小組進(jìn)行研究，請(qǐng)本文第一作者為指導(dǎo)教師.

2.2 選題背景

本課題是在教育部頒發(fā)《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃(2011～2020年)》不久，“第二屆‘中國知網(wǎng)杯’全國中小學(xué)數(shù)字閱讀活動(dòng)”(http://www.cfed.cnki.net/szyd/index.html)期間開始實(shí)施研究的.

2.3 課題研究的現(xiàn)實(shí)意義

有利于落實(shí)《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010～2020年)》提出的“鼓勵(lì)學(xué)生利用信息手段主動(dòng)學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)，增強(qiáng)運(yùn)用信息技術(shù)分析解決問題能力”目標(biāo)，為CFED數(shù)字資源運(yùn)用于研究性學(xué)習(xí)創(chuàng)造經(jīng)驗(yàn)，有利于各學(xué)科知識(shí)的融合與綜合應(yīng)用.

2.4 研究方法

文獻(xiàn)資料法(紙質(zhì)資料、數(shù)字資料等)，訪談法,自主法,合作法,探究法.

2.5 課題實(shí)施的可行性分析

課題組成員為愛好攝影且有一定的數(shù)碼攝影基礎(chǔ)的學(xué)生,指導(dǎo)教師主持過省級(jí)重點(diǎn)課題的研究工作(已結(jié)題),“第二屆‘中國知網(wǎng)杯’全國中小學(xué)數(shù)字閱讀活動(dòng)”提供了CFED免費(fèi)試用帳號(hào)，街道幾家照相館有攝影經(jīng)驗(yàn)豐富的數(shù)碼攝影技師.

3 主要活動(dòng)記錄剪輯

研究時(shí)間：2012年3月26日～5月31日.

主要活動(dòng)記錄剪輯如圖1～8所示.

圖1 組員討論開題報(bào)告 圖2 教師輔導(dǎo)從CFED檢閱文獻(xiàn)

圖3 第一小組從CFED檢閱文獻(xiàn) 圖4 第二小組請(qǐng)教實(shí)驗(yàn)員

圖5 第三小組請(qǐng)教照相技師 圖6 借閱CS書并請(qǐng)教

圖7 小組匯報(bào)研究成果 圖8 師生討論結(jié)題報(bào)告

4 結(jié)題報(bào)告

4.1 照相機(jī)的原理

常見的照相機(jī)有傳統(tǒng)的普通照相機(jī)和現(xiàn)代的數(shù)碼照相機(jī).

早在公元前468～376年，《墨經(jīng)》中已經(jīng)提到的“小孔成像”就是普通相機(jī)的基本原理.普通相機(jī)是物體發(fā)光或反射的光通過一個(gè)光學(xué)鏡頭使膠卷曝光成像的.數(shù)碼相機(jī)操作方便且成像效果好，理論上基于“小孔成像”原理，實(shí)際結(jié)構(gòu)比古老相機(jī)復(fù)雜.

數(shù)碼照相機(jī)的原理.數(shù)碼相機(jī)鏡頭拍攝到的人物或景物的圖像轉(zhuǎn)換成數(shù)字的圖像文件，PC卡或電纜傳送給計(jì)算機(jī)處理后,再送往顯示器、打印機(jī)或者通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送于對(duì)方.

4.2 照片“紅眼睛”問題產(chǎn)生的原因

現(xiàn)象.數(shù)碼照相機(jī)拍攝人像有時(shí)會(huì)產(chǎn)生“紅眼睛”照片問題(即“紅睛”問題)，即照片上人物眼睛的瞳孔呈現(xiàn)出紅色的斑點(diǎn),而不是黑眼睛.

聯(lián)想與猜想.聯(lián)想到在初中已經(jīng)學(xué)過的物理知識(shí)——人的眼睛相當(dāng)于照相機(jī)，晶狀體和角膜相當(dāng)于凸透鏡(圖9)，光線通過“凸透鏡”聚焦到視網(wǎng)膜上成像；自然光是由七種色光復(fù)合而成的，太陽光或燈光通過三棱鏡可以分解出紅光等七種色光；不透明物體的顏色是由它反射的色光決定的.

圖9 人的眼睛相當(dāng)于照相機(jī)圖

“紅眼睛”照片是否與拍攝角度、光線、人眼結(jié)構(gòu)、成像等因素有關(guān)？

“紅眼睛”照片是怎么形成的呢?

理論探究.在距離較近、環(huán)境較暗，特別是使用閃光燈的情況下，拍攝人像照片時(shí)常會(huì)發(fā)生紅眼現(xiàn)象，這是由眼睛視網(wǎng)膜反射閃光而引起的.拍照時(shí)，眼睛總是正視照相機(jī)，人的瞳孔在黑暗的環(huán)境下會(huì)自然放大.拍照時(shí)，若周圍光線較暗，開啟閃光燈時(shí)，如果閃光燈的位置和人眼的位置一般高低，被拍者正對(duì)著鏡頭，瞳孔與閃光燈處于同一軸線上.按下快門，閃光燈的強(qiáng)光瞬間射入眼睛，瞳孔還沒預(yù)計(jì)到強(qiáng)光沒有縮緊，大量光線直射視網(wǎng)膜，因眼底的毛細(xì)血管豐富，視網(wǎng)膜血管反射來的紅色反射光就很有可能進(jìn)入相機(jī)的拍攝視角，從而形成“紅眼睛”照片.普通的傻瓜相機(jī)內(nèi)藏閃光燈與鏡頭之間的垂直距離很近，這就更增加了造成紅眼現(xiàn)象的幾率.淺色眼睛的人通常呈現(xiàn)出較強(qiáng)的“紅眼”效果，深色眼睛的人在眼睛后部有足夠色素去掩蓋“紅眼”反射.

可見，“紅眼”現(xiàn)象是人視網(wǎng)膜血管中反射出來的紅光形成的，瞳孔上的紅斑實(shí)際就是膠片捕獲的視網(wǎng)膜的反射，是被拍者所處的環(huán)境、位置以及光線的反射等因素共同影響造成的結(jié)果.

攝影操作驗(yàn)證.按照上述出現(xiàn)“紅眼睛”的條件，重新拍攝了幾張人物照片，結(jié)果又出現(xiàn)了一張“紅眼”照.

4.3 怎樣才能有效避免“紅眼”現(xiàn)象

(1)拍攝前預(yù)防、避免出現(xiàn)是最佳首選辦法

單反機(jī)拍照消除法.單反機(jī)的外接閃光燈與鏡頭之間的垂直距離較長，反射夾角較大，造成紅眼現(xiàn)象的機(jī)率極少.如果閃光燈轉(zhuǎn)向借助天花板或墻壁打閃光，或用閃光燈連線，把閃光燈移離機(jī)身并遠(yuǎn)離相機(jī)鏡頭光軸打閃光，效果更佳.

具有“防紅眼”功能的數(shù)碼相機(jī)的消除紅眼模式人為消除法.中、低檔數(shù)碼相機(jī)一般都具備自動(dòng)閃光、消除紅眼與關(guān)閉閃光燈三種閃光燈模式，再高級(jí)一點(diǎn)的還提供強(qiáng)制閃光，甚至慢速同步閃光功能.具有“防紅眼”功能的數(shù)碼相機(jī)預(yù)防“紅眼”的基本原理正好是在正式閃光曝光前，先讓閃光燈預(yù)先快速閃爍數(shù)次，使人的瞳孔收縮適應(yīng)之后再進(jìn)行主要的閃光與拍攝.

據(jù)上述兩種方法，最好選購單反機(jī)或具有防紅眼功能的數(shù)碼相機(jī)拍照，可以將“紅眼”現(xiàn)象減少到最低限度，從而達(dá)到避免紅眼現(xiàn)象發(fā)生的目的.

短焦距鏡頭消除法.用短焦距鏡頭拍攝時(shí)讓被攝者距相機(jī)近一點(diǎn)，不要正視鏡頭.

專用閃光燈消除法.現(xiàn)在許多專用閃光燈也具有防紅眼功能，在拍攝時(shí)可直接使用.拍攝前先用較小的光照明，適當(dāng)提高拍攝環(huán)境的亮度.

攝影操作驗(yàn)證.按照上述避免出現(xiàn)“紅眼睛”的方法，又重新拍攝了一組人物照片，結(jié)果照片瞳孔上沒有出現(xiàn)紅色的斑點(diǎn),是黑眼睛.

(2)拍攝后用電腦處理是補(bǔ)救措施

拍攝后一般使用圖像處理軟件Photoshop消除“紅眼”.

1)Photoshop CS5“紅眼工具”消除人物“紅眼”法

用Photoshop CS5的“紅眼工具”可輕松修復(fù)由于閃光燈拍攝而導(dǎo)致照片中人或動(dòng)物出現(xiàn)的“紅眼”現(xiàn)象.

第一步，雙擊Photoshop CS5，打開人物照片，右擊“背景圖層”以復(fù)制“背景副本圖層”；

第二步，選擇“縮放工具”，點(diǎn)擊放大人物面部區(qū)域，便看到人物的紅眼現(xiàn)象；

第三步，選擇“紅眼工具”，在屬性欄中設(shè)置其參數(shù)[“瞳孔大小”(如28%)、“變暗量”(如30%)]，點(diǎn)擊人物眼珠部分，去除“紅眼”效果，恢復(fù)本來顏色.

2)Photoshop CS“顏色替換工具”消除動(dòng)物“紅眼”法

使用Photoshop CS “顏色替換工具”可以置換動(dòng)物眼瞳的顏色，并保留原有的感覺和明暗關(guān)系.

第一步，在Photoshop CS中打開狗的照片，復(fù)制“背景副本圖層”；

第二步，放大面部區(qū)域，便看到狗的“紅眼”現(xiàn)象；

第三步，選擇“顏色替換工具”，在屬性欄中設(shè)置畫筆參數(shù)(“直徑”、“ 硬度”、“ 間距”等)；

第四步，設(shè)置“取樣”選項(xiàng)，畫筆“模式”保持默認(rèn)，設(shè)置“限制”范圍(如“查找邊緣”)；

第五步，點(diǎn)擊狗的眼瞳，便恢復(fù)本來顏色.

5 研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)的收獲

(1)知識(shí).學(xué)會(huì)了“照片‘紅眼睛’問題”的避免、修復(fù)方法，為使用CFED數(shù)據(jù)庫資源解決研究性學(xué)習(xí)問題做了有益的探索.

(2)過程.體驗(yàn)了研究性學(xué)習(xí)的全過程，有效使用了自主、合作、探究的新課程的學(xué)習(xí)方法.

(3)情感.增進(jìn)了協(xié)作精神，培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)意識(shí)，增強(qiáng)了合作精神，學(xué)會(huì)了如何與人合作、溝通、分享.

本研究性學(xué)習(xí)案例(課題)

指導(dǎo)教師：員貴云 課題組長：任俞曳

課題成員：武偉 楊朝輝 楊佳文 王亞萍 趙婭娟

參考文獻(xiàn)

1 方晨.photoshop CS中文版入門與提高.上海：上?？茖W(xué)普及出版社，2004