《摄像机的结构和原理概要课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《摄像机的结构和原理概要课件（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1 1 电电视视摄摄像像影视多媒体专业2 2n一、工作原理一、工作原理 无论专业的还是民用的，模拟的还是数字的摄像机，无论专业的还是民用的，模拟的还是数字的摄像机，工作原理基本相同工作原理基本相同n即把即把光学影像转化成为电子信号光学影像转化成为电子信号，这一电子信号又由电，这一电子信号又由电视机转化成可见的屏幕图像。视机转化成可见的屏幕图像。n具体地说，由实体对象所反射出来的光线通过光学镜头具体地说，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后信号被放大
2、和处理，以便它能重新转换成可见的屏幕图像。图像。第二节第二节第二节第二节 摄像机的结构和原理摄像机的结构和原理摄像机的结构和原理摄像机的结构和原理3 3摄像机结构摄像机结构1 1 1 1、光学系统（主要指镜头）、光学系统（主要指镜头）、光学系统（主要指镜头）、光学系统（主要指镜头）2 2 2 2、光、光、光、光- - - -电转换系统（主要指摄像管或固体摄像器件）电转换系统（主要指摄像管或固体摄像器件）电转换系统（主要指摄像管或固体摄像器件）电转换系统（主要指摄像管或固体摄像器件）3 3 3 3、信号处理统（主要指视频处理电路）、信号处理统（主要指视频处理电路）、信号处理统（主要指视频处理电路
3、）、信号处理统（主要指视频处理电路）4 4 4 4、自动控制系统、自动控制系统、自动控制系统、自动控制系统5 5 5 5、录像系统、录像系统、录像系统、录像系统6 6 6 6、附件、附件、附件、附件4 4n n1 1 1 1、光学系统、光学系统、光学系统、光学系统两部分构成，即外部光学系统和内部光学系统。两部分构成，即外部光学系统和内部光学系统。两部分构成，即外部光学系统和内部光学系统。两部分构成，即外部光学系统和内部光学系统。n n 外部光学系统指摄像机的外部光学系统指摄像机的外部光学系统指摄像机的外部光学系统指摄像机的变焦镜头变焦镜头变焦镜头变焦镜头，它由一组光学，它由一组光学，它由一组光
4、学，它由一组光学透镜组合而成。其作用是被摄对象经过光学系统透镜的透镜组合而成。其作用是被摄对象经过光学系统透镜的透镜组合而成。其作用是被摄对象经过光学系统透镜的透镜组合而成。其作用是被摄对象经过光学系统透镜的折射，在光折射，在光折射，在光折射，在光- - - -电转换系统的摄像管或固体摄像器件的成电转换系统的摄像管或固体摄像器件的成电转换系统的摄像管或固体摄像器件的成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。像面上形成焦点。像面上形成焦点。像面上形成焦点。n n 内部光学系统包括和内部光学系统包括和内部光学系统包括和内部光学系统包括和色温滤色片和分光系统色温滤色片和分光系统色温滤色片
5、和分光系统色温滤色片和分光系统。色温。色温。色温。色温滤色片的作用是使摄像机在不同的光源条件下，被摄对滤色片的作用是使摄像机在不同的光源条件下，被摄对滤色片的作用是使摄像机在不同的光源条件下，被摄对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，象的色彩得到理想的还原。分光系统由分色棱镜所组成，象的色彩得到理想的还原。分光系统由分色棱镜所组成，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（是将通过变焦点镜头所折取的光像分解成红（是将通过变焦点镜头所折取的光像分解成红（是将通过变焦点镜头所折取的光像分解
6、成红（R R R R）、绿）、绿）、绿）、绿（G G G G）、蓝（）、蓝（）、蓝（）、蓝（B B B B）三基色三个相应景物的单色光束，使其）三基色三个相应景物的单色光束，使其）三基色三个相应景物的单色光束，使其）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。在各自对应的摄像器件成像靶面上成像。在各自对应的摄像器件成像靶面上成像。在各自对应的摄像器件成像靶面上成像。5 52 2、光、光- -电转换电转换 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。电转换，主要有电真空摄像
7、管和固体摄像器件两大类。（1 1）电真空摄像管）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，必须设置聚焦与偏转控制系广泛。对于电真空摄像管，必须设置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。电子束很细，从而获得清晰的图像。6 6n n（2 2 2 2）固体摄像器件）固体摄像器件）固体摄像器件）固体摄像器件固体摄像器件，
8、也称半导体摄像器件，技术上比较固体摄像器件，也称半导体摄像器件，技术上比较固体摄像器件，也称半导体摄像器件，技术上比较固体摄像器件，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（成熟的有金属氧化物半导体（成熟的有金属氧化物半导体（成熟的有金属氧化物半导体（CMOSCMOSCMOSCMOS）器件、）器件、）器件、）器件、电荷耦电荷耦电荷耦电荷耦合（合（合（合（CCDCCDCCDCCD）器件）器件）器件）器件和电荷驱动（和电荷驱动（和电荷驱动（和电荷驱动（CPDCPDCPDCPD）器件三大类，其）器件三大类，其）器件三大类，其）器件三大类，其中中中中CCDCCDCCDCCD器件应用最广。
9、器件应用最广。器件应用最广。器件应用最广。7 7CCDCCD：电荷耦合器件，传感器中每一行中每一个：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，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。进行放大输出。CMOSCMOS：互补性氧化金属半导体，传感器中每个：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象素都会邻接一个放大器及A/DA/D转换电路，用类转换电路，用类似内存电路的方式将数据输出。似内存电路的方式将数据输出。2024/8/22024/8/28
10、8感光元件感光元件 CCD与CMOS比较分辨率分辨率灵敏度灵敏度信噪比信噪比集成度集成度功耗功耗成本成本CCD优优优优优优CMOS优优优优优优9 9n n3 3 3 3、图象信号处理系统、图象信号处理系统、图象信号处理系统、图象信号处理系统视频图像信号处理系统视频图像信号处理系统视频图像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对摄像器件输出的图像信号进行对摄像器件输出的图像信号进行对摄像器件输出的图像信号进行预放大（一般放大到预放大（一般放大到预放大（一般放大到预放大（一般放大到0.7V0.7V0.7V0.7V）后，对三基色图像信号进行）后，对三基色图像信号进
11、行）后，对三基色图像信号进行）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、蓝三基各种校正、补偿处理。经过加工处理的红、绿、蓝三基各种校正、补偿处理。经过加工处理的红、绿、蓝三基各种校正、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色信号进入彩色编码处理，得出包含亮度信号和色度信色信号进入彩色编码处理，得出包含亮度信号和色度信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。亮度信号携带色号的彩色全电视信号，然后向外输出。亮度信号携带色号的彩色全电视信号，然后向外输出。亮度信号携带色号的彩色全电视信号
12、，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。彩信息，这样就能够实现彩色电视与与黑白电视兼容。彩信息，这样就能够实现彩色电视与与黑白电视兼容。彩信息，这样就能够实现彩色电视与与黑白电视兼容。n n目前世界上采用了目前世界上采用了目前世界上采用了目前世界上采用了NTSCNTSCNTSCNTSC、SECAMSECAMSECAMSECAM和和和和PALPALPALPAL三种主要制式进行三种主要制式进行三种主要制式进行三种主要制式进行彩色编码处理，我国使用的是彩色编码处理，我国使用的是彩色编码处理，我国使用的是彩色编码处理，我国使用的是PALPALPALPAL制。制。制
13、。制。10104 4 4 4、录放系统、录放系统、录放系统、录放系统n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的电信号后，便形成了被记录的信号源。n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。n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。1111n自动白平衡调整n自动黑平衡调整n自动增益调整n自动增益控制n自动光圈n自动变焦n自动聚焦n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
14、 5、自动控制系统、自动控制系统1212n n（1 1 1 1）寻像器）寻像器）寻像器）寻像器n n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，其他类型摄像机一般只有黑白寻像器。现在大部分
15、家用像机上，其他类型摄像机一般只有黑白寻像器。现在大部分家用像机上，其他类型摄像机一般只有黑白寻像器。现在大部分家用像机上，其他类型摄像机一般只有黑白寻像器。现在大部分家用DVDVDVDV摄像机还配有彩色监视器。摄像机还配有彩色监视器。摄像机还配有彩色监视器。摄像机还配有彩色监视器。n n寻像器的主要作用：寻像器的主要作用：寻像器的主要作用：寻像器的主要作用：n n1 1 1 1、构图取景用、构图取景用、构图取景用、构图取景用n n2 2 2 2、显示摄像机的工作状态或显示警告信息、显示摄像机的工作状态或显示警告信息、显示摄像机的工作状态或显示警告信息、显示摄像机的工作状态或显示警告信息n n
16、3 3 3 3、放像监视、放像监视、放像监视、放像监视6 6 6 6、附件、附件、附件、附件1313（2 2 2 2）话筒：）话筒：）话筒：）话筒：n n话筒能将声音变成音频电信号，用于拍摄时拾取现话筒能将声音变成音频电信号，用于拍摄时拾取现话筒能将声音变成音频电信号，用于拍摄时拾取现话筒能将声音变成音频电信号，用于拍摄时拾取现场声音。场声音。场声音。场声音。n n话筒一般带有敏感度选择开关，有的还带有全向拾话筒一般带有敏感度选择开关，有的还带有全向拾话筒一般带有敏感度选择开关，有的还带有全向拾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（随镜头音、单指向拾
17、音、超指向拾音和变焦拾间（随镜头音、单指向拾音、超指向拾音和变焦拾间（随镜头音、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。焦距变化改变拾音范围）选择开关。焦距变化改变拾音范围）选择开关。焦距变化改变拾音范围）选择开关。n n摄像机除了机内话筒外，还设有外接话筒插口，可摄像机除了机内话筒外，还设有外接话筒插口，可摄像机除了机内话筒外，还设有外接话筒插口，可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。以外接加长线缆的话筒以便获得更好的录音效果。以外接加长线缆的话筒以便获得更好的录音效果。以外接加长线缆的话筒以便获得更好的录音
18、效果。1414n n（3 3）其他附件）其他附件n三角架、交流电源（三角架、交流电源（ACAC）适配器、充电电池、磁带、）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适配器、编辑控制器、彩色状态下要用的附件有音频适配器、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、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收录、复制等操作，以及根据环境需要和画面
19、要求来改善拍摄条件。改善拍摄条件。15157 7 7 7、常见的效果镜、常见的效果镜、常见的效果镜、常见的效果镜（1 1 1 1）多棱镜头）多棱镜头）多棱镜头）多棱镜头n n又称多像镜，利用光线通过多棱镜发生折射的原理制成的又称多像镜，利用光线通过多棱镜发生折射的原理制成的又称多像镜，利用光线通过多棱镜发生折射的原理制成的又称多像镜，利用光线通过多棱镜发生折射的原理制成的棱镜。多棱镜的每个平面能把被摄体折射出一个影像。需棱镜。多棱镜的每个平面能把被摄体折射出一个影像。需棱镜。多棱镜的每个平面能把被摄体折射出一个影像。需棱镜。多棱镜的每个平面能把被摄体折射出一个影像。需要几个影像，要根据多棱镜上
20、有几个平面而定。用多棱镜要几个影像，要根据多棱镜上有几个平面而定。用多棱镜要几个影像，要根据多棱镜上有几个平面而定。用多棱镜要几个影像，要根据多棱镜上有几个平面而定。用多棱镜头拍摄出的影像，副像和主像方向一致，但没有主像清晰，头拍摄出的影像，副像和主像方向一致，但没有主像清晰，头拍摄出的影像，副像和主像方向一致，但没有主像清晰，头拍摄出的影像，副像和主像方向一致，但没有主像清晰，反差小。另外拍摄时，光圈大，副像柔和重叠；光圈小，反差小。另外拍摄时，光圈大，副像柔和重叠；光圈小，反差小。另外拍摄时，光圈大，副像柔和重叠；光圈小，反差小。另外拍摄时，光圈大，副像柔和重叠；光圈小，副像清晰、重叠现象
21、减小。多棱镜的镜片镶在一个可以旋副像清晰、重叠现象减小。多棱镜的镜片镶在一个可以旋副像清晰、重叠现象减小。多棱镜的镜片镶在一个可以旋副像清晰、重叠现象减小。多棱镜的镜片镶在一个可以旋转的框子里，以便把几个影像调整在最好的位置上。使用转的框子里，以便把几个影像调整在最好的位置上。使用转的框子里，以便把几个影像调整在最好的位置上。使用转的框子里，以便把几个影像调整在最好的位置上。使用时，多棱镜需装在主镜头前面。多棱镜适合拍摄单个对象。时，多棱镜需装在主镜头前面。多棱镜适合拍摄单个对象。时，多棱镜需装在主镜头前面。多棱镜适合拍摄单个对象。时，多棱镜需装在主镜头前面。多棱镜适合拍摄单个对象。当棱镜转动
22、时位于中间的主像固定不动，四周的副像围绕当棱镜转动时位于中间的主像固定不动，四周的副像围绕当棱镜转动时位于中间的主像固定不动，四周的副像围绕当棱镜转动时位于中间的主像固定不动，四周的副像围绕主像旋转，使画面具有梦幻般的特殊效果。主像旋转，使画面具有梦幻般的特殊效果。主像旋转，使画面具有梦幻般的特殊效果。主像旋转，使画面具有梦幻般的特殊效果。1616n n（2 2 2 2）星光镜头）星光镜头）星光镜头）星光镜头使用星光镜头拍摄，可以使画面中的灯光、反光点等高使用星光镜头拍摄，可以使画面中的灯光、反光点等高使用星光镜头拍摄，可以使画面中的灯光、反光点等高使用星光镜头拍摄，可以使画面中的灯光、反光点
23、等高光部位产生放射状的光芒。旋转星光镜，光芒的亮线束光部位产生放射状的光芒。旋转星光镜，光芒的亮线束光部位产生放射状的光芒。旋转星光镜，光芒的亮线束光部位产生放射状的光芒。旋转星光镜，光芒的亮线束也会随之旋转。也会随之旋转。也会随之旋转。也会随之旋转。1717又称又称又称又称“软焦点镜头软焦点镜头软焦点镜头软焦点镜头”、“柔焦镜头柔焦镜头柔焦镜头柔焦镜头”，是一个光学低通，是一个光学低通，是一个光学低通，是一个光学低通滤光器。它能对光线进行干扰引起入射光折射，这些微滤光器。它能对光线进行干扰引起入射光折射，这些微滤光器。它能对光线进行干扰引起入射光折射，这些微滤光器。它能对光线进行干扰引起入射
24、光折射，这些微弱的折射能使影像产生轻度虚化，图像的边沿变得柔和、弱的折射能使影像产生轻度虚化，图像的边沿变得柔和、弱的折射能使影像产生轻度虚化，图像的边沿变得柔和、弱的折射能使影像产生轻度虚化，图像的边沿变得柔和、模糊，改变图象的光学清晰度，缓和了光与影的界限。模糊，改变图象的光学清晰度，缓和了光与影的界限。模糊，改变图象的光学清晰度，缓和了光与影的界限。模糊，改变图象的光学清晰度，缓和了光与影的界限。柔光镜头的柔焦效果与普通镜头聚焦稍有不同，柔焦镜柔光镜头的柔焦效果与普通镜头聚焦稍有不同，柔焦镜柔光镜头的柔焦效果与普通镜头聚焦稍有不同，柔焦镜柔光镜头的柔焦效果与普通镜头聚焦稍有不同，柔焦镜头
25、实质上是产生一种双重影像，一个清晰的实像与一个头实质上是产生一种双重影像，一个清晰的实像与一个头实质上是产生一种双重影像，一个清晰的实像与一个头实质上是产生一种双重影像，一个清晰的实像与一个焦点不准的虚像，两者重合而成。主要用于人像与风景焦点不准的虚像，两者重合而成。主要用于人像与风景焦点不准的虚像，两者重合而成。主要用于人像与风景焦点不准的虚像，两者重合而成。主要用于人像与风景拍摄。可以用来消除细部斑痕、修正面部缺陷、柔化面拍摄。可以用来消除细部斑痕、修正面部缺陷、柔化面拍摄。可以用来消除细部斑痕、修正面部缺陷、柔化面拍摄。可以用来消除细部斑痕、修正面部缺陷、柔化面部皱纹；拍摄风景会使图像产
26、生柔和而浪漫的气氛，容部皱纹；拍摄风景会使图像产生柔和而浪漫的气氛，容部皱纹；拍摄风景会使图像产生柔和而浪漫的气氛，容部皱纹；拍摄风景会使图像产生柔和而浪漫的气氛，容许你温柔地演绎你的主题。许你温柔地演绎你的主题。许你温柔地演绎你的主题。许你温柔地演绎你的主题。（3 3 3 3）柔光镜头）柔光镜头）柔光镜头）柔光镜头1818（4 4 4 4）偏光镜头）偏光镜头）偏光镜头）偏光镜头 偏光镜可以阻挡某一方向的偏振光通过，因此可以偏光镜可以阻挡某一方向的偏振光通过，因此可以消除反射光和折射光造成的影响，削减被摄体的耀斑消除反射光和折射光造成的影响，削减被摄体的耀斑和表面反光；可以在不影响地面景物的情
27、况下调节天和表面反光；可以在不影响地面景物的情况下调节天空影调；制造不同的色彩和特殊的色调。空影调；制造不同的色彩和特殊的色调。在影视摄制中常使用偏振镜来压暗天空，在白天拍摄在影视摄制中常使用偏振镜来压暗天空，在白天拍摄出夜景的效果，实际上很多夜景都采用这种方法。出夜景的效果，实际上很多夜景都采用这种方法。1919（5 5 5 5）UVUVUVUV镜镜镜镜一种中性滤光镜，又称紫外线滤光镜或天光镜，借一种中性滤光镜，又称紫外线滤光镜或天光镜，借一种中性滤光镜，又称紫外线滤光镜或天光镜，借一种中性滤光镜，又称紫外线滤光镜或天光镜，借以吸收大气介质中的紫外线和蓝紫光，使远景的蓝以吸收大气介质中的紫外线和蓝紫光，使远景的蓝以吸收大气介质中的紫外线和蓝紫光，使远景的蓝以吸收大气介质中的紫外线和蓝紫光，使远景的蓝色减少些，景物图象显得清晰。由于它不阻光，经色减少些，景物图象显得清晰。由于它不阻光，经色减少些，景物图象显得清晰。由于它不阻光，经色减少些，景物图象显得清晰。由于它不阻光，经常固定在镜头上又可以达到保护镜头的作用。常固定在镜头上又可以达到保护镜头的作用。常固定在镜头上又可以达到保护镜头的作用。常固定在镜头上又可以达到保护镜头的作用。
