数字摄影与摄像第2章

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1、数字摄影与摄像主编：詹青龙 袁东斌 刘光勇第 2章 数 字 摄 字摄像机的分类与特点字摄像机的分类1 按成像质量分类1） 广播级摄像机广播级演播室专用数字摄像机（ 2）专业级摄像机专业级数字摄像机（ 2 按存储介质分类1）磁带式常见的录像带3）家用级摄像机家用级数字摄像机2）光盘式光盘摄像机3）硬盘式第一款硬盘数字摄像机4）存储卡式存储卡及 按传感器类型分类1） ） 按清晰度分类按清晰度分类 ， 数字摄像机可分为标清摄像机和高清摄像机 。 二者在外观结构 、 开关设置及操作使用上大致相同 ， 最主要的区别在于分辨率 。 标清摄像机的图像分辨率为 576i（ ， 即720 576， 画幅长宽比为

2、 4： 3或 16： 9， 是现行电视制式下使用最广泛的摄像机 。 而高清摄像机的图像分辨率包括 720p、 1080080p（ ， 即 1280 720和 1920 1080， 画幅长宽比一般为 16： 9，在画面效果和色彩还原度上远胜于标清摄像机 。字摄像机的特点1 高清晰度2 色彩更加纯正3 字摄像机的构造和原理字摄像机的基本结构数字摄像机基本结构框图1 光学系统1） 变焦距镜头变焦距镜头结构示意图2）滤色片滤色片介于变焦距镜头和分光棱镜之间，包括色温校正片和中性滤光片。色温校正片用于白平衡的调节。在摄像机中，所谓白平衡是指当它拍摄白色景物时，产生的三个基色（ 号电平相等，这样，输出信号

3、送给监视器或电视机才能准确重现不带任何杂色的画面。3）分光棱镜通常，专业级以上的数字摄像机还装配有分光棱镜。分光棱镜的作用是将进入摄像机的光线按照一定的光谱响应要求分解成 R、 G、 就是说将一幅彩色图像分解成三幅基色图像，分别投射到三片 2 成像系统成像系统是获得图像信号的关键部分 ， 其核心器件是图像传感器 。主要作用是将光学系统捕获的图像从光信号转换为电信号 ， 通常采用 这是数字摄像机与传统摄像机最本质的区别 。 图像传感器位于变焦距镜头的后面 ， 与镜头在同一轴线上 ， 镜头所捕获的景物画面就在其感光面上成像 。 它的质量水平 （ 像素多少和感光面积大小 ） 不仅决定了数字摄像机的成

4、像品质 ， 而且也能反映出数字摄像机的档次和性能 。3信号处理系统信号处理系统主要包括图像预放电路、 A/字视频信号处理与压缩电路和数字音频信号处理电路四部分。4 存储与输出系统存储与输出系统主要利用 经过数字化处理和压缩编码后的视音频信号，以指定的格式记录到存储介质（如磁带、存储卡、硬盘）上，或传送至各种输出接口（如 同时还可以将数字信号处理器输出的亮度、色度信号送至寻像器（取景器）和 行显示。5 控制系统控制系统用于控制 ， 协调全机各功能电路的状态切换及机械动作 ，根据人的干预操作指令 ， 完成各种操作 。 它主要由微型处理器接收人工操作指令和各种状态传感器的反馈信号 ， 进行比较判别

5、， 输出正确的控制指令 ， 经驱动与执行电路完成工作状态的切换及操作要求 ， 从而使画面聚焦更清晰 ， 曝光更准确 ， 色彩还原更真实 。6 电源系统电源系统是为数字摄像机中各电子元件及电路提供工作电压的电路，它主要是由直流变换电路（ 电源等部分组成。因为在数字摄像机中，不同的电子元件需要不同的工作电压，如镜头驱动马达、 光等。而电池（或交直流充电器）只能提供一种电压，经 字摄像机的调整 它所表示的是光源的色彩成分 ， 而不是光源本身的实际温度 。 其含义是：当绝对黑体在某一特定温度的作用下 ， 所辐射出的光与某一光源的光具有相同的性质时 ， 绝对黑体这时的特定温度就被定义为该光源的色温 ，

6、单位为开尔文 （ K） 。人工光 自然光光源 色温（ K） 光源 色温（ K）蜡烛光 1900 日出日落 1850煤油灯 2000 日出日落前半小时 2350家用白炽灯 20W 260时 15时 5500家用白炽灯 100W 2850 9时前、 15时后 480000W 2960 平均日光 5400水银灯 5700 夏季中午直射光 5800碘钨灯 3200 秋季中午直射光 6000 6500钨丝灯 3200 蓝天阴影中 12500照相强光灯 3400 蓝天空光 12500镝灯 5500 薄云天空光 13000万次闪光灯 500雾天空光 7500800 阴天天空 6400色温转换片和中密度滤光片

7、，可方便地进行色彩和曝光控制。此外，有些摄像机还具有电子色温校正功能，拍摄时，可根据需要，选择光学方式或电子方式进行色温校正。滤色片旋钮述A 十字线滤 镜可把星星、灯光等发出的光修饰成十字光，增强图像的感染力。B 3200K 在色温为 3200 4300K 在色温为 4300 6300K 在色温为 6300温转换片对照表拍摄条件 播室内 B 1晴朗的天空 2或 3阴雨天气 D 1或 2非常明亮（雪地、高原或海滨） 3或 4拍摄条件及滤色片组合举例括 有三档中密度滤光片 般情况下， 当于将光照强度减小到 1/4； ，相当于将光照强度减小到 1/32。 过摄像机镜头的光线可全部通过。实际拍摄时，只

8、需按照摄像机取景器中的提示信息操作即可。中密度滤光片选择器平衡广播级摄像机都有黑平衡 （ 调整电路 ， 它是摄像机的一个重要参数 ， 指摄像机在拍摄黑色景物或者盖上镜头盖时 ，输出的 3个基色电平应相等 ， 使在监视器屏幕上重现出黑色 。 正确调整黑平衡对摄像机的最佳工作状态非常重要 。 首次使用摄像机或长时间不使用摄像机 ， 以及温度突然变化时 ， 都需要进行黑平衡的调整 ， 以确保在拍摄时获得最佳的影像质量 。通常 ， 在调整黑平衡时 ， 摄像机一般置于自动光圈位置 ， 然后启动黑平衡调整开关 ， 摄像机的光圈会自动关闭 ， 经过几秒钟黑平衡调整自动完成 。平衡简单的说，白平衡的调整就是摄

9、像机根据光源中光谱成分的变化，通过调整图像传感器输出的视频信号电平，使红、绿、蓝三路信号电平保持 1： 1： 1的状态，以准确地重现白色。由于不同的光源会产生不同的光线色彩，而随着光线的变化，处在光线照射下的被摄物表面颜色会发生变化。因此，每当主光源改变的时候，都需要对白平衡进行调整。所有数字摄像机都包含有自动白平衡调整功能，专业级以上摄像机还可进行手动调整，以达到更加精确的彩色还原。圈目前的数字摄像机，在镜头光圈的控制上，通常采用自动控制和手动控制两种方式。自动光圈一般是按景物的平均亮度来确定曝光值，它的效果和目的完全是出于技术上的考虑。当景物亮度分布比较均匀、明暗反差不大时，自动光圈可以获

10、得比较满意的效果。由于现实景物和光线条件的复杂性，也由于摄像机在记录光线反差较大景物时的局限性，纯技术上的处理往往很难令人满意。因此在特殊情况，比如明暗反差较大或逆光环境下，运用手动光圈进行人工处理就成为必要。通常情况，可以根据自动光圈所确定的曝光值，结合拍摄时的主观想法，适当开大或缩小光圈，以充分表现景物亮部或暗部的层次细节。焦变焦（ 即在拍摄过程中改变焦距，其作用是将镜头推出（远摄）或拉近（广角），以改变被摄物在画面中的大小，使景物处于理想位置。当要拍摄特写画面时，将镜头推至远摄端（ T）；拍摄全景画面时，将镜头拉向广角端（ W）。摄像机有电动变焦（ S）和手动变焦（ M）两种方式。 电动

11、变焦用来进行平稳的、均匀的变焦。手动变焦可以快速或变速变焦，用来产生特殊的效果，以增强视觉冲击力。焦通常情况下，保证拍摄画面的清晰是摄像最基本的要求，而聚焦（ 节是保证画面清晰度最重要的一环，摄像机聚焦的过程就是对画面清晰度调节的过程。目前的数字摄像机，都有自动聚焦和手动聚焦功能。自动聚焦受光线的影响很大，光线明亮时，自动聚焦能达到比较理想的效果。此时，摄像机光圈缩小，景深变大，对焦范围变宽，容易得到清晰的画面。这种情况下，即使被摄物移动或进行运动拍摄，也不会出现焦点不实的现象。而在光线较暗的环境下拍摄时，由于摄像机光圈开大，景深变小，自动聚焦将变得困难，应切换到手动聚焦。在下述拍摄目标或拍摄

12、条件下应使用手动聚焦：被摄主体远离画面中心；被摄主体位于布满灰尘或水滴的透明体后面；拍摄在栏栅、网格、成排的树木后的景物；拍摄表面光滑或高反光物体；拍摄快速运动物体；拍摄运动物体后面的景物；拍摄反差太小或轮廓不明显的景物；在下雨、下雪天气进行拍摄。 F B） 焦距调整 ， 主要是通过调整后焦环 （ F 来调节摄像机镜头轴向定位面到焦平面之间的距离 ，使理想的像平面与图像传感器的靶面重合 。 拍摄的时候 ， 如果镜头从长焦向广角变焦时 ， 画面变虚 ， 则需要对后焦距进行调整 。星形后焦调整卡他调整 数字摄像的基本操作字摄像的准备工作 很大程度上取决于对所用摄像机的熟悉程度 ， 这是拍摄前最基本

13、的要求 。 具体包括摄像机的特点 、性能指标 、 主要操作方法和控制技巧 ， 尤其要特别熟悉滤色片 、 黑白平衡和光圈的调整与设置方法 。 根据现场情况 ， 将摄像机调至最佳工作状态 。摄前应检查电池是否充满，以保证摄像工作的顺利进行。为了防止突发事件的发生，还应准备备用电池，做到有备无患。这也是作为一名合格的摄像师应具备的素质。如果在室内摄像，除了使用电池，还可以用交直流适配器（充电器）将交流电转换为直流电，然后给摄像机供电。但是这种供电方式限制了摄像机的移动范围，有一定的局限性，适合固定机位使用。入摄像机前，应在规定位置贴上标签，并写清楚主题内容。对于一盘新的录像带，在正式使用之前应该做快进与倒带处理，以防磁带上有局部粘结或轻微变形等现象。新录像带如果不做处理就马上使用，一旦遇到有粘接或变形现象，势