高清摄像机与灯光-2

关于演播室摄像机图像与灯光照度关系的测试分析（二）2009年6月测试情况简介•一、测试背景•二、测试设备的选择•三、拍摄场景的选择•四、测试方法和要求•五、测试步骤•六、数据分析与结论测试设备的选择原则•突出设备的代表性和应用的普遍性•大型录制演播室高清、标清摄像机•灵敏度技术标称值尽可能相同•镜头安装口径一致测试设备的选择使用设备•松下高清摄像机，型号：AK-HC930MC；•池上标清摄像机，型号：HK-388PW，•2台摄像机使用相同的佳能镜头HJ17e*7.7BIRSE，测试设备的选择监测设备和仪器：两台高/标清兼容监视器BVM-D241台波形矢量监视器LV-5750照度表、色温表、测距仪等拍摄场景的选择为了使测试场景更加贴近目前大型节目录制的场景要求，我们选择了录制综艺节目的演播室高清800平米演播室进行测试灯光系统为卤钨光源拍摄场景的选择场景特点：•背景的层数多、呈半圆形状，•有真实材质的图案•前台两侧放置盆形树•具有较多的细节层次•从不同的拍摄角度增强了图像构成的复杂程度1kwPAR6424只图3：演播室标清测试布光图逆光24台70%亮度面光一6台15%亮度侧面光6台40%亮度景片红7台30%亮度景物蓝4台100%亮度景轮廓6台100%亮度2KW聚光灯35台面光二6台50%亮度图4：演播室高清测试布光图1kwPAR6424只逆光24台100%亮度侧面光6台60%亮度景物蓝4台100%亮度景轮廓10台100%亮度2KW聚光灯26台面光6台30%亮度测试方法为了保证测试的科学性、严谨性：在光圈一定的情况下，先后调整景区布光使得高清、标清图像分别达到5分级别主观评价质量，监看图像信号波形符合录制规范（700mv)的要求,测量景区内11个点的照度数值，计算出高清及标清摄像机光圈相当的情况下演播室景区的平均照度。测试方法布光要求：按照基础光布置，不考虑灯光艺术创作成份，过程：•首先调整光圈使得标清图像达到5分级别主观评价质量，监看图像信号波形符合录制规范（700mv)的要求。•布光不变，调整高清摄像机光圈，达到上述要求。•分别记录高清、标清摄像机光圈，计算差值。测试方法现场监看：•使用波形矢量监视器，进行数据读取和波形存储•使用高清监视器和标清监视器进行现场图像监看•现场邀请编导、技术等专家15人进行主观评价，根据主观评价图像确定拍摄光圈。测试步骤1.确定拍摄机位和测试点：•按照大型综艺节目制作的常规，对完整的实际景区进行布光•选择两个机位进行拍摄机位1位于舞台正面位置机位2位于舞台侧面，用来着重表现舞台前景与背景的透视关系•按照舞蹈表演区域，确定11个照度值测试点机位和测试点分布参照图测试步骤2.核实高清、标清摄像机的灵敏度：•为了数据的准确性，首先核实参加测试的高清与标清摄像机的灵敏度是否与指标一致。•当实际灵敏度不相同时，通过调整电子快门取值，求得高清与标清摄像机相当的灵敏度数值，作为相关测试的假设条件。测试步骤核实灵敏度的方法：•使用高清测试卡•调整现场布光，使得高清灰度测试卡照度达到2000lx，关闭高清摄像机伽玛/细节等参数开关，调节光圈使得输出幅度达到700mv，此时显示的光圈值是实际灵敏度F9•与灵敏度指标对照•记录实际光圈值即摄像机实际灵敏度。•使用标清灰度测试卡，核实标清摄像机灵敏度的方法同上测试数据摄像机灵敏度经过现场实际测量，高清摄像机松下AK-HC930MC灵敏度为F9标清摄像机池上HK-388PW灵敏度为F8.1当高清摄像机松下AK-HC930MC电子快门设置为1/59.1时，灵敏度为F8.2，与标清摄像机相当。测试步骤3.按照正常标清节目要求布光记录景区布光数据见图记录每个灯光设备的位置分布图、灯具使用的数量标注每个灯聚光、柔光、额定功率和实际使用功率等用电参数。4.在正常标清灯光环境下，使用标清摄像机和高清摄像机同时同机位拍摄景别：按照大型综艺节目包括歌唱者、舞蹈演员和演区，每个机位取全景、人全、中景、近景、特写5个景别。5个景别照片测试步骤测试步骤5.调整标清摄像机光圈，使机位1的5个景别的图像波形幅度均为700mv，现场主观评价图像为5分，分别记录光圈值，使用DVW录像机记录图像。6.调整高清摄像机光圈，使机位1的5个景别的图像波形幅度为均700mv，现场主观评价图像为5分，记录光圈值，使用HDCAM录像机记录图像。测试步骤7.测量并记录11个测试点的照度，得出以标清拍摄为主时的平均照度，平均照度=N1+N2+N3+…….+N11118.在正常标清灯光环境下，使用标清摄像机和高清摄像机同时在机位2拍摄，取全景、人全、中景、近景、特写5个景别测试步骤9.调整高清摄像机设置使得灵敏度与标清摄像机相当（在电子快门1/59.1时，）设置高清摄像机光圈与标清摄像机光圈数值相同，取景景别与标清摄像机相同10.按照高清制作要求重新布光（见图），调整照度使得机位1和机位2各5个景别的图像波形幅度均为700mv±10%，如果不能达到客观指标或者主观评价图像质量不满意，可以重新调光。现场主观评价图像为5分，测量并记录11个测试点的照度变化值，进行高清录像。测试步骤11.根据11个测试点的照度，得出高清拍摄时的平均照度平均照度=N1+N2+N3+N4+N5+N6+N7+N8+N9+N10+N1111数据分析记录数据数据分析1.从现场拍摄数据记录表中，分别读取对比高清、标清不同的布光条件下在光圈设置相同、灵敏度相当时的测光数值，来看高清和标清对拍摄照度要求的不同数据分析测试过程和得到的数据：根据附录A.现场拍摄的数据，采用以下公式计算：平均照度=N1+N2+N3+N4+N5+N6+N7+N8+N9+N10+N1111主演区平均照度=N5+N6+N7+N10+N115现场主演区（包括测试点5，6，7，10，11的范围）实测标清平均照度为（850—900）lx，实测高清平均照度为（950—1100）lx。数据分析表1相同光圈下的平均照度表机位/景别平均照度（lx）主演区平均照度（lx）标清机位1与机位2：全景、人全、中、近景、特写580832高清机位1：全景、人全408606高清机位1：中、近、特，机位2：全景、人全、中、近景6771030高清机位2/特写6851040在实测数据中，随着景别的不同，现场用光照度有所调整，这是因为在按照高清节目布光后，将高清摄像机光圈设定为标清摄像机相同景别的光圈值，而客观指标达不到700mv标准的要求，所以在测试中三次调整了布光数据分析表1相同光圈下的平均照度表机位/景别平均照度（lx）主演区平均照度（lx）标清机位1与机位2：全景、人全、中、近景、特写580832高清机位1：全景、人全408606高清机位1：中、近、特，机位2：全景、人全、中、近景6771030高清机位2/特写6851040从表中可见：高清对照度的要求高于标清例：在中近景、特写景别时，高清的照度要求677lx，标清的照度要求580lx，高清平均照度值高于标清约100lx，主演区平均照度值高于标清约200lx数据分析表1相同光圈下的平均照度表机位/景别平均照度（lx）主演区平均照度（lx）标清机位1与机位2：全景、人全、中、近景、特写580832高清机位1：全景、人全408606高清机位1：中、近、特，机位2：全景、人全、中、近景6771030高清机位2/特写6851040从表中可见：标清的平均照度要求与景别关系不大标清摄像机在拍摄不同的景别时，图像输出幅度的变化不大，不需要调整现场照度值。数据分析表1相同光圈下的平均照度表机位/景别平均照度（lx）主演区平均照度（lx）标清机位1与机位2：全景、人全、中、近景、特写580832高清机位1：全景、人全408606高清机位1：中、近、特，机位2：全景、人全、中、近景6771030高清机位2/特写6851040从表中可见：在标清布光的基础上用高清摄像机拍摄，中、近、特景别对照度要求更高，需增加照度。数据分析表1相同光圈下的平均照度表机位/景别平均照度（lx）主演区平均照度（lx）标清机位1与机位2：全景、人全、中、近景、特写580832高清机位1：全景、人全408606高清机位1：中、近、特，机位2：全景、人全、中、近景6771030高清机位2/特写6851040从表中可见：在高清拍摄中，随着图像景别从全景到近景、特写的变化，摄像机输出幅度低于700mv标准的要求，需要增加照度值。数据分析表1相同光圈下的平均照度表机位/景别平均照度（lx）主演区平均照度（lx）标清机位1与机位2：全景、人全、中、近景、特写580832高清机位1：全景、人全408606高清机位1：中、近、特，机位2：全景、人全、中、近景6771030高清机位2/特写6851040从表中可见：高照度的要求不是绝对的，某些情况下，高清对照度的要求可能低于标清。例：在机位1（常规拍摄2号机位）全景和人全景别时，平均照度值低于标清72lx，主演区平均照度值低于标清226lx数据分析2、相同照度下的高清、标清摄像机光圈从现场拍摄数据记录表中，分别读取对比按照常规标清节目布光的条件下高清和标清摄像机不同的光圈数值，来看高清和标清对拍摄照度要求的不同说明：此时高清摄像机灵敏度F9，标清摄像机灵敏度F8.1,高清高于标清摄像机F0.9数据分析•测试过程和得到的数据：•从附录A现场数据中，可以归纳出高清与标清对应不同机位/不同景别的光圈数值见表2：数据分析相同照度下的拍摄光圈表机位景别标清光圈（F）高清光圈（F）机位1全景4.95.5人全4.74.9中5.75.5近6.15.4特写4.54.9机位2全景5.15.4人全5.16.1中5.76.4近5.44.8特写4.54.7数据分析相同照度下的拍摄光圈表机位景别标清光圈（F）高清光圈（F）机位1全景4.95.5人全4.74.9中5.75.5近6.15.4特写4.54.9机位2全景5.15.4人全5.16.1中5.76.4近5.44.8特写4.54.7表中可见：由于灵敏度较高的因素，多数情况下对于相同的照度，高清比标清光圈收小，光通量减少数据分析相同照度下的拍摄光圈表机位景别标清光圈（F）高清光圈（F）机位1全景4.95.5人全4.74.9中5.75.5近6.15.4特写4.54.9机位2全景5.15.4人全5.16.1中5.76.4近5.44.8特写4.54.7表中可见：即使考虑到高清摄像机灵敏度高的因素，在拍摄近景时，为了达到与标清相同的输出幅度，高清摄像机仍然需要开启较大的光圈（大于标清光圈），获得较高的光通量。数据分析相同照度下的拍摄光圈表机位景别标清光圈（F）高清光圈（F）机位1全景4.95.5人全4.74.9中5.75.5近6.15.4特写4.54.9机位2全景5.15.4人全5.16.1中5.76.4近5.44.8特写4.54.7表中可见：这与在相同的光圈下高清拍摄要求更高的照度是一致的数据分析3、照度对画面景深的影响我们在标清布光条件下，观察高清摄像机与标清摄像机同机位拍摄的图像，再按照高清节目布光，对比高清摄像机在上述同机位拍摄的图像。数据分析•在测试过程中，通过机位2的画面构图，我们可以清楚地看到背景与人物主体队形的透视关系，以及背景层次和纹理质感。观察机位2近景，可以看到，标清图像前景背景都很清晰（见下图)SD数据分析•而高清图像背景有树叶模糊的现象，高清拍摄的图像景深小于标清图像的景深。SDHD数据分析•我们根据高清的特点重新调整了布光，照度由580lx增加到685lx，对比标清摄像机拍摄的画面•可以看到高清背景的清晰度有所提高,可见照度增强加大了图像景深。数据分析数据分析从景深计算公式可知：2f2CFl(l-f)景深=-----------------------f4–C2F2(l-f)2l为聚焦距离，f为镜头焦距，C为容许弥散圆直径，F为光圈系数。弥散圆直径C被摄体距离l焦点景深后景深前景深后焦深前焦深焦深像距图5景深示意图数据分析•人眼所感受到的影象受放大倍率、观看距离和像质的影响，在偏离焦点时，如果偏移量较小，影像仍然有一段清