《dvc基础知识》ppt课件

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1、DVC Basic Knowledge Training 数码摄像机基础知识培训,SBSC Digital SPM TSEC 2007.5,第一部分 CAMCORDER概述,摄像机是将声、光信号通过CCD和MIC转化为电信号，并将此信号通过电磁转换记录到磁带上的高度精密的机电一体化装置。它广泛应用于文艺、科教、广播、电视等各个领域，随着改革开放后人民生活水平的提高，它已经于上世纪九十年代开始进入佰姓的家庭，并日益成为人们外出旅游、生日聚会进行记录美好时刻的必备之品。 家用摄像机的发展经历了模拟到数字的转化，即8mm到DV的转化。随着数字技术的发展，DVD摄像机、硬盘摄像机、内存摄像机也不断出现

2、，使人们的生活更加丰富多彩。,【关于CAMCORDER】,CAMCORDER 原理,CAMCORDER 分布,【关于DV（Digital Video）】,摄像机记录视频不是以模拟信号记录，而是以压缩的数字信号的方式记录。数字录影带的规格决定其体积更小、时间更长。使用6.35mm带宽的录影带，以数字信号来进行SP影音录制，时间为60分钟，有LP模式可延长拍摄时间至带长的1.5倍，时间为90分钟。,最大的区别有三项： 1.图像分辨率高: *DV摄录机一般为500线以上，而VHS摄录机为200线,S-VHS 摄录机为280- 300线，8毫米摄 录机为380线左右。 2.亮度及色度频宽比普通摄像机高

3、: *亮度、色度带宽是影像清晰度，还原度首要的决定因素，因而色彩极为纯正，达到专业级 标准。 3.无限次翻录: *影像无损失，在模拟视频时，这种翻录将导致生成信号的损失，因为复制视频意味着丢失 一些数据。在数字编辑系统中，则没有这样一来的顾虑 。,【 DV摄像机与普通摄像机比较】,DVC工作原理,记录时:数字视频就是先用摄像机之类的视频捕捉设备，将外界影像的颜色和亮度信息转变为电信号，模拟视频信号必须通过模拟数字（A/D）转换器来转变为数字的“”或 “”。这个转变过程就是我们所说的视频捕捉（或采集过程） ，再记录到储存介质。 播放时:视频信号被转变为帧信息，并以每秒约30幅(NTSC制式）的速

4、度投影到显示器上，使人类的眼睛认为它是连续不间断地运动着的。如果要在视频设备上观看数字视频，需要一个从数字到模拟的转换器数字模拟（D/A）将二进制信息解码成模拟信号，才能进行播放。,【 数字视频记录播放过程 】,1.编码解码器的主要作用是对视频信号进行压缩和解压缩。容量决定必须对信息进行压缩处理，因为1G硬盘仅能存储约37秒的视频信息。丢弃一些数字信息，使视频的信息量减小。这个对视频压缩解压的软件或硬件就是编码解码器。 2. 编码解码器的压缩率从一般的2：1100：1不等，使处理大量的视频数据成为可能。,【编码解码器】,数模转装换器，一种将数字信号与模拟信号互相转换的装置。 DAC的位数越高，

5、信号失真就越小。图像也更清晰稳定,【 DAC 】,DVC工作原理,DVC工作原理,【 NTSC、PAL信号】,*NTSC（隔行扫描): National Television Standards Committee）,*PAL（逐行倒相正交平衡调幅制): Phase Alternate Line,每帧有625线（50Hz）,每帧有525线（60Hz）,摄像机等。为传输图像，视频源首先要生成个垂直同步信号（VSYNC）。这个信号发送到接收端电视，保征新图像从屏幕的顶部开始显示。发出垂直同步信号后，视频源接着扫描图像的第一行。完成后，视频源又生成一个水平同步信号，重设接收端，以便从屏幕左侧开始显示

6、下一行。并针对图像的每一行，都要发出一条扫描线，以及一个水平同步脉冲信号。,规定: 视频源每秒钟需要发送30幅完整的图像（帧）。假如不作其它处理，闪烁现象会非常严重。为解决这个问题，每帧又被均分为两部分，每部分262.5行。一部分全是奇数行，另一部分则全是偶数行。显示的时候，先扫描奇数行，再扫描偶数行，就可以有效地改善图像显示的稳定性，减少闪烁。,规定: 视频源传送时的两个色差信号中的一个色差信号采用逐行倒相。如果在信号传输过程中发生相位失真，会由于相邻两行信号的相位相反起到互相补尝作用，从而有效地克服了因相位失真而起的色彩变化。因此，PAL制对相位失真不敏感，图像彩色误差较小。,【 信号传送

7、方法】,DVC工作原理,2. 与视觉成像原理一样，区别在于人眼的水晶体可以任意改变形状，而镜头是固定不变的。,【LENS的基本成像原理】,不论一个镜头是由多少片镜片或多少群组成，其原理与一片凸透镜相同:,1. 功能是进行光线汇聚，即把镜头前方的物体经折射后把物体成像在镜头后方平面上。,第二部分 CAMERA成像基础知识,平行轴心的光，会在通过透镜后，会转方向，通过镜片的焦距。而通过轴心的光，不会偏折。两光之交会处，即是该物体成像之处！当然，从物体反射的光，不会只走这两条路线。但是不论是哪一条路线，只要是碰上了这片透镜，就会转变方向，在成像的点交会在一起图二。而照相机的底片或是CCD就是摆在影像

8、成像处。,二. 景深的产生 在图三中，我们可以清楚的发现，远近不同的物体，在凸透镜后的成像位置也不一样。所以，如果当 CCD 的位置在2 号点成像点的时候，就只有 2 号点会有清楚得成像，而1、3号点，由于成像在 CCD 上的是一个区域，所以会模糊不清。由于人的眼睛，对面积的分辨力是有限的，所以当一块颜色的长宽，小于约1/2800英吋时，就不能分辨这块颜色的面积，于是，这块面积对肉眼来说，只剩下一个点了！所以当照片上成像的点大于这个面积时，我们,就会觉得影像是模糊的。所以当图三中1号点成像的面积，小于肉眼可分辨的面积，那我们也会觉得1号点也是清晰的。而所谓景深，就是1、3号点在清晰可辨的条件下

9、，所包围的范围图四。,三.景深的控制,还记得图二吗？从点2反射出来的任何一条光线，只要是碰上了这片凸透镜，都会在点2的成像处汇集。所以当凸透镜的大小变小，或是被像机的光圈挡住了一部份，成像也都还是可以清楚得在镜后形成。甚至你用手遮去了凸透镜的 一半，也不会影响成像的清晰度，只会减少汇集在成像处的光线。像机的光圈就是利用这个原理来控制底片的曝光！再看看图五吧！原本应该算是模糊的点1成像，在经过缩小光圈的动作后，在CCD上形成的模糊点会缩小，使得原本应该模糊的部分，变得清楚。,所以，把光圈缩小注，就可以增加清楚的范围，也就是说，缩小光圈，可以增加景深！注：光圈的大小一般是指光圈口径的大小。但是代表

10、光圈所用的数值，却随着光圈变小而加大。所以要把光圈调小，应该要把镜头上的光圈数值加大！ 四.视场 视场，可简单地说就是镜头成像的清晰范围，有圆形和方形之分。,功能: 是用来控制曝光时间的重要部件，一般采用镜间方式，即位于镜头后面或镜头群的中间。 作用： 1） 与IRIS配合，对成像的曝光时间进行控制。 2） 决定被拍摄的景物的清晰度。 快门数值是按：1/10秒-1/100000秒。 快门数值越小，时间越长，进光量越多；快门数值越大，时间越短，进光量越少。,【LENS的快门】,摄像机镜头使用光敏元件作为成像器件，将景物中的光转化为数字信号。目前光敏元件有两种： CCD（电荷耦合）元件。 CMOS

11、（互补金属氧化物半导体）器件。 CMOS比CCD便宜，但是CMOS光敏器件产生的图像质量要低一些。,【LENS的成像介质光敏元件CCD】,CCD作为感光器件，CCD边缘的像素点在拍摄时，由于边缘光的影响，一般会出现一定的偏色和眩晕，数码相机在CCD像素大于图象拍摄像素时，会自动切除边缘像素，从而去除眩晕和偏色。,五、LENS 结构及功能,【 LENS 结构】,LENS群: FRONT群 ZOOM 群 FIXED群 FOCUS 群,【LENS的基本结构】,十枚镜片构成四个群，FRONT群和FIXED固定，ZOOM和FOCUS群位置可变，分别完成变焦和聚焦功能。变焦镜头在变焦过程中除需要满足像面位

12、置不变外，还必须使各档焦距均有满足要求的成像质量。所以当ZOOM群位置变化的时候FOCUS群也要随着变化，来补偿像面的移动。 G1G2,G5G6,G9G10分别胶合在一起，G7和G9为非球面镜，其他为球面镜。非球面镜对光学系统消除相差，成完善像具有十分重要的作用。 注：光学系统是否能成完善像，与构成光学系统的镜片的光学参数具有十分密切的关系。这些参数包括：材料、折射率、有效孔径、镜片厚度、曲率、相对位置等。,【 LENS 结构】,G1,G2,G3,G4,G5,G6,G7 (),G8,G9,G10,CCD,FRONT,ZOOM,IRIS,FIXED,FOCUS,TELE 主面,WIDE 主面,7

13、9.2mm,3.6mm,LENS 结构,LENS 种类,镜面lens : 10,非镜面lens : 1 (只使用镜面， CAMERA变长), 倍率 =,TELE 焦距,WIDE 焦距,79.2mm,3.6mm,= 22X,IRIS 结构,IRIS : 光亮调节功能 - F/# (#低的时候，接收光度高） - WIDE f# 1.6 - TELE f# 2.7 IRIS 内部结构 - HALL : 辨别光的多与少 - MOTOR : 调节光圈开闭状态 - FILTER ：滤除会干扰CCD工作的红外光,主要光学参数,注： 镜头的焦距决定拍摄像的大小，可由公式y=-(f/x)y看出。当焦物距x一定时

14、，像的大小y与焦距f成正比。 透影解像力是评价镜头成像清晰度的一个标准，本数越高，分辨率越高，图象清晰度越高。,焦距：镜头组的焦距 镜头的焦距实质上是指像方焦距，镜头的焦距决定视角：镜头的焦距短，视角就大；镜头的焦距长，视角就小。镜头焦距的长短是用该镜头的焦距与标准镜头焦距相比较而作区分的。参考公式: y=-(f/x)y ; x为焦物距, 物的大小为y, 像的大小为y, 焦距为f。 六.镜头的分类 镜头的焦距短，在焦平面上成的像就小；镜头的焦距长，在焦平面上成的像就大。根据这一关系，可把镜头分为以下三大类： 1）标准镜头(俗称标头) 标准镜头的焦距约等于清晰像场的直径（24X36mm的对角线）

15、，其清晰的视角约为52度，而人眼的视角约为51度，这样比较符合人眼的视角，标准镜头所成的像才比较真实、逼真。 2）短焦镜头 短焦镜头也称广角镜头，其焦距小于清晰像场的直径（24X36mm的对角线），清晰的视角约为65度以上，使用该镜头拍摄的景物会变形，焦距越大，变形越大。,3）长焦镜头 长焦镜头又称为望远镜头，其焦距大于清晰像场的直径（24X36mm的对角线），清晰的视角约为40度以下，有的甚至在20度左右。因为焦距比标准镜头长，使用该镜头拍摄的景物会比标准镜头拍摄的景物大；一般焦距在80mm以上可称之为望远镜头。,七. 快门 快门是用来控制拍摄时曝光时间的重要部件，一般采用镜间方式，即位于镜

16、头后面或镜头群的中间。快门可分为机械快门和电子快门两种。 快门的作用有二点： 1） 与光圈配合，进行控制对底片的曝光时间； 2） 决定被拍摄的景物的清晰度。 在相机上，有的也会标示快门的数值。快门数值是按：1，2，4，8，15，30，60，125，250，500，1000，2000，4000，8000等顺序排列。它是一组分子为1的分母数，涵义是：1/1秒，1/4秒，1/8秒等。 快门数值越小，时间越长，进光量越多；快门数值越大，时间越短，进光量越少。,第二部分 CCD的知识,一.成像介质:光敏元件CCD 摄像机镜头使用光敏元件作为成像器件，将图像中的光学信息转化为数字信号。目前光敏元件有两种：一种是广泛使用的CCD（电荷耦合）元件；另一种是新兴的CMOS（互补金属氧化物半导体）器件。摄像机的分辨率是指成像介质中光敏元件的数目。在相同分辨率下，CMOS比CCD便宜，但是CMOS光敏器件产生的图像质量要低一些。