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YangtzeNormalUniversity现代教育技术主讲:汪志平摄像基础YangtzeNormalUniversity摄像机的基本类型第一讲摄像机的类型及基本操作摄像机的组成摄像机的工作性能YangtzeNormalUniversity自从１９５３年美国采用NTSC制开始彩色电视广播以来，广播电视设备迅速发展，不断更新换代，摄像机的质量越来越高，体积越来越小，重量越来越轻，用途越来越广泛，种类越来越多，组成了一个摄像机的大家族。我们可以按不同的方法来分类：YangtzeNormalUniversity1.按质量档级分类：(1)广播级摄像机广播级摄像机一般用于电视台和节目制作中心，其质量要求较高，如清晰度700-800线，信噪比60dB以上，从镜头到摄像器件，电路等都是优等的，当然其价格相当惊人，一般在10万元以上，如BVP-70P，DV-700P等。YangtzeNormalUniversity(2)业务级摄像机：业务级摄像机一般常用于教育部门的电化教育及工业监视等系统中。其性能指标也比较优良，解像力在500线左右。开始采用单管（如DXC-1640），双管（DXC-1800），现在多为三管（DXC-M3A）或三片CCD（如DXC-3000P，DXC-6000P，DXC-M7，DXC-537）价格相对较低，一般在10万元以下。YangtzeNormalUniversity(3)家用级摄像机：这个档级的摄像机种类繁多，主要特点是体积小，重量轻，功能多，使用操作简便，价格低廉，一般在1万元左右。其质量等级比不上广播级或业务级，解像力在300线左右。多为单片CCD摄录一体机。在教学中也常使用此档级的摄象机制作节目或开展微格教学等。YangtzeNormalUniversity2.按使用分类：(1)演播室/现场座机型摄像机。(p43)座机型摄像机体积较大，较笨重，一般安装于底座或三角架上才能操作。镜头的体积、焦距范围、相对孔径也大。常用于演播室，或其他位置相对固定的场所，这类摄像机一般为广播级。YangtzeNormalUniversity(2)便携式摄像机体积小，重量轻，携带方便，用三角架或人体支撑拍摄均可。一般采用直流电池供电，也可通过交流结合器交流供电。可用于多种场合，如电子新闻采访（ENG）和电子现场制作（EFP）。这类摄像机有肩扛式，重量在3-10公斤，一般为广播级或业务级。手持式，重量在0.7-3公斤，则以家用为主。其发展趋势与录像机组合成为摄录一体机。使用更加灵活方便。YangtzeNormalUniversity3.按光电转换器件分类：(1)光电导摄像管：氧化铅管、硒砷碲管。(2)固体光电传感器CCD：发展的趋势不论广播级或业务级，均为CCD取代摄像管。YangtzeNormalUniversity4.按拍摄的光谱范围分类(1)黑白摄像机：作键控字幕，或工业监视用。(2)彩色摄像机：用途最为广泛。(3)红外线摄像机：夜间监控。(4)X光摄像机：医疗、安检。红外线摄象机黑白摄象机YangtzeNormalUniversityX光摄像机返回YangtzeNormalUniversity摄像机的基本组成摄像机组成：镜头系统、主机、寻像器、附件。YangtzeNormalUniversity（1）镜头“镜头”有两种含义，一种是指安装在摄像机上的、由许多光学玻璃镜片及镜筒等部分组合而成的光学装置，另一种是指电影或电视拍摄时的一段固定或活动图象的内容。在这里主要指的是前一种。YangtzeNormalUniversity【1】焦距焦距是镜头的基本特性。按透镜焦距的长短，可分为不同的镜头：有短焦距镜头；有长焦距镜头；介乎两者之间的镜头为中焦距镜头。而要实现从长焦距镜头到短焦距镜头或短焦距镜头到长焦距镜头的变化就需要用一个翘翘板式的按键控制以实现在一定范围内焦距连续可调。YangtzeNormalUniversity变焦镜头从最长焦距到最短焦距，可以开始于任何焦距长度，然后推入（焦距变长）、拉出（焦距变短），改变着成像的大小和视场，使景物在视觉空间里移近或移远（未改变实际物距）。YangtzeNormalUniversity【2】调焦调焦也可称为聚焦。当像平面落在摄像器件受光面的前方或后方时，拍摄的图象显得模糊不清，称为散焦。因此，我们必须通过调焦（聚焦）过程，使光线通过摄像机镜头后准确地会聚在摄像器件的受光面上，得到轮廓清晰的图象。一般摄像机都有前聚焦和后聚焦两种调焦。前聚焦便是根据物体一方的距离调整镜头前部的调焦环（又称聚焦环）带动内部的调焦组透镜前后移动，让焦距稍微有所改变，使像平面落在受光面上。后聚焦一般是调整镜头的后截距。YangtzeNormalUniversityYangtzeNormalUniversity【3】光圈光圈是控制镜头透光能力的装置。光圈的调整可以有两种方式，一种是手动调整，一种是自动调整。手动调整就是当摄取的景物亮度变化范围较大时，摄像人员必须及时跟踪调整光圈，以保证图象信号电平处于正常范围，不出现“超幅”（超过0．7伏），否则图象处将失去灰度层次变化，出现“开花”现象。而自动调整是根据景物亮度，利用自动控制电路来改变光圈大小以适应各种光线条件，能自动地使图象信号的平均电平保持在标准状态。YangtzeNormalUniversityYangtzeNormalUniversity【4】景深如果调焦环固定不动，一被摄物体在离摄像机不同的距离上前后移动时，它的图象有时是清晰的，有时是散焦的。图象看来是清晰时所对应的那段物体移动距离就是“景深”。景深范围的大小究竟与什么有关呢？a景深与镜头的焦距长短有关b景深与光圈的大小有关c景深与物距长短有关YangtzeNormalUniversityYangtzeNormalUniversity(2)主机主机也可称为摄像机回路。它是摄像机的主体部分，可将镜头形成的光学图象转变为适用的电视信号。YangtzeNormalUniversity【1】色温滤光镜太阳和白炽灯发出的光都是白光，但它们的光谱成份并不相同。为了便于对不同的白光源进行比较，就需要选择一个基准来衡量与测定，这个基准就是绝对黑体的温度——色温。绝对黑体也称全辐射体，它是对入射光既不反射、也不透过、而且完全吸收的理想物体。对绝对黑体加热时，它将辐射出连续光谱，其光谱能量的分布只与温度有关。当某一类光源与绝对黑体在某一特定温度下辐射的光具有相同的特性时，这个特定温度就被定义为该光源的色温。色温的单位用绝对温度单位——开氏度（K）表示。色温滤光镜的作用是校正色温，YangtzeNormalUniversity【2】电子快门在录像机上用慢速或静止画面来重放摄像机所拍摄的高速移动的景物时，由于摄像机的惰性，以及扫描速度的限制（相当于1/50秒的快门），使图象模糊，难以看清。随着CCD摄像器件的发展，出现了电子快门，高速度的快门获得的清晰图象在录制各种体育运动以及某些领域里的快速过程的动态分析时是非常有用的。YangtzeNormalUniversity【3】增益增益控制就是在电路中同时对三路图象信号放大量的调整。通常机上设有odB、9dB、18dB等档位以供选择。YangtzeNormalUniversity【4】黑白平衡a白平衡为保证摄像机所摄图象彩色还原正确，一项重要的工作就是调整白平衡。拍教学片时，需要多台摄像机联合使用，应使各机在相同条件下调整白平衡，这样拍出的画面色调才能一致。有些摄像机还设置了实时自动白平衡的功能，当色温在一定范围内变化时，可对白平衡进行实时自动校正。YangtzeNormalUniversityYangtzeNormalUniversityb黑平衡摄像机在拍摄黑色物体时，三个基色电平也应相等，这时显像管荧光屏上才能反映出不带任何其它颜色的纯黑色，这种现象叫黑平衡。摄像机只有白平衡和黑平衡都调整正确，所拍摄的图象才可能不论亮暗均不偏色。黑平衡也有手动调整和自动调整。自动调整通常与白平衡合用一个触发开关钮，只是拨动到相反方向。调好的数据也能存入记忆电路。YangtzeNormalUniversity白平衡，字面上的理解是白色的平衡。那什么是白色？这就涉及到一些色彩学的知识，白色是指反射到人眼中的光线由于蓝、绿、红三种色光比例相同且具有一定的亮度所形成的视觉反应。我们都知道白色光是由赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种色光组成的，而这七种色光又是有红、绿、蓝三原色按不同比例混合形成，当一种光线中的三原色成分比例相同的时候，习惯上人们称之为消色，黑、白、灰、金和银所反射的光都是消色。通俗的理解白色是不含有色彩成份的亮度。YangtzeNormalUniversity当有色光照射到消色物体时，物体反射光颜色与入射光颜色相同，既红光照射下白色物体呈红色，两种以上有色光同时照射到消色物体上时，物体颜色呈加色法效应，如红光和绿光同时照射白色物体，该物体就呈黄色。当有色光照射到有色物体上时，物体的颜色呈减色法效应。如黄色物体在品红光照射下呈现红色，在青色光照射下呈现绿色，在蓝色光照射下呈现灰色或黑色。YangtzeNormalUniversity白平衡的工作原理白平衡是一个很抽象的概念，最通俗的理解就是让白色所成的像依然为白色，如果白是白，那其他景物的影像就会接近人眼的色彩视觉习惯。调整白平衡的过程叫做白平衡调整，白平衡调整在前期设备上一般有三种方式：预置白平衡、手动白平衡调整和自动跟踪白平衡调整。通常按照白平衡调整的程序，推动白平衡的调整开关，白平衡调整电路开始工作，自动完成调校工作，并记录调校结果。如果掌握了白平衡的工作原理，那么使用起来会更加有的放矢，得心应手。YangtzeNormalUniversity预置功能以３２００K色温条件下设置的蓝、绿、红感光平衡。当环境色温为３２００K时，摄像机色温滤光片放置在３２００K，景物可以得到正确的色彩还原；当环境色温为５６００K时，摄像机色温滤光片放置在５６００K，景物可以得到正确的色彩还原。当环境色温在３２００K上下１０００K和５６００K上下１０００K范围内，利用白平衡预置功能可以得到人眼可以接受的色彩还原，由于色温偏差不大，使拍摄出的画面呈现出细微的色彩变化。这有一个好处，不同的生活环境本身会由于环境色和照明差异的影响而色彩基调不同，如果到处调白会使不同的环境呈现单一白光照明的效果，而利用白平衡预置则可以保留这种丰富的色彩变化。返回YangtzeNormalUniversity摄像机的主要工作性能为了更好地使用摄像机，必须对它的性能有所了解，以便能拍出符合图像质量要求的画面。1.信噪比：它是视频信号电平与噪声电平之比。这个指标是衡量摄像机质量的重要指标。信噪比越高，图像越干净，质量就越高，通常在50dB以上。YangtzeNormalUniversity2.最低照度摄像机都需要在某亮度（照度）光线条件下工作，如果光线低于某一照度就无法看清图像。最小照度（最低照度）是摄像机开到最大光圈使用最大增益时，让图像电平达到规定值所需的照度。一般在几十勒克斯。如DXC-537最低照度：F1.813LUX+18dBF1.47.5LUX+18dBDXC-637最低照度F1.81.5LUX+30dBF1.41LUX+30dBYangtzeNormalUniversity3、灵敏度灵敏度是以32000K色温，2000LUX照度的光线照在具有89-90%的反射系数的灰度卡上，用摄像机拍摄，图像电平达到规定值时，所需的光圈指数F，F值越大，灵敏度越高。如DXC-537的灵敏度为：2000LUXF8.0（32000K，89.5%）。灵敏度越高最低照度越低，摄像机质量也越高。如果照度太低或太高时，摄像机拍摄出的图像就会变差。YangtzeNormalUniversity如：照度低可能会出现惰性拖尾。照度太高会出现图像图像“开花”现象。摄像管式摄像机，不能直接对强光及太阳拍摄，否则就会使摄像管烧伤。CCD片式摄像机则无惰性或灼伤现象，可对准太阳拍摄。YangtzeNor