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摄录像技术

摄录像技术. 主讲人：董从斌 dcbtv @ eyou.com. 数字摄像机 电视照明 数字录像机 电视录音. 硬件. 摄像技能 艺术用光 录像录音技能 专题摄像. 软件. 摄录像技术. 第一章 彩色摄像机. 第一节 摄像机简介. 一、摄像机的特点 1 、集光、电、磁等知识一体，是高精密的仪器设备 2 、采用先进的微处理 CCD 和大规模集成电路技术 3 、采用 CPU 来处理数据和控制各部分协调工作，简化操作难度 4 、采用先进的数字运算方法处理运动图形和色彩图位深度 5 、自动化程度日益提高（自动聚焦、光圈、电平、 W/B 平衡、

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  1. 摄录像技术 主讲人：董从斌 dcbtv @ eyou.com

  2. 数字摄像机 电视照明 数字录像机 电视录音 硬件 摄像技能 艺术用光 录像录音技能 专题摄像 软件 摄录像技术

  3. 第一章 彩色摄像机 第一节 摄像机简介 一、摄像机的特点 1、集光、电、磁等知识一体，是高精密的仪器设备 2、采用先进的微处理CCD和大规模集成电路技术 3、采用CPU来处理数据和控制各部分协调工作，简化操作难度 4、采用先进的数字运算方法处理运动图形和色彩图位深度 5、自动化程度日益提高（自动聚焦、光圈、电平、W/B平衡、 告警等） 6、价格昂贵

  4. 二摄像机的功能 1、将光信号转换成电信号，处理后记录在磁带/磁盘/光盘上 2、实时录制，即时播放,即时编辑. 3、通过角度、距离、高度、特技、光线、音响等手段再 现现实场景 4、多台联合可以现场制作

  5. 第二节 摄像机的分类 一、按使用方式分 1、电子新闻采集 ENG 2、电子现场制作 EFG 3、演播室制作 SG 二、按使用对象分 1、家用（民用）级 2、专业级 3、广播级 4、HDTV 5 、特殊用途

  6. 三、按CCD分 1、大小 1/4 英寸 监控 3.2×2.4mm 1/3英寸 家用 4.4×3.3mm 1/2英寸 专业 6.4×4.8mm 2/3英寸 广播 8.8×6.6mm 1 英寸 广告 12.8×9.6mm 1 和2/3英寸电子管的直径分别25.4毫米、17.9毫米，而感光面积对角线为16、11毫米；这种习惯延续到CCD上，2/3英寸的CCD的感光区对角线长16毫米,而不是2/3英寸， 1/2英寸的8毫米， 1/4 英寸的 4毫米 2、数量分 单CCD和3CCD 3、信号传输方式（型号） FT 帧传输 IT 行间传输 FIT 帧行间传输 M-FIT Power HAD CCD

  7. 第三节 摄像机的组成部分和功能 基本构成图 一、镜头 1、基本指标

  8. 富士能有效地把长焦距和体积作出了适当的平衡，设计出一款不需任何承托架而长度和重量只有278毫米和2.9公斤的镜头。富士能有效地把长焦距和体积作出了适当的平衡，设计出一款不需任何承托架而长度和重量只有278毫米和2.9公斤的镜头。 　　此款轻便的长焦镜头可配上小巧的防震器装置TS-P58A以发挥其出色而稳定的长焦拍摄效果。加上富士独有的电子束镀膜技术，使画质更清晰透彻，对强光、逆光的处理得更理想。 HA25X系列有两款型号供选择：HA25X16.5BERD (1X) 16.5-289mm, (2x) 33-826mmHA25X11.5BERD (1X) 11.5-206mm, (2x) 23-576mm

  9. 2、镜头的概念 (有两种含义) 一是物理意义:安装在摄象机上,有几组玻璃镜片及镜筒等部分组合而成的光学装置( LENS )。 二是电视节目制作中:指电影或电视拍摄时的一般固定或活动图象的内容( SCEN )。

  10. 3、镜头的特性 A 功能：成像于CCD面，改变画面景别，改变光通量。 B 调焦（聚焦）：使图像清晰，范围1米到无穷远，有前、后聚焦之分。 C 变焦：改变焦距从而影响成像范围，改变画面景别，从几毫米到一、二百毫米。

  11. 不同焦距的镜头特性比较

  12. 焦距的特点 1、决定影像的大小 同一摄影机，物距不变，焦距的长短与被摄体的大小成正比。 2、决定被摄景物的范围 当物距不变时，焦距的长短与被摄景物的范围大小成反比。 3、决定画面的透视感 焦距的长短与画面的透视感的强弱成反比，透视感强的画面只用短焦。 4、影响景深 在光圈和拍摄距离不变的条件下，镜头焦距的长短与画面的景深大小成反比关系。景深较长的画面，宜用短焦。 5、影响画面的稳定性 焦距越长，画面稳定性越差，即抖动感越大。 人物近景，标准镜以上的中焦距，以减少画面的变形。 如果场面中的被摄体太稀松，用长的焦距、远物距，使景物在画面中的排列显得紧凑。 使用广角镜，可获得景深较长，画面影像不会因聚焦不准而虚掉，这对全景镜头来说是可取的，但不适宜于拍中近景、特写镜头。

  13. D 光圈 控制镜头的透光能力的装置，影响透光能力的因素。

  14. 各种系列镜头焦距一览表 (单位：mm)

  15. E 景深 镜头能把景物空间中一定范围的物体在平面上能形 成较清晰的像，这个范围所对应的空间深度（纵深距离） 影响景深的各项因素

  16. Sony95-10

  17. 5、景别 某一主体在画面中占的比例多少，远、全、中、近、特，景别是相对的、变化的，是有一定的主体特指的。

  18. 二、主机（机身） 1、摄像头部分

  19. A、滤色/滤光镜 色温： 绝对黑体的发光温度。高色温光中兰光成份多，红光成份少; 低色温光中红光成份多，兰光成份少。 滤色镜：位于镜头之后，CCD之前，是有色镜片，一般有桔黄色 和蓝色两种，并有不同的中性滤色镜与其相组合。一般 情况下，有四挡：1号3200K;2号5600+1/4ND; 3号5600K; 4号5600+1/16ND 中性密度滤光镜 新型摄像机有时设置多个中性滤光片， 滤光片的作用是减少光通量，不改变颜色 使用适当的中性滤光片，使得自动光圈 张大一些，则图像就会显得比较柔和， 提高了电视图像的总体效果。

  20. 中型滤色片的使用特性

  21. 常见光照的色温

  22. B、分光系统 以分光棱镜为主体是有三块棱镜粘合而成，在玻璃三角棱镜的分界面上度了多层薄膜（干涉薄膜），利用光的干涉原理，使某一波长的光从薄膜反射出来，其他波长的光穿过薄膜。这种棱镜式分光系统，结构简单紧奏，牢固可靠，又耐震动，并可以提供较大的光输出，较小的损失和失真。 单片机不采用分色棱镜分光，而是在摄像器件上内装滤色条来得到三基色图像信号。

  23. C、CCD（charge coupled device)摄像器件

  24. CCD生产过程 单晶硅片的氧化、扩散；CVD化学汽相淀积；照 相蚀板；离子诸如；铝积淀；片子检查；切片；小片焊接； 连线；密封；检查。 上层 增光镜片 中层 色块网络 下层 感应线路 DSP处理器 A/D转换 全像转换CCD

  25. D、预放电路（与CCD连接在一起） 由于CCD转换的电信号非常微弱，需要立即放大，才能激励后级的视频信号放大处理器工作，这个预放电路一般由特别低的噪声的场效应管来担当，即放大后，信号噪声低，增益高，（电信号放大倍数大于90分贝），频带宽（一般频率特性在7-8MHz处下降1分贝）。

  26. E、电子快门( shutter ) （电子光闸） 1/50 1/200 无效 有效 常见电子快门值都是以倒数的形式出现 60、100、125、250、500、1000、2000、 5000、10000。 数值增大---有效时间减少---信号电平 降低；一般用开大光圈来补赏，通常 用于光照较强的环境中。他的启用是 以牺牲光通量为代价的。 作用：增加电子快门，降低快速移动时 图像的模糊；在荧光灯下拍摄使用电子 快门减少抖晃。在增加快速运动物体清 晰度的同时，也带来了动作的不连续。

  27. 开大光圈补偿 有效电荷减少图像变暗 高速电子快门 读取时间变短 快动物变清晰 动作不连贯 注意：当快门速度极快时，图像高亮点出现拖尾；

  28. F、清晰扫描(CLS) 它是电子快门的特殊情况，它的变化是连续。 主要用于扫描频率较高的景物，如计算机屏幕,使电子扫描频率（通常50HZ)高于线条在屏幕上形成的频率，这样可以使屏幕避免条纹的闪烁。对于计算机屏幕只能用电子变频来消除； 50.1Hz — 2067.8Hz. 拍摄屏幕时，屏幕的扫描速率小于快门速度，出现黑道，降低频率；否则，出现白道，增加频率。黑道和白道随着电子扫描频率的调整逐渐变窄，直至消失，受屏幕设置和运行软件的影响，有时不能完全消除。 对于栏杆和网格可采用改变物距和景别来消除。 G、增强垂直扫描（EVS）使垂直扫描分辨率450升至530线，以降低抖晃。不过，这也增加图形失真。

  29. 2、视频信号处理单元 A、白平衡（ white balance )调整的 原因：光照色温不是3200K; 屏幕表现的艺术需求。 原理：调整RGB三通道的放大增益，从而改变RGB的混合比例 使不同光照条件下的白色物体都能在屏幕上呈现出白色。 （因为白色比灵敏，若有偏色，能够容易发现。） 方法：镜头对白色色物体使其充满画面，触发自动调整开关， 改变RGB三通道的放大增益，合成白色，出现OK. 记忆：专业摄像机都有6-8个存储区，可存储8个记忆值，时间 一般十年，预置状态下是不能调整。 演示过程

  30. 太大 黑变灰 对比弱 黑白反差小 太小 灰变黑 对比强 黑白反差大 B、黑平衡 （black balance ) 功能就是让黑色的景物在屏幕上呈现出黑色， 原理：RGB的增益最低，而且相同。 方法：触发黑平衡自动开关时，光圈自动关闭（无论自动 和手动），三路信号同时降到统一的最低水平。 C 、总黑电平（master pedestal ) 它是对三路信号的最低点平同时调整（提升或降低），从图 像上看它是调整暗部的细节。既暗部的反差的调整。

  31. D、增益 对信号的放大量 单位: 分贝 dB

  32. 电视节目制作系统中视频信号 R Y 局阵编码 VIDEO 混合 R-Y G C 混合 B-Y B R Y 数字化编码 局阵编码 分配打包 SDI / IEEE R-Y G B-Y B A/D转换 AUDIO 色键 分量记录和输出 S-端子 复合图象信号

  33. 3、同步信号发生器 产生一个同步信号保证整个系统的同步工作，使显象管的电子束扫描与发送端的摄像器件完全同步。

  34. 4、供电系统 +12V Q：电池电量 Ah V： 12V直流 P： 摄象机的功耗 Q*V 电池使用时间： T= P 注意事项 电池供电 适配器供电 CCU供电

  35. 三、寻像器 1、功能 监视 摄象机、录象机图像质量的及工作状态告警信息 的小监视器。 2、 黑白、彩色；0.5 1 1.5 4 5 英寸；电子管 液晶 3、作用：取景构图、检查焦点，人机对话的窗口，观看录象等。 4、组成 : 调节钮，指示灯，放大镜，显象管，反光镜等

  36. 四、话筒 全向话筒 双向话筒 指向（超指向） 拾音方式 电动式 电容式 驱极体电容式（驱极体带永久性电荷，电池 供电提升电平）（钮扣话筒） 工作原理 灵敏度高，方向性强（开关、自动）， 较宽的频率，低频切除开关 一、特性 二、分类 开关位置　（１）广角、长焦、变焦 　　　　　（２）语言、音乐　

  37. 五、通信系统 1、内部通话 2、演播指示 3、视频返回 4、遥控录象启动/停止系统 5、电缆 6、支撑系统 7、云台

  38. 矩阵混合 液晶显示 摄像机视频信号流向图 寻像器 磁带记录 视频输出

  39. 实验一：摄像机的认识 一、实验目的：了解摄像机的基本组成和面板的功能 二、实验器材：KY-27\GY-DV500EC \ GY-DV5001EC摄录一体 机 摄像机监视器、电缆线等 三、实验步骤：1、检查连线; 2、了解镜头、寻像器、供电部分的功能； 3、开启电源，对操作面板开关，进行调试 并不时检查画面的变化；装入、取出电池和磁带； 4、交换不同类型的摄像机进行不同功能的试验； 5、记录实验操作过程，写出实验体会和实验报告； 四、实验要求：1、实验设备要轻拿轻放； 2、严格按操作规程进行试验； 3、实验项目之外的项目，要提出申请，老师批准后， 再进行试验； 4、认证完成实验报告； 5、损坏仪器要按规定赔赏。

  40. 第四节：摄像机的性能 1、信噪比 S/N定义 特点 产生的原因 表示在图像信号中包含噪声成分的指标。图像信号和噪声信号之比。在显示的图像，表现为不规则的闪烁细点。噪声颗粒越小越好。信噪比的数值以分贝（dB）表示。最近，摄像机的加权信噪比可以做到65dB。用肉眼观察，已经不会感觉到噪声颗粒存在的影响了。 2、分解力 在水平宽度为图像屏幕高度的范围内，可以分辨多少根垂直黑白线条的数目。例如，水平分解力为850线，其含义就是，在水平方向,在图像的中心区域，可以分辨的最高能力是，相邻距离为屏幕高度的850分之1的垂直黑白线条。

  41. 3、灵敏度 摄像机灵敏度是在标准摄像状态下，摄像机光圈的数值。标准摄像状态指的是，增益开关设置在0dB位置，反射率为89.9％的白纸，在2000勒克司的照度，标准白光（碘钨灯）的照明条件下，图像信号达到标准输出幅度时，光圈的数值称为摄像机的灵敏度。通常灵敏度可达到F8.0，新型优良的摄像机灵敏度可达到F11。相当于高灵敏度ISO-400胶卷的灵敏度水平。 4、最低照度 光圈在F1.4，增益开关设置最大时，输出标准电平值所需的照度。最新摄像机的最低照度指标0.5勒克司。

  42. 新功能：1、 16:9 2、自动白平衡跟踪 3、多区彩色线性局阵 （肌肤调整） 4、静止活动混合 5、检索信号录制 6、菜单调整同时观看 7、EZ模式、EZ聚焦

  43. HDTV SONY HDW—750CE摄录一体机 它是1080/50i ，采用2/3英寸220万像素 FIT CCD 采用SONY的HAD CCD技术和最新 的POWERHADTMCCD 的片上透镜（on-chip lens）结构，以1920*1080CIF（通用图 象格式）为基础，提高聚光能力，10比特量化，74.25MHz（22*3.375MHz）取样，视 频信号采用了DCT变换和可变长度编码，记录采用里德-所罗门编码（reel-solomon code） 误差效正，压缩比1/6.7，视频记录码流为140Mbps, 灵敏度F10（2000Lux）S/N=54dB 垂直拖尾电平—125dB HDTV 1920*1080像素图象总量是SDTV 720*576的5倍 1、16：9画面信息量大，拍摄时的晃动不明显，后期制作感觉明显，因而尽量使用重 型脚架。 2、夜景和室内拍摄保证光圈大于F2，最好在F4—F8之间，增加照度和反光，画面细 节和层次较好 3、HDTV转SDTV模式：切边、信箱、压缩。信箱模式多用。 4、16：9比4：3横向增加15% 5、16：9镜头为现代构图取景提供了空间。由于扫描线增加一倍，焦点不准时会变的 更明显；镜头信息量大，在进行摇、移、变焦拍摄时要求较慢又有冲击力，对创作人 员要求更高。对光圈和焦距要求苛刻，光圈大画面失去层次，光圈小图像色彩饱和度 不够。

  44. 实验二：摄像机的调整 一、实验目的：熟悉调整摄像机的基本步骤和基本操作 二、实验器材：GY-DV500EC \ GY-DV5001EC摄录一体机 监视器、电缆线等 三、实验步骤： 1、选择滤色镜，检查各开关的位置状态; 2、开启电源，调整寻像器的亮度、对比度； 3、选择所需开关和按钮的状态和位置；调整白平衡； 4、进行变焦、聚焦、光圈的变化，选择角度、位置、范围使画面满足你的艺术需求； 5、审视镜头画面，演练三遍，开始记录； 6、记录实验操作过程，写出实验体会和实验报告； 四、实验要求：1、实验设备要轻拿轻放； 2、严格按操作规程进行试验； 3、实验项目之外的项目，要提出申请，老师批准 后，再进行试验； 4、认证完成实验报告； 5、损坏仪器要按规定赔赏。

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