第七章摄录像机基本原理和操作方法

电视节目摄制与编导第七章摄录像机基本原理和操作方法电视摄录像机是电视通讯中最基本的设备，也是电视节目制作的基本工具。它的技术与性能对电视节目的质量影响很大。虽然电视摄像机的电子设备已经变得越来越复杂，但是其性能更加优越，操作也更加容易。学习目标：·了解摄像机的组成、工作原理和功能。·了解摄像机的分类和性能指标。·掌握摄像机的调整与操作方法。·了解数码摄像机的技术特点。·掌握摄像机的拍摄技巧。第一节摄像机的组成、工作原理和功能无论什么摄像机，其工作原理都是相同的，即把光学图像信号转变为电信号。不管电子设备多么复杂，所有电子摄像机都是由三大部件构成的。首先是镜头。镜头选择一定的视野把该景制成小的光学图象。第二个部件是带有成像或成像器件的机身，成像器把镜头输入的光学图像变成电子信号。第三个部件是取景器。它能显示出镜头看到的电视图像。摄像机的基本结构一、摄像机的光学系统镜头系统又可称为外部光学系统，是由许多光学玻璃镜片及镜筒等部分组合而成的光学装置。摄像机镜头一般都带有变焦的功能。一、摄像机的光学系统一、摄像机的光学系统摄像机的变焦和聚焦变焦镜头的基本原理和结构变焦镜头能在保持聚焦的同时使焦距连续变化，相应图像的大小也在连续变化。用单镜头时，要改变图像的大小，只能改变物体到镜头的距离，然而这样的话，图像的位置也变了。如果把两个能连续移动的镜头配合起来使用，那么在改变图像大小的同时，仍能保持聚焦。变焦镜头的基本原理和结构电视摄像机变焦镜头的结构很复杂，但基本原理就是移动透镜系统的一部分以改变图像大小，由此而带来的散焦通过移动透镜系统的另一部分加以补偿。镜头的景深和焦深透镜光轴上的物体在成像面上成像。一定大小的物体显现在成像面上，好像把出现在聚焦点前后某一范围内的物体都聚了焦。相应地，如果成像面上散焦区在某一尺寸之内，那在人眼看来就都是焦点清晰的这个区域的直径被称为容许模糊圈。镜头的景深和焦深镜头的景深和焦深在电视摄像机镜头中，容许模糊圈的直径可由扫描线的宽度大致决定，从而也与图像尺寸有关，还受机器性能和操作条件的影响。在光轴上出现在像前后一定区域内，其散焦程度小于容许模糊圈，这段距离叫做焦深。同焦深相对应的景物的尺寸范围，称为景深。景深之内的物体，都会显现在焦点上。镜头的景深和焦深景深：通常是指在摄像机精确地对焦点的前与后之间物体能呈现清晰图像的距离范围。景深有下列性质1．随光阑指数的增大而增大。2．随焦距的增大而减小。3．景物越远，景深越大。4．景深在物体后面的部分大于前面的部分。1、彩色混合2、光束分离器3、成像装置4、视频信号处理单元二、成像器和摄像机身（主机）摄像机的分色系统摄像机的彩色混合在电视系统中，光线中的三基色是红色、绿色和蓝色。通过把两种或者所有三种光以不同的比例，即不同的光线强度叠加起来，产生所有其它颜色的光。摄像机的彩色混合摄像机的彩色混合摄像机的光电转换系统摄像机的光电转换系统摄像机的光电转换系统摄像机的电路系统CCD驱动电路和信号预放电路相关双重取样处理电路图像信号处理电路自动控制电路数码控制电路摄像机的录像和电源系统数字信号处理系统音频信号处理系统录像机伺服系统系统控制电路电源控制系统三、取景器摄像机工作时，连续显示摄像机拍摄的各种图像的微型监视器被称之为取景器。它为摄像人员取景构图，调准焦点、调试机器以及显示机器的工作状态，监看来自录像机或特技台的视频返送信号。如录制指示、演播指示、白平衡指示、录像机告警、低照度告警、电池告警和增益指示等。第二节摄像机的分类一、按质量分类二、按摄像器件分类三、按信号方式分类模拟磁带录像机的类型主要的模拟录像机类型有：VHS、S-VHS、Hi8、U-matic和BetacamSP录像机等。数字磁带录像机的类型主要的数字录像机类型有：DV、DVCAM、DVCPRO、数字式S、BetacamSX、数字Betacam以及D-1、D-2、D-3、D-5录像机。模拟式录像机表型号录制形式片盒制作特性Betacam-SPY/C部件1/2英寸高质量，标准尖端模拟录制系统用作演播室录像机和一体机U-MaticPAL复合3/4英寸盒带质量较好，早期广泛用于教育、新闻和制片公司S-VHSY/C部件，但实际用作复合信号录制1/2英寸质量较好，广泛用于教育，向下兼容VHSHi8Y/C部件8毫米，比1/4英寸稍大第一代有较好的录制质量，作后期编辑需复制成更高质量的型号VHSPAL复合1/2英寸广泛用于家庭，或用于后期脱机编辑数字式录像机表D-1RGB部件19毫米盒带（约3/4英寸）质量优良，能大量地后期制作而图像无损。作特技效果尤其好D-2复合19毫米盒带（约3/4英寸）质量极好，经过很多代复制仍可保持图像质量，可与标准的模拟设备联用D-3复合1/2英寸盒带（12.77毫米）质量极好，能大量地后期制作，图像受损极小D-5RGB部件1/2英寸盒带（12.77毫米）质量优良，能大量后期制作，无图像损失，能装配在ENG、EFG摄像机上用作一体机数字式BetacamY/R-Y、B-Y分量使用MPEG-2压缩1/2英寸盒带质量优良，能大量后期制作，无图像损失。用于广告、MTV、电视剧等Betacam-SXY/R-Y、B-Y分量使用MPEG-2压缩1/2英寸盒带质量好，能大量后期制作，无图像损失。大量用于新闻、电视剧等，能兼容模拟Betacam-SP数字式SY/C部件使用DV压缩1/2英寸盒带质量较好，能大量后期制作，图像受损极小，向下兼容S-VHSDVCPRO25/50Y/R-Y、B-Y分量使用DV压缩1/4英寸盒带（6.35毫米）图像质量好，接近数字式Betacam，能大量后期制作，图像质量无损DVCAMDVY/R-Y、B-Y分量使用DV压缩1/4英寸盒带（6.35毫米）在复制和编辑时信号能保留数字式并压缩，能大量后期制作，无图像损失第三节摄像机的性能指标一、灵敏度二、信噪比三、图像清晰度四、最低照度五、几何失真六、重合误差七、对比度范围一、灵敏度（低光照灵敏度）灵敏度是指在标准照度2000Lux、色温3200k、0dB增益下，摄像机光圈使用哪一档光圈。二、信噪比摄像机的总体信号与其产生的电子杂波的比率。它显示出信号电平比杂波电平高出的级数，计量单位是分贝（dB）。三、图像清晰度图像清晰度是指摄像机分解黑白细线条的能力，通常用图像中心部分水平分解表示。一般有两种，摄像机水平清晰度和记录水平清晰度，单位是电视行TVLine，也称线。四、最低照度指在一定信噪比条件下，比较被摄景物所需照度的大小。五、几何失真表示重现景物图像与原图像几何形状的差异程度。六、重合误差指摄像机三个基本色图像的重合程度。七、对比度范围明与暗的比率，指视频系统还原一系列不同亮度值的能力。第四节数码摄像机的技术特点一、数码摄像机的工作原理二、数码录像机的工作原理三、数码摄像机的技术特点一、数码摄像机的工作原理无论什么摄像机，其工作原理都是相同的，即把光学图像信号转变为电信号。数码摄像机的光电转换部分主要包括光学镜头、CCD、ADC、DSP。一、数码摄像机的工作原理CCD：电荷偶合器件ADC：模拟-数字信号转换器DSP：数字信号处理器镜头选择一定的视野把该景制成小的光学图象；成像器把镜头输入的光学图像变成电子信号；模拟电信号经过ADC转换成数字信号；DSP进行数字信号编码和处理。二、数码录像机的工作原理录像的工作原理主要是电磁信号的转化过程，及各种信号的处理。将摄像系统送来的亮度信号和色度信号，经模/数转换，送入录像系统的电磁转换部分进行处理，然后将处理后的亮度信号和色度信号混合在一起，再由两个视频磁头交替地记录到录像带上。数码录像机的信号处理方式无论是模拟或数字录像系统，其信号处理的基本方法有:1、复合系统；2、Y/C系统；3、R、G、B系统；4、Y/(R-Y)、(B-Y)系统。数码录像机的信号处理方式复合系统——复合信号系统是把色彩和亮度信息结合成单一的信号。Y/C系统——Y/C系统中亮度信号（Y）和彩色信号（C）在编码处理和译码处理保持分开进行。数码录像机的信号处理方式R、G、B系统——在该系统中，红、绿、蓝信号都保持分开，在全部录像过程中也都独立分开的，并单独记录在录像带上。Y/(R-Y)、(B-Y)系统——该系统是将复合视频信号分解成亮度分量Y和色差分量(R-Y)、(B-Y)，并将亮度分量和色度分量分别调频后记录在亮度磁迹和色度磁迹上。数字电视视频格式的发展阶段：MPEG-2、DVYUV、MPEG-4Motion-JPEG对于DV格式主要的三大类：第一是DVSD（DV、DVCAM、MiniDV)、第二是DV25（也叫DVCPRO25）、第三是DV50（也叫DVCPRO50）对于MPEG格式主要的三大类：第一是MPEG-1第二是MPEG-2第三是MPEG-4DV是一种数字分量格式。DV摄像机编码和磁带记录都采用4:2:0/4:1:1的数字分量记录格式，帧内压缩方法，压缩比为5:1，8Bit采样率、压缩后的视频码流为25Mb/s。关于DV摄像机IEEE1394数字接口:IEEE1394作为一个工业标准的高速串行总线,已广泛应用于数字摄像机和计算机及其外围设备。1394标准是以两对双绞线来传输，在每个方向的传输都使用两对双绞线，并采用DS线的方式，即发送数据到双绞线中的一条，信号到另外一条。关于DV的信号传输关于DV的信号传输1394标准规定的数据比特率有3种：98.304Mbps(S100)、296.608Mbps(S200)、393.216Mbps(s400).IEEE1394接口特点：直接传输数字数据,没有图像和音频的劣化;只需一根电缆,将视频、音频、控制等信号进行数据多工传输;具有热插拔功能,可在多种设备之间进行数据传输。关于DV的信号传输三、数码摄像机的技术特点1、单CCD或3CCD2、液晶屏取景和电子取景3、对焦和白平衡4、光学变焦和数字变焦5、光学防抖和电子防抖6、静态图像存储视频输出三、数码摄像机的技术特点第五节摄像机的调整与操作一、摄像机的常用控制系统二、摄像机的调整与操作一、摄像机的常用控制系统电源、白平衡、黑平衡、增益、电子快门、滤色片、光圈和话筒等。一、摄像机的常用控制系统白平衡——使摄像机正在拍摄的白光的相对发红和发蓝的色彩进行调节，以便一张白色卡片在监视器上看上去是白的。黑平衡——调整摄像机的黑色电平，使摄像机画面为纯黑色。一、摄像机的常用控制系统电子快门——利用电子的方法来控制摄像器件每一个像素存储电荷的时间，从而实现拍摄不同运动速度物体的要求。增益控制——对摄像机图像输出信号电平进行大小调整，使其在低亮度下保持操作。二、摄像机的调整与操作1、SONYDSR-PD150P／松下AG-DVC33数码摄录机主要功能2、SONYDSR-PD150P／松下AG-DVC33数码摄像机的一般操作数码摄录机主要功能数码摄录机主要功能数码摄录机主要功能数码摄录机主要功能数码摄录机主要功能数码摄录机主要功能数码摄录机主要功能数码摄录机主要功能松下AG-DVC33数码摄录机主要功能松下AG-DVC33数码摄录机主要功能松下AG-DVC33数码摄录机主要功能松下AG-DVC33数码摄录机主要功能松下AG-DVC33数码摄录机主要功能松下AG-DVC33数码摄录机主要功能三、摄像机的维护和保养1、摄像像机使用的注意事项2、摄像机的维护三、摄像机的维护和保养（1）镜头不要对着强光拍摄，防止摄像管局部烧伤；（2）用毕后取出磁带，切断电源，关上镜头盖，取出电池块（准备充电），关滤光镜；（3）摄像机水平放置，装箱，避免摄像管中的尘埃落在靶面上，而产生黑色斑点；三、摄像机的维护和保养（4）天气条件比较差的时候不能使用摄像机；（5）避开强磁场；（6）应将摄像机存放在常温干燥处，定期通电；（7）一旦摄像机发生故障，需找专人维修，不要自己乱拆乱卸乱调。数字视频技术名词解释1.何谓V8？所谓V8是因为他所使用的录影带为8mm的带宽所致，而且是记录影像与声音，全名为Video8简称V8。水平解像度为270条。数字视频技术名词解释2.何谓