如何拍摄机器，才能让视频可以测量

六个步骤

1. 固定相机。三脚架、夹具或磁吸座。绝不手持。
2. 关闭图像防抖。它移除的正是你要记录的那个运动。
3. 设定帧率。700 转/分以下用 30 fps·1400 以下用 60·2800 以下用 120·再高用 240。要精确值就用下面的计算器。
4. 设定录制时长。高速机器：5 秒。600 转/分以下：10 秒。60 转/分以下：35 秒或更久。
5. 填满画面。机器占画面的一半到三分之二。其余留下墙面、立柱或地面。锁定对焦。擦净镜头。
6. 发送原始文件。不要用微信、Teams 或邮件 —— 它们会重新压缩，细节就没了。用数据线、AirDrop，或以原画质上传。

整套方法就这些。下面解释为什么，以及遇到不寻常的机器时怎么做得更好。

按你要测的对象来设置相机

输入轴转速，以及需要看到第几次谐波。两个设置都直接来自上面的算术。

按下录制之前

• 机器运行正常且处于稳态；轴转速已记下。
• 相机已固定 —— 三脚架、夹具或磁吸座。不在手里。
• 防抖已关闭。
• 帧率按关注的最高频率选定。
• 时长按关注的最低频率选定。
• 对焦与曝光已锁定；镜头干净。
• 关注部位占画面的一半到三分之二，其余有静止的参照物。
• 画面中没有别的东西在动 —— 人、车辆、蒸汽、悬挂的链条。
• 录制期间没有人碰相机。

固定方式：它比其他一切都重要

相机测量的是物体在帧与帧之间移动了多少。如果相机自己在动，这个运动会叠加到整个画面上 —— 而且与对焦或曝光不同，事后无法撤销。

这是整张清单里做对最便宜、做错最昂贵的一项。

距离与取景决定灵敏度

视频中的运动以像素为单位测量。一个像素在真实世界里值多少，完全由你的取景决定：你所取景的宽度，除以图像的像素宽度。

所以取景越紧，测量越精细。近四倍就精细四倍，而代价只是多走几步。

• 让关注的部位占据画面的一半到三分之二，其余留下不动的东西 —— 墙面、立柱、地面。
• 垂直于关注的运动方向拍摄。朝向相机或远离相机的运动几乎不可见。
• 把轴承座、底座和地脚螺栓纳入画面。松动和裂纹正是从那里显现。
• 绝不要用数码变焦。它凭空造像素：不增加细节，反而把正在记录的运动抹平。走近些，或者用光学变焦。
• 用可用的最高分辨率录制，事后不要裁切 —— 裁切会把你靠走近换来的灵敏度扔掉。

光线、清晰度与对比度

这三者是同一个问题的三个侧面。运动模糊等于已经丢失的测量 —— 若边缘在一次曝光内被拖成一道，这一帧已经把运动平均掉了，任何后处理都找不回来。更多的光换来更短的曝光，而正是短曝光把运动冻住。

• 录制前锁定对焦与曝光。片段中途自动对焦来回拉，这条素材就毁了。
• 离开前检查一张静止帧。放大看一颗螺栓头或一条漆线：清晰就算过关，拖影就意味着要加光或提高快门速度。
• 从侧面打光，不要从机器背后。逆光只会得到一个剪影 —— 有轮廓，里面没有表面纹理。
• 避开反光以及潮湿、光亮的表面。镜面高光是随相机或灯移动的，不是随机器移动的。
• 表面需要可见的纹理 —— 螺栓、漆边、焊缝、油污。若某个表面确实毫无特征，就贴上高对比度标记，务必粘牢：一个会抖的标记测的是它自己。
• 擦净镜头。粉尘散射光线、压平对比度，而且一个班次里它还会回来。

把文件从手机里取出来而不毁掉它

一段好录像，仍可能在相机与目的地之间被毁掉。

• 事后不要裁剪、剪辑、加滤镜或做防抖。剪辑软件会重新编码，有些还会悄悄做防抖。
• 不要用录屏去录播放画面。那会重采样时间轴并丢帧。
• H.264 与 HEVC 都可以。手机若询问，选「最兼容」是稳妥答案。
• 记下机器、位置和轴转速。花五秒钟打字，这段录像就能被不在现场的人读懂。

应该期待什么

你会看到自己买下的那段频带，此外什么都没有。30 fps 的十秒片段大致覆盖 0.25 Hz 到 12 Hz。这是一个宽而有用的范围，但它同时把回转窑筒体和四极电机的谐波都排除在外。

有些表面测不出来。光滑、反光或毫无特征的区域没有可供跟踪的东西。这是场景的属性，不是故障 —— 而且如实报告远胜于猜测。

低频能量往往是趋势而非振动。在短录像里，频谱的最低端被漂移主导：相机在稳定、结构在呼吸、光线在变化。把两者分开的是更长的录像，而不是更快的录像。

第一条录像是彩排。就在现场检查：取景够紧吗、边缘够锐吗、文件时长与手表对得上吗？在现场花两分钟，能省下第二趟。

一段录像有两堵墙，而且各自独立决定

相机本质上是一个采样器，只不过它采的是图像，所以它遵守与其他采样测量完全相同的限制。其中两条最要紧，而它们来自两个不同的决定。

录多久决定了你能分辨的最慢运动。录多快决定了最快的那一个。两者事后都无法补救，而一段录像很容易同时既太短又太慢。

时长决定慢的那堵墙

要分辨一个振荡，录像必须包含它的若干个周期。一个周期不是测量 —— 那是趋势。

一条好用的经验规则是十个周期，并且不少于五秒。在大约 10 Hz 以下，正是这个数字决定录多久；在其之上，五秒不花什么代价，却远超最低要求。

帧率决定快的那堵墙

相机看不到任何快于其帧率一半的东西。这条中线就是奈奎斯特频率，与任何振动分析仪遵守的是同一个极限。

在它之上，快速运动不只是变弱。它会折返，表现为一个根本不存在的频率 —— 这远比什么都看不到更危险。

机械诊断就活在谐波里 —— 不对中看 2×，松动看 2× 和 3×，叶片通过频率看叶片数。只够到 1× 的录像只能说明「有东西在动」，说不清「为什么」。看最后一列：1800 转/分的电机需要 240 fps，它的三次谐波才可能出现在录像里。

真正管用的习惯

在争论一个结果之前，先看看这段录像所能看到的窗口。时长定下一堵墙，帧率定下另一堵，任何分析都伸不到墙外。关于测量的大多数分歧，最后都会变成关于录像的分歧。