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1、1,影视制作专业 石金龙,摄像机及其原理,,2,第二章 摄像机简介,摄像机是一种把景物光像转变为电信号的装置，是制作电视节目最前端的设备。 自从1931年第一支摄像管问世以来，摄像机的技术和应用发展迅速。 随着摄像机的日益数字化、一体化、小型化、普及化，现在进入千家万户和人们的日常生活当中，已成为人们娱乐、宣传、生产、教育、科研的得力工具。,Pan. AJ-HDC27,Pan.AJ-SDX900E DVCPRO50,Sony DSR-570WSP,PHILIPS LDK6000HD,3,DSR-570WSP,4,DSR-250P,DSR-390P,Sony-DVCAM,5,Sony FS700
2、,6,Sony PMW-EX330,7,1按摄像机的性能： 广播级 各项技术指标为最优，价格昂贵，主要用于电视台和电视制作公司的电视节目制作。,第一节 摄像机的分类的与特点,Sony HDW-700A,Pan. AJSDC915,Sony BVP-900P/950P,索尼 SRW-9000PL便携全画幅摄录一体机,8,与多种电影摄像机附件兼容,9,业务级,Canon XLS-1,Sony DSR-PD150,Sony DSR-PD250,各项技术指标为中等，价格也适中，多用于学校教学和工业监视。,FS700,10,JVC GY-HD,11,12,一般为摄录一体机，各项性能略次，其特点是重量轻、
3、体积小、携带方便，但使用方法简单，价格低廉 高级的家用摄像机有三个CCD，类似于专业的摄像机。随着数字技术的发展，现在家用摄像机和专业摄像机的已无明显界限,家用级,JY-HD10U,v940e,xm2,vx2000,v950e,13,Pan. AG-DVX100,Sony pdx10p,Pan. dvc180,JVC JY-dv300e,JVC JY-HD10,Sony DSR pd100,BMCC摄像机（blackmagic ） SSD存储,电池续航 机身发热 尺寸巨大 四分之三寸cmos，倍率乘以2 最高30FPS，无法升格,18,演播室摄像机、外拍用便携式摄像机和监视用固定式摄像机 (1
4、) 演播厅用摄像机 高质量摄像机，沉重，没有机架或一些其他类型的摄像机底座设备它就不能被适当地移动。 演播厅的制作，诸如新闻、谈话和小组讨论等节目，或每日播出的连续剧。但是也能够看到这些摄像机在音乐会、大会堂、棒球场、网球场、或医院设施这样一些“现场”中被使用。,2按摄像机的使用场合,BVP-950P,19,体积小、灵巧方便，可交直流电两用，色温在32006000K分档可调。ENG(电子新闻采集)和EFP(电子现场制作)的摄像机是便携式的，这意味着它们通常是由摄像机操作员扛着或放在一个简单的三脚架上面的。它们是用来制作高质量画面(视频信号)的，信号能记录在一个分开的VTR(录像机)上。一个小的
5、VTR可以和摄像机组合在一起，或被做在VTR里面。当摄像机和VTR组合在一起或把VTR做在摄像机里面，摄像机就成了一个摄录机。,(2)外拍用便携式摄像机,20,一般固定地安装在某些场所做实时监视。 3按摄像机的光电转换器件：有电真空器件（即光电导摄像管）摄像机和电荷偶合器件摄像机（CCD）。,（3）监视用固定摄像机,21,4、按成像器件： 电子摄像管摄像机中利用电子束扫描把景物的光学图象转换成电信号的一种真空电子管 电荷耦合器CCDCCD是一种固体器件，包含大量的感光图象元素（像素），通过镜头的光投射到CCD后转换成电子信号,22,5按信号的记录格式： 有模拟摄像机和数字摄像机。,23,相关名
6、词：,色彩：色调、饱和度 亮度：表现画面的明暗层次 对比度：指画面中最亮点与最暗点之间的差 宽容度：指拍摄中使用的感光材料或摄录设备能按 比例记录景物亮度范围的能力 普通景物：1601 电影胶片： 1281 摄像机： 301 601,24,摄像机的分类,1、按性能分： 广播级 、业务级、家用级 2、按制作方式分： ESP（electronic studio production） 演播室制作 摄像机 EFP Electronic Field Production 现场节目制作 摄像机 ENG Electronic News Gathering 电子新闻采集摄像机,3、按摄像器件分： 摄像管摄像
7、机和固体器件摄像机,25,4、按摄像器件的数量分： 三管和三片摄像机 两管和两片摄像机 单管和单片摄像机,26,5、按成像器件的尺寸分： 1/4英寸管摄像机 1/3英寸管摄像机 2/3英寸管摄像机 1/2英寸管摄像机 2/3英寸CCD摄像机 1/2英寸CCD摄像机,另外,按摄像机形状分：枪机、球机、针孔机 按感光芯片分：CCD摄像机、CMOS摄像机 按输出图像信号格式划分:模拟摄像机、数字摄像机 按成像色彩划分：彩色、黑白,27,28,摄像机的基本结构 镜头、话筒、机身、寻像器、电池盒等,29,1、 镜头（Lens) 聚焦环（Focus ) 变焦 (Zoom ) 手动与自动 变焦倍率 微距(M
8、acro ) 光圈(Iris ) 变焦倍率：15倍（8120mm） 16倍（9144mm） 17倍（9.5162mm),30,2、机身 （1）电子快门：用于动态摄像以及显示器的扫描频率 有：1/50（正常） 1/100 1/250 1/500 1/1000 1/2000等 （2）滤色片和滤色镜 校正、统一色温 中性滤色镜（ND） （3）黑白平衡调整 白平衡调整：使白色物体不偏色 黑平衡调整：使黑色物体不偏色,31,(4) 增益 提高视频信号的输出电平（尽量不要用增益*3) 三档：0dB 6dB 12dB （5）色重合调整（中心调整） 使彩色物体不出现彩色镶边现象,32,一、工作原理 无论专业的
9、还是民用的，模拟的还是数字的摄像机，工作原理基本相同 即把光学影像转化成为电子信号，这一电子信号又由电视机转化成可见的屏幕图像。 具体地说，由实体对象所反射出来的光线通过光学镜头聚焦于成像装置，把光转变成电能，称为视频信号。然后信号被放大和处理，以便它能重新转换成可见的屏幕图像。,第二节 摄像机的结构和原理,33,摄像机结构,1、光学系统（主要指镜头） 2、光-电转换系统（主要指摄像管或固体摄像器件） 3、信号处理统（主要指视频处理电路） 4、自动控制系统 5、录像系统 6、附件,34,1、光学系统 两部分构成，即外部光学系统和内部光学系统。 外部光学系统指摄像机的变焦镜头，它由一组光学透镜组
10、合而成。其作用是被摄对象经过光学系统透镜的折射，在光-电转换系统的摄像管或固体摄像器件的成像面上形成焦点。 内部光学系统包括和色温滤色片和分光系统。色温滤色片的作用是使摄像机在不同的光源条件下，被摄对象的色彩得到理想的还原。分光系统由分色棱镜所组成，是将通过变焦点镜头所折取的光像分解成红（R）、绿（G）、蓝（B）三基色三个相应景物的单色光束，使其在各自对应的摄像器件成像靶面上成像。,35,2、光-电转换,光电转换器的作用是实现图像各像素按顺序进行光-电转换，主要有电真空摄像管和固体摄像器件两大类。 （1）电真空摄像管 电真空摄像管出现最早，技术较为成熟，应用比较广泛。对于电真空摄像管，必须设置
11、聚焦与偏转控制系统，以控制摄像管内电子束准确而且按从左到右、从上到下的行、场扫描规律，对靶面进行正确扫描，并保证电子束很细，从而获得清晰的图像。,36,（2）固体摄像器件 固体摄像器件，也称半导体摄像器件，技术上比较成熟的有金属氧化物半导体（CMOS）器件、电荷耦合（CCD）器件和电荷驱动（CPD）器件三大类，其中CCD器件应用最广。,37, CCD：电荷耦合器件，传感器中每一行中每一个象素的电荷数据都会依次传送到下一个象素中，由最底端部分输出，再经由传感器边缘的放大器进行放大输出。 CMOS：互补性氧化金属半导体，传感器中每个象素都会邻接一个放大器及A/D转换电路，用类似内存电路的方式将数据
12、输出。,2019/4/28,38,感光元件, CCD与CMOS比较,39,3、图象信号处理系统 视频图像信号处理系统:对摄像器件输出的图像信号进行预放大（一般放大到0.7V）后，对三基色图像信号进行各种校正、补偿处理。经过加工处理的红、绿、蓝三基色信号进入彩色编码处理，得出包含亮度信号和色度信号的彩色全电视信号，然后向外输出。亮度信号携带色彩信息，这样就能够实现彩色电视与与黑白电视兼容。 目前世界上采用了NTSC、SECAM和PAL三种主要制式进行彩色编码处理，我国使用的是PAL制。,40,4、录放系统,在摄录一体化的摄像机上，还设置了磁记录/重放系统。当摄像系统把被摄对象的光学图像转变成相应
13、的电信号后，便形成了被记录的信号源。 录像系统就是把信号源送来的电信号通过电磁转换系统变成磁信号，并将其记录在录像带上。 如果需要摄像机的放像系统将所记录的信号重放出来，可操纵有关按键，把录像带上的磁信号变成电信号，再经过放大处理后送到电视机的屏幕上成像。,41,自动白平衡调整 自动黑平衡调整 自动增益调整 自动增益控制 自动光圈 自动变焦 自动聚焦 自动复原等控制系统 自动控制系统使摄像机操作越来越简单化，而摄像机的功能却越来越齐全,5、自动控制系统,42,（1）寻像器 摄像机上的寻像器实际上是一个小屏幕电视监视器。寻像器有彩色与黑白之分，彩色寻像器一般只安装在用于演播厅内的大型摄像机上，其
14、他类型摄像机一般只有黑白寻像器。现在大部分家用DV摄像机还配有彩色监视器。 寻像器的主要作用： 1、构图取景用 2、显示摄像机的工作状态或显示警告信息 3、放像监视,6、附件,43,（2）话筒： 话筒能将声音变成音频电信号，用于拍摄时拾取现场声音。 话筒一般带有敏感度选择开关，有的还带有全向拾音、单指向拾音、超指向拾音和变焦拾间（随镜头焦距变化改变拾音范围）选择开关。 摄像机除了机内话筒外，还设有外接话筒插口，可以外接加长线缆的话筒以便获得更好的录音效果。,44,（3）其他附件 三角架、交流电源（AC）适配器、充电电池、磁带、摄像机遥控器、各种连接缆线、接头等，在有些工作状态下要用的附件有音频
15、适配器、编辑控制器、彩色监视器、字幕机、效果特技镜、照明灯等，用于通过摄像机和电视制作与重放系统连接进行编辑、播放、收录、复制等操作，以及根据环境需要和画面要求来改善拍摄条件。,45,一、色彩反应和白平衡 人类的眼睛和大脑能够在各种照明条件下进行调整和补偿。但是摄像机却不能，它只是以客观的、电子的方式观看事物。 钨光灯偏黄色 荧光灯偏蓝色。 中午的日光蓝色成分偏多，日落橙色。 冷色调、暖色调，这些相对的称呼是指它们在开氏温标中的不同色温。,第三节 摄像机的特性和功能,46,如果要摄像机把一个白颜色的目标显示成白颜色，必须先知道它正在用以进行拍摄的光是偏蓝的，还是偏红的，或者是准确的白色。摄像机
16、为了弥补偏蓝的或者偏红的光所做的调整称为白平衡。 摄像机控制白平衡的能力产生了看上去接近自然的颜色，避免了许多家庭录像中常有的发蓝的颜色。 家用摄录机：色温控制器：自动：设置户内”或户外。 高级摄像机能够为一个特定的照明条件设定白平衡。摄像机通过对准一张白纸“读出”它的开氏色温，并作出相应的调整。,47,可以用这种方法故意让色温“错位”来造成一种特殊效果。例如，在一个“冷色调”的光线中做白平衡，然后在拍摄中却使用“暖色调”的钨灯来照明。这样拍出的画面将会充满了温暖的黄色和橙色。这些设定也能够储存起来以备将来在相似的环境中使用。,48,二、分辨率 摄像机的成像装置是决定画面清晰度或者分辨率的主要因素。其他影响图像分辨率的因素有镜头、光束分解器的质量及扫描系统的线的数量。用技术的语言来说，分辨率取决于扫描线和像素的数量，每一条线的像素越多，图像的分辨率或清晰度就越高。用一个放大镜看一般报纸上的画片，然后再看一本纸张光洁的杂志中的画片，将会
