视频|《南海波涛下》之“蓝眸”

海南省科学技术厅 中国科学院深海科学与工程研究所

2021-02-16 09:28:58

南海,波涛万顷,而波涛下面那个世界,与我们息息相关……


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十几位年轻人,一个老头,6名船员,一条排水量800吨的双体船,备足补给,离开三亚奔向南海。


在后甲板上立着的这个家伙叫“着陆器”,它将带着这台有两只眼的深海立体摄像机在南海深处的海底着陆,我们这群人的任务,就是对它做测试,它有个好听的名字:“蓝眸“。


此时在南海某处,中国的第二艘载人潜水器“深海勇士号”已经做好准备,它是我们这次测试的“靶标”,通俗地说,就是我们的“测试演员”。


十几位年轻人是工程师,名字后边都有不低的学衔,他们是“蓝眸”的研发人员,来自中科院西安光学精密机械研究所和坐落于三亚的中科院深海科学与工程研究所。而以老头为首的纪录片小组则充满期待,几年前我们拍摄中国第一部深海立体电影,设备是从国外租来的,而这一次,我们将协助研发小组对中国第一台深海立体摄像机“蓝眸”进行海试。


令人印象深刻的是,在国内专业数字摄像机产业链几乎不存在的情况下,“蓝眸”基本上是研发人员独立研制出来的,包括它的光学组件。


刘博,负责“蓝眸”的核心技术研制——水下摄像机立体成像。



测试将由浅到深,不过这一次最深只到2000米。


“蓝眸”的着陆器,顾名思义,就是一个可以搭载立体摄像机在海底着陆的工作平台。没想到第一次布放着陆器,竟然让人看得有点儿提心吊胆。工程师们很多人是第一次出海,小伙子们似乎有些紧张,他们拽着手中的绳子“止荡”,必须随机收放,默契配合,把“蓝眸”安全地吊出甲板,放进海里。一但撞坏了珍贵的立体摄像机,所有的人就只能打道回府了。


每次看着着陆器上两个镜头向着船尾荡回来,心都提到了嗓子眼。


头几次试验下潜,水不深,蓝眸不做任何拍摄,因此也不带光缆。



布放“蓝眸”有惊无险,“蓝眸”自行潜入深海。一旦放松下来,疲劳和晕船就像潮水般袭来。潜水器作业最危险、最劳累的关口往往是布放和回收的时候,风浪和船的摇摆是个挑战。 


两三天过去了,几次布放回收下来,十分幸运,哪怕是在风浪较大的外海,也没有发生任何安全事故,大家也越来越自信。


下一步,“蓝眸”将带光纤下潜,在2000米深的海底拍摄立体影像,并将画面实时传到水面;之后,就是与“深海勇士”号载人潜水器的配合测试,一步步越来越激动人心。我们也将配合方案向工程师们做了介绍,大家反复讨论了所有细节。


两台摄像机就像人的双眼,左右眼看到的景物会有些微的角度差异,两只眼的图像在我们的大脑里合成为立体景象,而立体摄像机拍下左右眼图像后,还要靠立体师在电脑中检查调整。


这次出海之前,我们还一直担心着一件事,它与“蓝眸”的研制成败攸关。


几个月前,课题组的工程师们在中国科学院深海科学与工程研究所的水池里做过测试。


“蓝眸”放入20米深的水池,中国第二艘载人潜水器“深海勇士”号被请来做了演员,测试结果却令人失望。



最突出的问题是画面质量差,达不到设计要求。


在水下照明足够且距离不远的情况下,红白相间的深海勇士,呈现深蓝色,画面粗糙昏暗,不要说影院大银幕,即便电视小屏幕的播出标准也难以满足。
分析后发现,出问题的是关键部件——图像传感器芯片。


改进之后,涉及画面质量的各项指标都令我们的担忧烟消云散,只是画面边缘畸变有些厉害,但刘博的解释令人欣慰。


接下来的日子里,我们经历了经典的科研历程,不是这里就是那里,总会出一些问题。


课题组带上船的这个机柜,是通过一根纤细的光纤,从水面控制着海底的着陆器,同时显示立体摄像机传上来的画面。可是,几天了,显示立体图像的两个画面总是断断续续,像卡住了似的;


海浪把立体摄像机的云台拍松动了,这是南海给我们的一个下马威,大海中浪和涌的力量是惊人的;


深海巨大的压力十分恐怖。线路插头漏水,哪怕只是一点水汽,也不敢忽略。毕竟“蓝眸”的最大工作深度是地球最深处,深海立体摄像机的研制难度要远大于普通摄像机。


我们沿着海南岛的南岸航行,然后转向西沙方向预定的测试海域。丰旺88是一条双体船,两个船体之间是架空的甲板,海浪聚势向上撞击甲板底部,整个船就会像抽搐般地震动,时不时地就会来这么一下,大家都开始担心设备会不会震坏,而我们拍摄的画面也会周期性地跟着山摇地动一阵。


第二天的中午,我们到达了指定海域。


在探索一号到来之前,我们要先试试深海摄像机和着陆器,这里的深度是2000米。


第一次带光纤下潜,这意味着,深海立体摄像机要在海底做图像的实时传输,大家都非常期待。


后甲板,40多摄氏度的高温,杨景川几个人要在这里呆5个小时,这不是在钓鱼,他们是在往海里施放光纤,将来这是机器干的活儿,研发阶段只好靠人工了。


没想到,深海立体摄像机刚刚入水,就出了问题。


光纤断了,我们对深海立体摄像机就失控了,画面也传不上来。


幸运的是,小伙子们找到了断点,又重新做了熔接。


着陆器顺利着底,光纤没有折断,灯光亮着,立体摄像机工作正常,这是我们第一次通过国产镜头看到南海海底。


能感觉到,船舱里有一种如释重负,又兴奋的情绪。


傍晚回收蓝眸的时候,探索一号出现在海天线上。探索一号是载人潜水器深海勇士的工作母船,它装备先进,是科考船中的“航母”。它的到来在丰旺88上引起了一阵小小的轰动。


第二天早晨,测试拍摄配合行动开始了。


2019年7月6日,南海2000米深处,当着陆器顺利着底并发回它在海底的位置坐标后,所有人都在期待着“演员”的到来。


不久,接到了探索一号传话,深海勇士已经着底,正在向蓝眸驶来。


大家的心情就像约会中先到的一方,望眼欲穿。终于,灯光全开的深海勇士在蓝眸视野的左侧出现了。


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按测试计划,第一步,深海勇士从100米外接近蓝眸,在深海巨大的压力下,伴随光线的亮度递减,折射率或有所不同,加之漆黑的背景,我们希望看到不同距离上,深海环境对“蓝眸”立体成像的影响。


让深海勇士尽量抵近蓝眸,为的是检验近距离拍摄的立体成像效果,届时深海勇士的机械手将伸向“蓝眸”的镜头,获得“伸到观众眼前”的冲镜效果。


可惜的是,深海勇士虽然靠了过来,却因为海底潜流推动,始终停不下来。


时间不够了,我们只好迅速转向其他的测试项目,所幸接下来还算顺利。


在南海海底,我们的深海立体摄像机拍到了我们自己的载人潜水器。不久的将来,随着国家深海科学和技术的飞跃发展,神秘的大洋海底对中国人将没有视觉死角。


指令发出后,蓝眸却没有上浮!小伙子们有些紧张。新装备海试风险性高,曾经发生过辛苦研发的装备失落海底的往事。


时间到,蓝眸的自动上浮功能起作用了,终于浮出水面。大家算是有惊无险地度过了这一天。


第二天,我们参与海试的最后一天。按照事先商定,蓝眸先下潜,然后深海勇士下潜,完成深海立体摄像机的主要海试任务。
一边开着玩笑,我们就准备要下潜了,却不曾想,这次没有了昨天的一帆风顺。


着底后,收到蓝眸位置坐标,我们立刻出发,走完这段路程时却惊讶地发现,显示屏上,我们和蓝眸的标志几乎快要重叠了,仍旧看不到蓝眸的灯光。
谨慎起见,两位潜航员把深海勇士停了下来,下一刻发生的事情证明,这个决定非常明智。


当眼尖的潜航员发现蓝眸时,它竟然就在我们面前10米的地方,而且没有开灯,恐怕是光纤又断了。


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蓝眸抛载上浮排除故障,却让我们第一次看到了蓝眸离开海底上浮的情景。


傍晚6点半,蓝眸再次着底位置的坐标发过来了,我们立即出发。


在水下定位系统的精确引导下,我们看到了远处一个模糊的蓝色光斑。


我们小心翼翼地越过蓝眸的光纤,绕到它的后面,蓝眸的立体摄像机镜头正盯着我们,就好像提防着我们这只靠近它的深海巨兽。它着底时大概冲击力比较大,四只脚已经插入泥沙中。


强有力的国产机械手在主驾王志强的操作下抓住蓝眸,结果蓝眸纹丝不动,看样子它陷入泥沙很深。


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我们现在的处境比较尴尬,就像个急着自拍的游客,搬不动照相机的三脚架,只好自己绕到镜头前头去,可这一绕,激起泥沙漫天,虽然腾云驾雾的感觉不错,却什么也看不见了,又担心碰断蓝眸的光纤,半个小时的时间里,我们像蝙蝠一样用声呐当眼睛,一点点挪动到蓝眸的正面。


可惜在电视上无法看到立体图像,这个镜头确实获得了比较好的冲镜效果。


我们在干细活儿,而海底潜流却像成心捣乱,不停地把20多吨重的深海勇士从立体镜头前面推开。我们的测试变成了和海流较劲。


其实抵近测试还有一个重要理由,深海动物一般个体很小,近景和大特写是用得最多的景别,所以,我们希望“蓝眸”在近距离拍摄上能够有良好的表现。
蓝绿光通讯也是本次下潜的一个测试项目,有了它,我们将来就可以从载人潜水器上实时看到蓝眸拍摄的画面,甚至可以越俎代庖,直接操作深海立体摄像机,就像用手机自拍一样。


蓝绿光遥控蓝眸的试验不太顺利,最终成功完成是在我们离开之后。


我们准备返回海面,“蓝眸”让我们第一次看到载人潜水器抛载上浮的情景。


几十分钟后,我们在“蓝眸”的目送下,接近海面。


将近深夜零点,再次踏上探索一号的甲板时才得知,我们刚刚打破了中国载人潜水器水下逗留时间的记录。


海试结束了,尽管还需要改进,课题组的年轻工程师们已经在期待着蓝眸研发的下一步——在世界最深处,马里亚纳海沟沟底的万米测试!


(来源:海南省科学技术厅 中国科学院深海科学与工程研究所)

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