科學和藝術看似相違背的兩個領域,透過不同的呈現方式就可以讓它們產生交集!中國科學技術大學先進技術研究院和清華大學出版社,去年共同推出了《美麗化學》這個科普項目,旨在將化學的美麗傳達給大眾,進而讓更多人對化學產生興趣,而不是只有冷冰冰的元素表或算式等刻板印象。他們為化學反應拍攝4K影片,可以看到各種繽紛的色彩、幾何圖形以及各種奇妙細節,即便不懂原理仍能讓人看得入迷。

 

《美麗化學》團隊在官方網站中提到,他們希望能追隨德國生物學家恩斯特‧海克爾(Ernst Haeckel)的腳步,展現化學世界中豐富多彩的變化和結構,進而形成一種獨特的化學審美觀。恩斯特‧海克爾在1904年出版了一本插畫圖鑑《自然界的藝術型態》,包含100多幅各式各樣的生物插畫,藉由他細膩的觀察強調自然界中秩序和對稱的美感。據維基百科的資料指出,恩斯特‧海克爾特別執著於水母、矽藻等生物型態所擁有的完美對稱性,而《自然界的藝術型態》也對於20世紀早期的繪畫、設計和建築有很大的影響,讓科學和藝術間的關係更加緊密。

 

▲用GH4錄製的4K影片,記錄沉澱反應、結晶過程等各種化學變化。

 

在拍攝方面,《美麗化學》團隊也在部落格中跟大家分享了相關技術和設備的資訊。為了讓影像效果不同於以往,他們決定要拍攝 4K(3840×2160)UHD影片以呈現化學反應中那些令人驚嘆的細節,而所選用的器材是Panasonic GH4搭配Tokina 100mm f/2.8微距鏡。選擇GH4的理由有三點,首先是它在評測方面普遍獲得正面的評價,再來則是因為需要極近距離的拍攝,比起全片幅機種,M4/3能提供更長的景深範圍。最後是與其他機種相比,他們認為GH4的售價相當合理。Tokina 100mm F2.8則是顆光學素質優異的鏡頭,拍攝時光圈設定為F16,以取得最長的景深。

而在4K影片的處理上,工作團隊是以8核心的Mac Pro搭配Final Cut Pro X軟體進行剪輯,而為了讓影片處理能更加流暢,他們將檔案轉成ProRes 4:2:2,比原本的檔案大了6倍,為此還另外弄了一個RAID系統來儲存,讓剪輯作業能夠更有效率。而拍攝4K影片還有一個優勢,就是能夠畫面中截取800萬畫素的靜態影像,有興趣的話可以到《美麗化學》的部落格看更多照片。


▲圖片來源:beautifulchemistrynet.wordpress.com

圖片來源:beautifulchemistrynet.wordpress.com

圖片來源:beautifulchemistrynet.wordpress.com

圖片來源:beautifulchemistrynet.wordpress.com

 

拍攝過程中還需要克服的,就是如何減少影像畫質的減損和失真,通常化學實驗都是在燒瓶、試管等器皿中進行,但光線經過折射和反射勢必不能呈現最真實的影像,最後他們選用了立方體的玻璃容器來解決這個問題,並用LED燈版在容器兩側打光,除了提供拍攝所需的光線,也是為了消除映在玻璃容器上的倒影。

 

▲拍攝化學反應所使用的立方體玻璃容器。圖片來源:beautifulchemistrynet.wordpress.com

 

看著那一幅幅化學反應生成的美麗畫面,不免驚嘆造物主的巧思,在大自然中就有許多渾然天成的美麗事物等著我們去發掘,最著名的應該就是雪花的結晶吧!有興趣的朋友可以繼續關注《美麗化學》,他們預計在今年6月推出V1.5版本的內容,會在拍攝過程中使用顯微鏡,以全新的視角帶大家進入美麗的化學世界!

 

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資料來源:FstoppersBeautiful Chemistry


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