第一单元-电视摄像技术-电视摄像系统

第一单元-电视摄像技术-电视摄像系统第一章电视摄像（影）机摄像机光电转换设备摄像机与录像机完成不同功能数字摄像机的涵义？4/29/20242SONYDVCAM摄录一体机4/29/202431、摄像机VS人眼成像系统光圈vs瞳孔色彩的还原亮度变化的细节以及包容度晃动与不平衡感记录与重放时间与空间的再现以及再现效果工作环境4/29/202442、摄像机的类别分类是一种科学方法，如何分类总是令人伤透脑筋首先，数数可以分类的属性用途，图像质量，电视制作方式，信号方式，信号格式，摄像器件数量与尺寸，等4/29/20245按摄像机的用途分类广播级广播领域，功能齐全，图像质量优，系统参数好，价格昂贵业务级（专业级）“工农商学兵”，质量、功能满足要求家用级家庭娱乐，结构、操作简单，自动化程度高，价格便宜4/29/20246DSR-250PDVCAM摄录一体机DSR-390PDVCAM演播室/数字摄录一体机DSR-PD150P是DVCAM轻便型摄录一体机索尼DVD805E摄像机松下数码摄像机GS1504/29/20247按图像质量分类高清晰度摄像机根据DVB——HDTV系统要求，水平清晰度可达1125（1080）线标准清晰度摄像机图像质量可达576水平电视线左右普通清晰度摄像机400水平电视线左右甚至更低4/29/20248HDW-F90024P高清多格式摄录一体机HDW-730S高清晰度摄像机4/29/20249高清晰度节目制作正在全球范围内逐渐成为主流，而HDCAM格式已成为了最普及的格式。这一普及性促使人们进一步要求更高的图像质量和更高的录制水平。针对这些要求，Sony推出了一种新的尖端格式，提供了一个更高的平台，它可以比现在的HDCAM设备具备更大的录制容量、更高的数据传输率，和更多的音频通道。这种新的格式就是HDCAM-SR。HDCAM-SR格式有比常规的录像带格式大好几倍的录制能力，是专门为适合极高质量的数字现场拍摄而开发的。特性描述

支持4:4:4高档数字电影的拍摄，和多种高清扫描格式

108023.98/24/25/29.97/30PsF

108050/59.94/60I采用全新的220万像素的PowerHADFITCCD

灵敏度：F10.0@2000lx

信噪比：-54dB

垂直拖尾电平:-135dB先进的12比特模数转换处理1000电视线水平清晰度应用了先进数字信号处理技术，提供自适应高亮度处理、拐点饱和度控制、三肤色细节校正、多区彩色校正、自适应细节控制、黑伽玛扩展等功能多种具有符合电影画面风格创作的性能

提高约一档光圈的动态范围（逐行拍摄时）

用户Gamma，方便导演任意设置画面影调

长时间曝光，在低照度时，可以改变曝光时间

逐帧记录和“降格”拍摄2.7英寸LCD彩色寻像器，更便于现场拍摄MemoryStick用于设定数据存储，和系统升级与SRW-1组成现场制作系统与HDCU-F950组成4:4:4RGB全带宽的EFP制作系统4/29/202410按摄像机用于

电视节目制作方式分类演播室（ESP）用摄像机图像质量最好，清晰度最高，信噪比最大，体积也稍大现场节目制作（EFP）用摄像机指标略低于演播室用摄像机电子新闻采集（ENG）用摄像机体积小，重量轻，便于携带，机动灵活，操作简单，摄录一体4/29/202411HDC-910高清演播室摄像机BVP-900P标清广播级演播室摄像机HDC-950高清演播室摄像机4/29/202412按摄像器件分类摄像管摄像机光电转换电子管，靶面通常由氧化铅、硒砷碲做成CCD摄像机（又称：固体摄像器件摄像机）CCD电荷耦合器件（晶体管）用于光电转换4/29/2024134/29/2024144/29/202415(1)光电靶；在摄像管前方玻璃屏内壁上镀上一层很薄且透明的金属导电膜，作为光的通路和信号输出电极，金属膜的后面是光电靶，其结构如图(a)所示。光电靶由三层半导体材料组成。中间较厚的一层为氧化铅半导体(pbo)，称为I层，里面受电子束扫描的一层为P型半导体层，在外面受光照射并与透明金属膜接触的一层为N型半导体。P层与N层都比I层薄得多，因此pbo管的光电靶实际上相当于一个光敏二极管，主要由I层(pbo)决定其工作性能。由于半导体的光敏特性，当照射在它上面的光线强弱变化时，其等效电阻也随之变化。(2)电子枪：电子枪由罩在真空玻璃管内的灯丝、阴极、控制栅极、加速极、聚焦极等组成。当给各电极施加正常电压时，阴极发射的电子，在加速极、聚焦极、高压阳极(网电极)的作用下，加速聚焦成很细的电子束打在光电靶上。该电子束受套在管外的行、场偏转磁场的作用，沿着靶面从左至右，从上而下地运动，以拾取信号。(3)图像信号的产生：图像信号产生电路示意图如图(b)所示。当图像通过摄像机镜头成像于光电靶时，对应于图像像素的亮点，光电导层的电导率高，等效电阻小，电子束扫射到图光电靶与视频图像信号产生此“亮点”时，它在回路中形成的电流大，在负载电阻上的压降较大，输出电压较小。反之，对应于图像像素的暗点，光电导层相应的等效电阻大，电子束扫射到“暗点”时，它在回路中形成的电流小，在负载电阻上的压降较小，输出电压较大。显然，摄像管输出的图像信号电压的高低与图像的亮暗成反比，称为负极性电视信号。顺便指出，若图像信号电压的高低与图像的亮暗成正比，称之为正极性电视信号。由上所述，摄像管将图像各点像素的亮暗信息转换为电压随之变化的电信号，完成了光电转换。4/29/202416按摄像器件数量分类摄像管单管、两管、三管摄像机CCD器件单片、两片、三片CCD摄像机4/29/202417CCD,ChargeCoupledDeviceCMOS（一般的电脑用摄像头都是cmos芯片，也有用于专业摄像机的）4/29/2024184/29/202419CCD摄像机按CCD尺寸

以及CCD工作方式分类按尺寸分类2/3英寸，1/2英寸，1/4英寸CCD摄像机按工作方式IT（行间转移）方式FT（帧间转移）方式FIT（行帧间转移方式4/29/202420按信号方式分类主要以信号处理和输出的方式来分模拟摄像机模拟复合、模拟分量数字摄像机数字复合、数字分量、数字RGB4/29/202421数字摄像机的分类面对种类繁多的数字摄像机，用户感到困惑与迷茫……Digital-S，DVC，Mini-DV，DVC-PRO，DVCAMSONY公司的专业数字摄像机格式D-Betacam，BetacamSX、EX系列4/29/2024224/29/202423分类的困惑质量的困惑价格的困惑格式的困惑人的困惑如何不困惑？！4/29/202424家用摄录放一体机的选择民间一般称DV机对应的，数码照相机称为DC。首先是价格其次是存储媒体磁带，硬盘，固体存储器操作方便与功能提供参数的因素综合考虑性能、信誉、品牌、价格、售后服务等4/29/2024253、摄像机的规格和技术指标摄像机的“规格”摄像方式、摄像器件、光学系统组成、信号处理方式、色温滤色片数量与档数设置等参数的笼统的称谓。例如：4/29/202426

DVW-707P格式摄录一体机

数字Betacam记录格式

12比特模数转换技术

3片2/3英寸4:3PowerHADIT型CCD,47万像素

+48dB超级增益功能

多区彩色校正功能

多种可选择的伽玛曲线

可调整的数字色温功能

自动跟踪白平衡功能

电子柔焦功能

指派功能按键

本机SDI信号输出(选配)

最大8秒图像缓存记录功能(选配)

双声道音频输出接口

可选配彩色寻像器4/29/202427摄像机的主要技术指标灵敏度灵敏度是在同一照度下，拍摄同一景物得到额定输出时所用的光圈大小来衡量的。通常在照度为20001x（勒克斯），色温3200K，拍摄白反射系数为89.9％的景物，信号输出为700毫伏。此时使用的光圈越小，表示摄像机的灵敏度越高。4/29/202428摄像机的主要技术指标图像清晰度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力表示。如水平分解力700线则表示在拍摄一幅水平方向具有700线条黑白相间垂直线条的图像时，监视器上重现图像的中心部分还能看清楚黑白线条。水平分解力越高，图像的清晰度就越高。对于CCD图像传感器，全图像内的水平清晰度都是一致的。4/29/202429摄像机的主要技术指标信噪比（S/N）在标准照明度（2000lx）下，摄像机图像（亮度或绿色通路）信号（未经伽玛校正和孔阑校正）的峰峰值与视频噪波的有效值之比。信噪比越高越好。一般约在54-63dB之间。4/29/202430摄像机的主要技术指标最低照度是指在一定的信噪比条件下，比较被摄景物所需照度的大小。照度越低，说明摄像机灵敏度越高。如1.10lx，F1.4（36dB）4/29/202431摄像机的主要技术指标几何失真表示重现图像与原图像的几何形状的差异，表现为枕形、桶形、菱形等多种失真形式。它主要是摄像管摄像机的一大指标.CCD摄像机几乎没有几何失真，很难测量得到。4/29/202432摄像机的主要技术指标重合精度三片或三管式摄像机重现的彩色图像是由红、绿、蓝三个基色图像混配出来的，三者在空间位置和几何位置必须一致，否则混合出的图像必然有红、绿、蓝等色边出现。主要由于光电转换器件的相对位移和扫描电子束或CCD感光器件排列不整齐造成。4/29/202433摄像机的其它技术指标自动化程度机械性能操作的方便性寻像器的技术参数电池的技术参数工作环境要求……等4/29/202434深入了解技术指标……摄像机技术指标浅析DV格式技术参数祥解

4/29/2024354、摄像机的工作原理摄像机实际是进行光电转换的设备，它利用三基色原理，通过光学系统，把彩色景物的光像分解为红、绿、蓝三种基色光像，由摄像管或CCD器件完成光信号到电信号的转换，然后进行信号处理，编码形成彩色全电视信号。4/29/202436摄像机的工作系统构成（1）光学系统（镜头、滤色片、分光装置）（2）光电转换系统（成像器件）（3）视频信号系统（预放器、视频信号处理、编码器）（4）辅助电路系统（同步机、镜头伺服、电源供给）4/29/2024374/29/2024384/29/2024394/29/2024404/29/202441光学系统三个主要功能：景物成像、基色分光和色温校正。完成三个功能的器件：变焦距(一般情况下)镜头、分色装置和色温滤色片。4/29/202442变焦距镜头由调焦组、变焦组（变倍组）、补偿组和移像组等多组光学透镜组成，每组透镜又由多片不同曲率，不同材料的透镜组成，以便校正镜头系统中的像差和色差。4/29/2024434/29/202444变焦距镜头调焦组使一定距离的拍摄物清晰地成像在摄像器件上。变焦组镜片的移动可改变镜头的焦距，即改变图像的放大率。一般变焦距镜头的变焦倍数可达12—22倍。补偿组在变焦距时与变焦组镜片按一定规律同时移动，可保证成像面的位置不变，即保证变焦距时图像清晰度不变。4/29/202445变焦距镜头光圈，又称为光阑，它是孔径大小可以调节的薄片装置，用以控制通过镜头的光通量。固定组（又称移像组）可将镜头的成像向面后移一段距离，以便在镜头与摄像器件之间安装分光系统。固定组内还可以安装扩展镜（倍率镜），其作用是增大图像的放大率。4/29/202446变焦距镜头的效果4/29/202447广角镜头的效果4/29/202448广角镜头的效果://hi.baidu/雅痞锋/album/item/1099d62307bee8479822edf8.html4/29/202449超广角镜头的效果4/29/202450分色棱镜基色分光由分色棱镜来完成，它由三块棱镜粘合而成。在棱镜A、B的表面分别镀有不同的分色膜Mr和Mb，分色膜的厚度和折射率决定它可以反射某些波长的光而透过另一些波长的光，从而起到分色作用。4/29/2024514/29/202452色温滤色片原因自然界各种景物呈现的彩色不仅与景物本身的特性有关，而且与照明光源的光谱成份（即光源的色温）有关。因此，有可能因为照射光的色温而使得被摄物体的自然观感在被摄像机摄取后被破坏，“显得”颜色不正。4/29/202453色温滤色片于是，彩色摄像机在不同光源照明条件下，拍摄同一景物时，屏幕上重现图像的色彩也有所不同。为了适应不同的照明条件，正确重现景物的彩色，必须采用色温滤色片对光源的色温进行校正。4/29/202454光源相关色温备注A2854K相当于钨丝灯2800K发出的光B4800K接近中午直射阳光C6800K相当于白天自然光D656500K相当于白天的平均照明光E5500K假想的等能白光卤钨灯3200K演播室常用光源彩色电视技术中常用的标准白光源的光谱分布图及各光源的色温图表4/29/202455实际情况下的色温滤色片大太阳的早晨、中午或傍晚厚云层的早晨、中午或傍晚薄薄的云层日光灯碘钨灯烛光需要将画面表现得冷清一些需要将画面表现得欢乐一些需要表现为夜色0OFF13200K25600K35600K+1/4ND4/29/202456CCD的基本原理CCD是有许多极小的半导体光敏元件构成。常用的有PN结型光电二极管和MOS（金属氧化物半导体）电容。4/29/202457帧一行间转移方式（FIT式）图中（下一页）上部所示的是一块不感光的CCD存储器，它的存储单元与感光单元的结构与数量完全一致。4/29/2024584/29/2024594/29/2024604/29/202461电子快门是提高快速运动物体图像清晰度的技术。它的控制范围大，在FIT型、IT型CCD中得到广泛支持。实际上，快门就是电子脉冲，用于转移CCD感光器件感光时间的控制，也就是说，一般快门的速度都快于1/50，即是：1/50、1/100、1/250、1/500、1/1000、1/2000秒。4/29/202462快门的选择4/29/202463镜头的景深光学镜头能把景物空间中一定范围的物体在像平面上都形成较清晰的像，这个范围所对应的纵深距离称之为景深。4/29/202464景深的例子14/29/202465景深的例子24/29/202466景深的例子34/29/202467景深的大小4/29/202468景深的例子44/29/202469景深与焦距的关系4/29/202470景深与光圈和物距的关系4/29/202471光圈与景深的关系示例4/29/202472景深的作用4/29/202473电路处理系统预放器视频信号处理系统编码器辅助电路系统4/29/2024744/29/202475摄像机的调整首先请你想想电视摄像技术课程时，如何调整摄像机？你认为在拍摄之前，应该做些什么？两方面的考虑：准备硬件，和采用现有设备设计按照拍摄要求拍摄我们来讲讲你手中的“摄像机”4/29/202476摄像机技术性能的调整实际上属于工程师的活儿……因此，你（可能）只需要听听……清晰度调整重合调整线性调整灰度调整彩色调整4/29/202477摄像机拍摄前的性能调整寻像器调整白平衡调整后焦距调整快门速度的调整增益的调整音频电平的调整其它的调整……4/29/202478摄像机的附件三脚架及滑轮（支撑装置）云台摄像机适配器CCU控制器电缆接口……等4/29/202479稳定装置：三脚架4/29/202480专业三脚架4/29/2024814/29/202482其他稳定装置4/29/202483摄像器材的准备与维护当你想吃“香香”臭豆腐时忘了带money同样在外