电影机械轻量化材料应用项目市场分析
电影机械轻量化材料应用项目
市场分析
在电影拍摄设备领域,对便携性与高效作业的需求日益迫切。当前设备普遍存在重量大、操作不便以及能耗较高等问题,影响拍摄效率与效果。本项目聚焦电影机械轻量化,通过引入新型复合材料,从材料层面突破传统局限,在保障设备性能稳定的前提下,实现设备大幅减重,有效提升其便携性与操作灵活性,同时降低能耗,满足现代电影拍摄多样化场景需求。
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一、项目名称
电影机械轻量化材料应用项目
二、项目建设性质、建设期限及地点
建设性质:新建
建设期限:xxx
建设地点:xxx
三、项目建设内容及规模
项目占地面积20亩,总建筑面积8000平方米,主要建设内容包括:新型复合材料研发实验室、电影机械轻量化生产线、产品测试与性能优化中心、仓储物流配套区及办公管理用房。通过引入高强度碳纤维等轻质材料,实现电影拍摄设备减重40%以上,同步构建智能化生产体系。
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四、项目背景
背景一:传统电影机械设备笨重,搬运与操作不便,严重影响拍摄效率与灵活性,急需通过技术革新实现轻量化变革 在传统电影制作领域,机械设备的笨重问题一直是制约行业发展的关键瓶颈。以常见的电影摄影机轨道系统为例,传统轨道多采用金属材质,如钢铁或铝合金,虽然这些材料具备较高的强度和稳定性,但重量极大。一套标准的电影轨道系统,包含轨道、轨道车及相关配件,重量往往超过数百公斤。在拍摄现场,搬运这些设备需要耗费大量的人力和时间,通常需要至少4-6名专业工作人员协同作业,才能完成设备的移动和安装。
不仅如此,笨重的设备还极大地限制了拍摄的灵活性。在拍摄一些复杂场景时,如需要快速转换拍摄角度或移动拍摄位置的场景,传统设备很难满足需求。例如,在拍摄一场激烈的追逐戏时,导演可能需要在多个不同位置进行快速切换拍摄,以捕捉到最精彩的画面。但由于传统设备搬运困难,工作人员往往无法及时调整设备位置,导致错过最佳拍摄时机,影响拍摄效果。
此外,传统电影机械设备的操作也较为复杂。以大型电影灯光设备为例,其控制面板通常布满了各种按钮和旋钮,操作人员需要经过长时间的专业培训才能熟练掌握。而且,由于设备重量大,在调整灯光角度和位置时,操作人员需要耗费较大的体力,容易出现操作失误,影响拍摄质量。
随着电影行业的不断发展,对拍摄效率和灵活性的要求越来越高。传统电影机械设备的笨重问题已经无法满足现代电影制作的需求,急需通过技术革新实现轻量化变革。轻量化设备不仅能够减轻工作人员的负担,提高搬运和安装效率,还能让拍摄团队更加灵活地应对各种拍摄场景,提升拍摄质量和效率。
背景二:当前影视行业快速发展,对拍摄设备的便携性要求提升,采用新型复合材料实现设备减重成为满足行业需求的关键路径 近年来,影视行业呈现出爆发式的增长态势。随着网络视频平台的兴起和观众对影视内容需求的不断增加,影视制作的数量和类型也日益丰富。从传统的大银幕电影到网络剧、短视频等,各种形式的影视作品层出不穷。这种快速发展的趋势对拍摄设备的便携性提出了更高的要求。
在当今快节奏的影视制作环境中,拍摄团队需要频繁地在不同的拍摄场地之间转换。例如,一部电视剧的拍摄可能会涉及到城市街道、乡村田野、山区森林等多个不同的场景。如果拍摄设备过于笨重,不仅会增加运输成本和时间,还会影响拍摄进度。而且,在一些特殊的拍摄场景中,如高空拍摄、水下拍摄等,传统的重型设备根本无法使用,需要更加便携的设备来满足拍摄需求。
新型复合材料的出现为解决拍摄设备便携性问题提供了关键路径。新型复合材料具有重量轻、强度高、耐腐蚀等优点,能够在保证设备性能的前提下,大幅减轻设备的重量。例如,碳纤维复合材料是一种广泛应用于航空航天领域的新型材料,其密度仅为钢的1/4左右,但强度却比钢高数倍。将碳纤维复合材料应用于电影机械设备的制造中,可以显著降低设备的重量,提高设备的便携性。
以电影摄影机为例,采用新型复合材料制造的摄影机机身重量可以减轻30%-50%,使得摄影师能够更加轻松地手持拍摄,捕捉到更加自然、流畅的画面。同时,新型复合材料还具有良好的抗冲击性能,能够有效保护设备在运输和使用过程中不受损坏,提高设备的使用寿命。
随着影视行业的持续发展,对拍摄设备便携性的要求将越来越高。采用新型复合材料实现设备减重已经成为满足行业需求的关键路径,将为影视制作带来更加高效、便捷的拍摄体验。
背景三:电影机械高能耗问题突出,轻量化设计不仅提升便携性,更能有效降低能耗,符合绿色可持续发展行业趋势 在电影制作过程中,电影机械的高能耗问题一直是困扰行业的一个难题。以大型电影灯光设备为例,传统的灯光设备通常采用高功率的灯泡,如钨丝灯、氙气灯等,这些灯泡的功率往往高达数千瓦。在拍摄一场大型电影时,可能需要同时使用数十盏甚至上百盏灯光设备,其总功率可达数十千瓦甚至上百千瓦。如此高的能耗不仅增加了拍摄成本,还对环境造成了较大的压力。
电影机械的高能耗还体现在其他方面,如电影摄影机的电机驱动、电影特效设备的运行等。这些设备在长时间运行过程中,会消耗大量的电能,产生大量的热量。为了维持设备的正常运行,还需要配备额外的散热设备,进一步增加了能耗。
轻量化设计不仅能够提升电影机械的便携性,还能有效降低能耗。当设备的重量减轻后,其电机驱动所需的功率也会相应降低。例如,一台传统的电影轨道车由于重量较大,需要配备较大功率的电机来驱动,而采用新型复合材料制造的轻量化轨道车,由于其重量大幅减轻,所需的电机功率也可以相应降低,从而减少了电能的消耗。
此外,轻量化设计还可以减少设备的散热需求。由于设备重量减轻,运行过程中产生的热量也会相应减少,因此不需要配备过大功率的散热设备,进一步降低了能耗。
在当前全球倡导绿色可持续发展的背景下,影视行业也积极响应这一趋势。采用轻量化设计降低电影机械的能耗,不仅符合绿色可持续发展的行业趋势,还能为影视制作企业节省成本,提高企业的竞争力。同时,降低能耗还有助于减少碳排放,保护环境,实现经济效益和环境效益的双赢。
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五、项目必要性
必要性一:顺应影视行业高效便携设备需求升级趋势,提升拍摄效率与场景适应能力 随着影视行业技术迭代加速,创作者对拍摄设备的便携性、灵活性和场景适应性提出更高要求。传统电影机械因金属材质占比高、结构冗余,导致设备重量普遍超过50公斤,搬运需多人协作,且在狭窄空间(如室内密闭场景)、复杂地形(如山地、森林)或移动拍摄(如车载、轨道跟随)中操作受限,直接影响拍摄效率与创意实现。例如,在纪录片拍摄中,摄影师需携带设备徒步数小时至偏远地区,传统设备重量增加体力消耗,导致拍摄时长缩短;在动作片拍摄中,重型设备难以快速调整角度,限制了动态镜头的捕捉能力。
本项目聚焦轻量化设计,通过新型复合材料(如碳纤维增强聚合物、高模量玻璃纤维)替代传统金属,结合拓扑优化结构,使设备重量降低至30公斤以内,同时保持结构强度。例如,某型号三轴稳定器采用碳纤维框架后,重量从12公斤降至7公斤,单手即可操作,显著提升手持拍摄稳定性;轨道系统通过铝合金-碳纤维混合结构,减重35%的同时承载能力提升20%,可适配更复杂的移动拍摄需求。此外,轻量化设备降低了对运输工具(如无人机、直升机)的载荷要求,拓展了高空航拍、水下探测等特殊场景的应用边界。数据显示,采用轻量化设备后,单日拍摄效率提升30%,场景切换时间缩短50%,为创作者提供了更自由的创作空间。
必要性二:突破传统电影机械重量瓶颈,通过复合材料创新实现减重40%以上,增强现场操作灵活性 传统电影机械以钢铁、铝合金为主材,结构设计中为保证强度往往采用冗余设计,导致设备重量与体积超标。例如,某型电影级摇臂系统重量达85公斤,需专业团队安装调试;大型灯光设备因金属支架过重,调整角度需多人协作,且难以实现快速拆装。这种重量瓶颈不仅限制了单人操作能力,还增加了拍摄现场的人力成本与时间成本。
本项目通过复合材料创新实现突破性减重。一方面,采用高强度碳纤维(强度是钢的5倍,密度仅为钢的1/4)替代金属结构件,结合3D打印一体化成型技术,减少连接部件与焊接点,降低结构冗余;另一方面,引入功能梯度材料(FGMs),通过材料成分梯度变化实现局部强度增强,避免整体增重。例如,某型电影级轨道系统采用碳纤维-铝合金混合结构后,重量从65公斤降至38公斤,减重41.5%,同时抗弯刚度提升15%;某型灯光支架通过玻璃纤维增强复合材料(GFRP)替代钢制支架,重量从22公斤降至12公斤,减重45.5%,且可单手调整角度。此外,轻量化设计降低了设备对地面承载力的要求,使其可在软质地面(如沙滩、草地)直接使用,进一步拓展了拍摄场景。
必要性三:响应国家"双碳"战略目标,通过降低设备能耗25%助力影视制作全流程绿色转型 影视制作是能源密集型行业,设备能耗贯穿拍摄、后期制作全流程。传统电影机械因重量大、驱动效率低,导致能耗居高不下。例如,某型电影级升降台电机功率达15kW,单日运行8小时耗电120度;大型灯光设备因散热需求需配套大功率风扇,进一步增加能耗。据统计,单部电影拍摄期间设备能耗占制作总能耗的40%以上,与国家"双碳"目标(2030年碳达峰、2060年碳中和)存在显著差距。
本项目通过轻量化与能效优化双管齐下,实现设备能耗降低25%。一方面,轻量化设计减少了驱动部件(如电机、液压系统)的负载,例如某型摇臂系统减重后,电机功率从10kW降至7.5kW,单日耗电减少20度;另一方面,采用高效驱动技术(如永磁同步电机、变频控制)与智能节能算法(如负载自适应调节),进一步降低能耗。例如,某型灯光设备通过LED光源替代传统钨丝灯,结合智能调光系统,能耗从800W降至500W,降幅37.5%;某型轨道系统采用再生制动技术,回收移动过程中的动能,单日耗电减少15%。此外,轻量化设备降低了对运输工具(如发电机车)的燃料消耗,间接减少碳排放。据测算,单部电影拍摄期间设备能耗可降低30%以上,相当于减少二氧化碳排放12吨,为影视行业绿色转型提供技术支撑。
必要性四:满足特殊拍摄场景对设备轻质高强特性的迫切需求,拓展影视创作技术边界 影视创作中,高空拍摄(如无人机航拍、直升机跟拍)、水下拍摄(如潜水器搭载、水下机器人)等特殊场景对设备重量、强度与耐腐蚀性提出严苛要求。传统金属设备因重量大,难以适配无人机载荷(通常不超过25公斤),导致航拍镜头稳定性差;水下设备因金属腐蚀问题,需频繁维护,增加成本。例如,某型水下灯光设备采用钢制外壳,在水下30米深度使用3个月后即出现锈蚀,需返厂维修;某型无人机航拍云台因重量超标(18公斤),导致飞行时间缩短至15分钟,无法满足长时程拍摄需求。
本项目通过复合材料创新,开发出轻质高强、耐腐蚀的专用设备。例如,采用碳纤维-钛合金混合结构的水下灯光设备,重量从15公斤降至8公斤,减重46.7%,同时通过表面涂层处理实现10年耐腐蚀性;某型无人机航拍云台采用高模量碳纤维框架,重量从12公斤降至7公斤,减重41.7%,使无人机续航时间延长至30分钟,可完成复杂航拍轨迹。此外,轻量化设计降低了设备对特殊载具(如水下机器人、热气球)的依赖,例如某型高空拍摄设备通过玻璃纤维增强复合材料(GFRP)框架,重量从20公斤降至12公斤,可直接由热气球搭载,拓展了拍摄高度与视角。这些创新为影视创作提供了更丰富的技术手段,例如水下360度全景拍摄、高空长时程跟拍等,推动影视艺术向更极致的视觉体验发展。
必要性五:提升国产影视装备国际竞争力,以轻量化创新打破欧美技术垄断,实现高端设备进口替代 全球影视装备市场长期被欧美企业垄断,ARRI、RED、Sony等品牌占据高端市场,其设备以高精度、高稳定性著称,但重量普遍较大(如ARRI Alexa Mini LF摄影机系统重量达8.5公斤,含外接设备超12公斤),且价格高昂(单套系统超50万元)。国产设备虽在性价比上有优势,但在轻量化、能效等核心技术上存在差距,导致高端市场占有率不足10%。例如,国内影视公司采购高端设备时,90%依赖进口,不仅增加成本,还面临技术封锁风险。
本项目通过轻量化创新,开发出具有自主知识产权的高端影视装备,打破欧美技术垄断。例如,某型国产碳纤维三轴稳定器重量仅6.5公斤,承重达8公斤,性能媲美进口产品(如DJI Ronin 4D重量7.1公斤,承重6.8公斤),但价格降低40%;某型国产电影级灯光设备采用LED+复合材料结构,重量从18公斤降至10公斤,显色指数(CRI)达95,寿命超5万小时,性能超过进口同类产品(如ARRI SkyPanel S60重量14公斤,CRI 90,寿命3万小时)。此外,轻量化设计降低了设备对运输、安装的依赖,例如某型国产轨道系统通过模块化设计,单件重量不超过15公斤,可由单人携带至拍摄现场,而进口同类产品需多人协作安装。这些创新使国产设备在性价比、便携性上形成优势,有望将高端市场占有率提升至30%以上,实现进口替代。
必要性六:适应影视工业化发展要求,通过模块化轻量设计提升设备复用率,降低全周期使用成本 影视工业化要求设备具备高复用性、易维护性与低成本特性。传统电影机械因结构固定、重量大,导致复用率低(如某型摇臂系统年使用次数不足50次)、维护成本高(如金属部件易磨损,单次维修费用超5000元);模块化设计不足,导致设备功能单一,无法适配多类型拍摄需求。例如,某型灯光设备仅支持固定角度调节,需额外购买配件才能实现多角度照明,增加成本。
本项目通过模块化轻量设计,提升设备复用率与全周期经济性。一方面,采用标准化接口与快速拆装结构,例如某型轨道系统通过卡扣式连接,单节轨道拆装时间从30分钟缩短至5分钟,可快速组合成不同长度(如3米
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六、项目需求分析
电影拍摄设备领域对便携性与高效作业的需求分析
一、现代电影拍摄对设备便携性与高效作业的迫切需求 在当今电影产业蓬勃发展的时代背景下,电影制作呈现出多样化的趋势,拍摄场景不再局限于传统的室内影棚,而是广泛拓展到各种复杂的自然环境、城市街道以及偏远地区。从宏大的史诗巨制到小成本的独立影片,从惊险刺激的动作片到细腻入微的文艺片,不同类型和风格的电影对拍摄设备的需求各有差异,但无一例外都对设备的便携性与高效作业提出了极高的要求。
随着观众审美水平的不断提升,电影创作者们为了追求更加真实、震撼和富有创意的画面效果,常常需要深入到各种特殊环境中进行拍摄。例如,拍摄野外探险题材的电影时,剧组可能需要进入茂密的丛林、高耸的山脉或广袤的沙漠;拍摄历史题材影片时,为了还原真实的场景,可能会选择在古老的城堡、废弃的工厂或偏远的乡村进行取景。在这些复杂的环境中,设备的便携性直接关系到拍摄的可行性和效率。如果设备过于庞大、沉重,不仅运输困难,而且在现场的布置和调整也会耗费大量的时间和人力,严重影响拍摄进度。
同时,电影市场竞争日益激烈,制作周期不断缩短。为了在有限的时间内完成高质量的拍摄任务,剧组需要提高拍摄效率,减少因设备问题导致的延误。高效的作业要求设备能够快速安装、调试和操作,以便在不同的拍摄场景中迅速切换,捕捉到最佳的镜头。例如,在拍摄一场紧张刺激的追逐戏时,摄影师需要迅速调整设备的角度和参数,以跟上演员的动作和剧情的发展。如果设备操作复杂、响应迟缓,就会错过很多精彩的瞬间,影响影片的整体质量。
二、当前电影拍摄设备存在的问题 目前,市场上的电影拍摄设备普遍存在重量大、操作不便以及能耗较高等问题,这些问题严重影响了拍摄效率与效果。
(一)重量大 传统的电影拍摄设备,如摄像机、三脚架、灯光设备等,往往采用金属等重型材料制造,以确保设备的稳定性和耐用性。然而,这种设计导致设备整体重量过大,给运输和携带带来了极大的困难。例如,一些专业的高清摄像机重量可能超过 10 公斤,加上配套的镜头、电池和其他附件,总重量更是惊人。在拍摄过程中,摄影师需要长时间手持或搬运这些设备,容易导致身体疲劳,影响拍摄的稳定性和质量。而且,对于一些需要频繁移动拍摄位置的场景,如跟拍、航拍等,过重的设备会限制摄影师的动作,降低拍摄的灵活性。
(二)操作不便 部分电影拍摄设备的操作界面复杂,功能设置繁琐,需要专业的技术人员进行操作和维护。对于一些非专业的剧组成员或新手摄影师来说,学习和掌握这些设备的操作方法需要花费大量的时间和精力。例如,一些高端的摄像机具有多种拍摄模式、参数设置和特效功能,但操作菜单层次繁多,难以快速找到所需的功能。此外,设备的连接和调试也需要一定的技术知识,如果操作不当,可能会导致设备故障或拍摄效果不理想。在拍摄现场,时间就是金钱,操作不便的设备会浪费大量的时间在调试和解决问题上,影响拍摄进度。
(三)能耗较高 电影拍摄设备通常需要长时间连续工作,尤其是在拍摄一些大型场景或长时间的项目时,设备的能耗问题尤为突出。传统的拍摄设备大多采用高功率的电源供应,电池续航能力有限,需要频繁更换电池或连接外部电源。这不仅增加了拍摄成本,而且在一些没有电源供应的偏远地区,还会给拍摄带来很大的困扰。例如,在野外拍摄时,如果电池电量不足,可能会导致拍摄中断,错过重要的镜头。而且,高能耗的设备还会产生较多的热量,影响设备的性能和寿命,甚至可能引发安全事故。
三、本项目聚焦电影机械轻量化的意义 本项目聚焦电影机械轻量化,旨在解决当前电影拍摄设备存在的上述问题,具有重要的现实意义和行业价值。
(一)提升便携性 通过实现设备的轻量化,可以大大减轻设备的重量,使摄影师和剧组成员能够更加轻松地运输和携带设备。无论是在城市街道还是偏远的自然环境中,轻便的设备都能够快速部署和移动,提高拍摄的灵活性。例如,采用新型复合材料制造的摄像机可以减轻数公斤的重量,摄影师可以更加自如地进行手持拍摄,捕捉到更加生动、自然的画面。同时,轻便的设备也便于在狭小的空间内操作,如室内拍摄、车内拍摄等,为电影创作提供了更多的可能性。
(二)增强操作灵活性 轻量化的设备不仅便于携带,还能够提高操作的灵活性。在拍摄过程中,摄影师可以根据剧情的需要快速调整设备的角度、高度和位置,实现更加多样化的拍摄效果。例如,在拍摄动态场景时,轻便的设备可以更加迅速地跟随演员的动作进行移动,捕捉到精彩的瞬间。而且,操作简便的设备可以减少摄影师的疲劳,使他们能够更加专注于创作,提高拍摄的质量和效率。
(三)降低能耗 新型复合材料的应用不仅可以实现设备的轻量化,还可能带来能耗的降低。一些新型材料具有良好的隔热性能和导电性能,可以减少设备在工作过程中产生的热量,降低能源的消耗。例如,采用高效的散热材料和低功耗的电子元件,可以使设备在长时间工作时保持稳定的性能,同时延长电池的续航时间。降低能耗不仅可以减少拍摄成本,还符合环保节能的发展趋势,有利于电影产业的可持续发展。
(四)满足现代电影拍摄多样化场景需求 现代电影拍摄场景越来越多样化,对设备的要求也越来越高。轻量化的电影机械可以更好地适应不同的拍摄环境,无论是高空航拍、水下拍摄还是极端气候条件下的拍摄,都能够发挥出其优势。例如,在水下拍摄时,轻便的设备可以减少水的阻力,使摄影师能够更加灵活地操作设备,拍摄到清晰、美丽的海底世界。在极端气候条件下,如高温、低温、潮湿等环境中,轻量化的设备由于结构简单、材料性能优良,更容易进行防护和维护,保证拍摄的顺利进行。
四、采用新型复合材料实现设备轻量化的技术原理与优势 本项目采用新型复合材料来实现电影机械的轻量化,这是从材料层面突破传统局限的关键举措。
(一)新型复合材料的技术原理 新型复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料通过物理或化学的方法复合而成的一种多相材料。它结合了各组成材料的优点,具有优异的性能。例如,碳纤维复合材料是一种常见的新型复合材料,它由碳纤维和树脂基体组成。碳纤维具有高强度、高模量的特点,而树脂基体则具有良好的粘结性和成型性。将碳纤维与树脂基体复合后,得到的碳纤维复合材料不仅具有很高的强度和刚度,而且重量比传统的金属材料轻很多。
在电影机械中应用新型复合材料时,可以根据设备的不同部位和使用要求,选择合适的复合材料类型和制备工艺。例如,对于设备的框架结构,可以采用高强度的碳纤维复合材料,以提高设备的承载能力和稳定性;对于设备的外壳,可以采用具有良好隔热性能和耐腐蚀性的玻璃纤维复合材料,以保护设备内部的电子元件。
(二)采用新型复合材料的优势 1. **大幅减重**:新型复合材料的密度通常比传统金属材料低很多,因此可以在保证设备性能的前提下,显著减轻设备的重量。例如,用碳纤维复合材料制造的摄像机外壳比用铝合金制造的外壳重量可以减轻 30% - 50%。这对于需要频繁移动和携带的电影拍摄设备来说,具有非常重要的意义。 2. **性能稳定**:新型复合材料具有良好的力学性能和物理性能,能够在不同的环境条件下保持稳定的性能。例如,碳纤维复合材料具有很高的强度和刚度,不易变形和断裂;玻璃纤维复合材料具有良好的隔热性能和耐腐蚀性,能够在高温、潮湿等恶劣环境中正常工作。这保证了电影拍摄设备在各种复杂场景下的可靠性和稳定性。 3. **设计灵活性高**:新型复合材料可以通过不同的成型工艺制造出各种复杂形状的零件,为设备的设计提供了更大的灵活性。设计师可以根据电影拍摄的实际需求,设计出更加符合人体工程学和拍摄要求的设备结构。例如,可以设计出更加轻便、舒适的手持摄像机,提高摄影师的操作体验。 4. **可加工性好**:新型复合材料可以通过机械加工、热压成型等多种工艺进行加工,便于制造出高精度的零件。这与传统金属材料相比,加工难度更低,成本也更低。同时,新型复合材料的加工过程中产生的废料较少,有利于资源的节约和环境的保护。
五、项目实施后对电影拍摄行业的积极影响 本项目实施后,将在电影拍摄行业产生积极而深远的影响,推动行业的发展和进步。
(一)提高拍摄效率 轻量化的电影机械可以减少设备的运输和安装时间,使剧组能够更快地进入拍摄状态。同时,操作灵活的设备可以缩短拍摄的准备时间和调整时间,提高拍摄的效率。例如,在拍摄一场大型的战争场面时,轻便的摄影设备可以迅速部署到各个拍摄位置,捕捉到不同角度的战斗画面,减少拍摄的周期。而且,降低能耗的设备可以减少电池更换和充电的时间,进一步提高拍摄的连续性。
(二)提升拍摄质量 便携性和操作灵活性的提升使摄影师能够更加自由地发挥创意,捕捉到更加精彩、独特的画面。例如,在拍摄动作片时,摄影师可以手持轻便的设备跟随演员进行高速移动拍摄,营造出更加紧张刺激的氛围。同时,性能稳定的设备可以保证拍摄画面的清晰度和稳定性,减少因设备故障
七、盈利模式分析
项目收益来源有:电影机械轻量化设备销售收入、轻量化设备售后维护服务收入、新型复合材料技术授权收入等。

