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摄像机基础知识 主讲 朱昊 1 1 摄像机的工作原理 摄像机是一种把景物光像转变为电信号的装置 其结构大致可分为三部分 光学系统 主要指镜头 光电转换系统 主要指摄像管或固体摄像器件 以及电路系统 主要指视频处理电路 2 3 1 1光学系统 光学系统的主要部件是光学镜头 它由透镜系统组合而成 这个透镜系统包含着许多片凸凹不同的透镜 其中凸透镜的中比边缘厚 因而经透镜边缘部分的光线比中央部分的光线会发生更多的折射 当被摄对象经过光学系统透镜的折射 在光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 光电转换系统中的光敏原件会把 焦点 外的光学图像转变成携带电荷的电信号 这些电信号的作用是微弱的 必须经过电路系统进一步放大 形成符合特定技术要求的信号 并从摄像机中输出 光学系统相当于摄像机的眼睛 与操作技巧密切相关 4 1 2光电转换系统 光电转换系统是摄像机的核心 摄像管或固体摄像器件便是摄像机的 心脏 有关这一部分的内容 将在第三章里介绍 由于家用摄像机大多是将摄像部分和录像部分合为一体 下面再概述一下录像部分的工作原理 当摄像机中的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 录像系统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 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 5 从能量的转变来看 摄像机的工作原理是一个光 电 磁 电 光的转换过程 6 2镜头及其成像原理 镜头是摄像机最主要的组成部分 并被喻为人的眼睛 人眼之所以能看到宇宙万物 是由于凭眼球水晶体能在视网膜上结成影像的缘故 摄像机所以能摄影成像 也主要是靠镜头将被摄体结成影像投在摄像管或固体摄像器件的成像面上 因此说 镜头就是摄像机的眼睛 电视画面的清晰程度和影像层次是否丰富等表现能力 受光学镜头的内在质量所制约 当今市场上常见的各种摄像机的镜头都是加膜镜头 加膜就是在镜头表面涂上一层带色彩的薄膜 用以消减镜片与镜片之间所产生的色散现象 还能减少逆光拍摄时所产生的眩光 保护光线顺利通过镜头 提高镜头透光的能力 使所摄的画面更清晰 7 首先要熟知镜头的成像原理 它主要包括焦距 视角 视场和像场 焦距是焦点距离的简称 例如 把放大镜的一面对着太阳 另一面对着纸片 上下移动到一定的距离时 纸片上就会聚成一个很亮的光点 而且一会儿就能把纸片烧焦成小孔 故称之为 焦点 从透镜中心到纸片的距离 就是透镜的焦点距离 对摄像机来说 焦距相当于从镜头 中心 到摄像管或固体摄像器件成像面的距离 焦距是标志着光学镜头性能的重要数据之一 因为镜头拍摄影像的大小是受焦距控制的 在电视摄像的过程中 摄像者经常变换焦距来进行造型和构图 以形成多样化的视觉效果 例如 在对同一距离的同一目标拍摄时 镜头的焦距越长 镜头的水平视角越窄 拍摄到景物的范围也就越小 镜头的焦距越短 镜头的水平视角越宽 拍摄到的景物范围也就越大 8 9 一个摄像机镜头能涵盖多大范围的景物 通常以角度来表示 这个角度就叫镜头的视角 被摄对象透过镜头在焦点平面上结成可见影像所包括的面积 是镜头的视场 但是 视场上所呈现的影像 中心和边缘的清晰度和亮度不一样 中心部分及比较接近中心部分的影像清晰度较高 也较明亮 边缘部分的影像清晰度差 也暗得多 这边缘部分的影像 对摄像来说是不能用的 所以 在设计摄像机的镜头时 只采用视场 需要重点指出 摄像机最终拍摄画面的尺寸并不完全取决于镜头的像场尺寸 也就是说 镜头成像尺寸必须与摄像管或固体摄像器件成像面的最佳尺寸一致 当摄像机镜头的成像尺寸被确定之后 对一个固定焦距的镜头来说则相对具有一个固定的视野 常用视场来表示视野的大小 它的规律是 焦距越短 视角和视场就越大 所以短焦距镜头又被称为广角镜头 10 11 3CCD CCD的全称是ChargeCoupledDevice 中文名字叫电荷耦合器件 它是一种半导体装置 能够把光学影像转化为数字信号 CCD上植入的微小光敏物质称作像 Pixel 一块CCD上包含的像素数越多 其提供的画面分辨率也就越高 CCD的作用就像胶片一样 但它是把图像像素转换成数字信号 CCD在摄像机 数码相机和扫描仪中应用广泛 只不过摄像机中使用的是点阵CCD 即包括x y两个方向用于摄取平面图像 而扫描仪中使用的是线性CCD 它只有x一个方向 y方向扫描由扫描仪的机械装置来完成 12 1 1 61000万像素CCD 13 3 1CCD的组成 CCD的加工工艺有两种 一种是TTL工艺 一种是CMOS工艺 现在市场上所说的CCD和CMOS其实都是CCD 只不过是加工工艺不同 前者是毫安级的耗电量 二后者是微安级的耗电量 随着科学技术的不段发展 现在CMOS的成像问题得到了不端的改善 SONY等厂家也开始使用CMOS作为高端摄像机器的光电转换设备 14 CCD它使用一种高感光度的半导体材料制成 能把光线转变成电荷 通过模数转换器芯片转换成数字信号 数字信号经过压缩以后由相机内部的闪速存储器或内置硬盘卡保存 因而可以轻而易举地把数据传输给计算机 并借助于计算机的处理手段 根据需要和想像来修改图像 CCD由许多感光单位组成 通常以百万像素为单位 当CCD表面受到光线照射时 每个感光单位会将电荷反映在组件上 所有的感光单位所产生的信号加在一起 就构成了一幅完整的画面 15 16 CCD在摄像机里是一个极其重要的部件 它起到将光线转换成电信号的作用 类似于人的眼睛 因此其性能的好坏将直接影响到摄像机的性能 CCD由微型镜头 分色滤色片 感光层等三层组成 将分别叙述如下 3 1 1微型镜头微型镜头为CCD的第一层 我们知道 数码相机成像的关键是在于其感光层 为了扩展CCD的采光率 必须扩展单一像素的受光面积 但是提高采光率的办法也容易使画质下降 这一层 微型镜头 就等于在感光层前面加上一副眼镜 因此感光面积不再因为传感器的开口面积而决定 而改由微型镜片的表面积来决定 17 3 1 2 分色滤色片分色滤色片为CCD的第二层 目前有两种分色方式 一是RGB原色分色法 另一个则是CMYK补色分色法这两种方法各有优缺点 首先 我们先了解一下两种分色法的概念 RGB即三原色分色法 几乎所有人类眼镜可以识别的颜色 都可以通过红 绿和蓝来组成 而RGB三个字母分别就是Red Green和Blue 这说明RGB分色法是通过这三个通道的颜色调节而成 再说CMYK 这是由四个通道的颜色配合而成 他们分别是青 C 洋红 M 黄 Y 黑 K 在印刷业中 CMYK更为适用 但其调节出来的颜色不及RGB的多 原色CCD的优势在于画质锐利 色彩真实 但缺点则是噪点问题 18 19 3 1 3 感光层感光层为CCD的第三层 这层主要是负责将穿过滤色层的光源转换成电子信号 并将信号传送到影像处理芯片 将影像还原 CCD芯片就像人的视网膜 是摄像机的核心 目前我国尚无能力制造 市场上大部分摄像机采用的是日本SONY SHARP 松下 富士 CANON等公司生产的芯片 各厂家获得途径不同等原因 造成CCD采集效果也大不相同 在购买时 可以采取如下方法检测 接通电源 连接视频电缆到监视器 关闭镜头光圈 看图像全黑时是否有亮点 屏幕上雪花大不大 这些是检测CCD芯片最简单直接的方法 而且不需要其它专用仪器 20 衡量 好坏的指标很多 有像素数量 CCD尺寸 灵敏度 信噪比等 其中像素数以及 尺寸是重要的指标 CCD尺寸 亦即摄像机核心部件 原多为1 2英寸 现在1 3英寸的已普及化 1 4英寸和1 5英寸多为家用机 2 3英寸为广播级尺寸 3 2CCD的技术指标 21 3 2 1 的像素数是指 上感光元件的数量 摄像机拍摄的画面可以理解为由很多个小的点组成 每个点就是一个像素 显然 像素数越多 画面就会越清晰 如果 没有足够的像素的话 拍摄出来的画面的清晰度就会大受影响 因此 理论上 的像素数量应该越多越好 但 像素数的增加会使制造成本以及成品率下降 而且在现行 标清 电视标准下 像素数增加到某一数量后 再增加对拍摄画面清晰度的提高效果变得不明显 因此 一般一百万左右的像素数对一般的使用已经足够了 22 3 2 2灵敏度也称为最小照度 是CCD对环境光线的敏感程度 或者说是CCD正常成像时所需要的最暗光线 照度的单位是勒克斯 LUX 数值越小 表示需要的光线越少 摄像机也越灵敏 月光级和星光级等高增感度摄像机可工作在很暗条件 2 3lux属一般照度 勒克司 lux 法定符号lx 照度单位 为距离一个光强为lcd的光源 在1米处接受的照明强度 习称 烛光 米 亦即距离该光源1米处 1平方米面积接受1lm光通量时的照度 23 3 2 3CCD的尺寸摄像机和相机规格表中的CCD一栏经常写着 1 2 7英寸CCD 等 这里的 1 2 7英寸 就是CCD的尺寸 实际上就是CCD对角线的长度 现有的摄像机一般采用1 2 7英寸 1 2 5英寸和1 1 8英寸等尺寸的CCD CCD是受光元件 像素 的集合体 接收透过镜头的光并将其转换为电信号 在像素数一样的情况下 CCD尺寸越大单位像素就越大 这样 单位像素可以收集更多的光线 因此 理论上可以说有利于提高画质 24 目前专业级的芯片大多数为1 3 和1 2 1英寸 靶面尺寸为宽12 7mm 高9 6mm 对角线16mm 2 3英寸 靶面尺寸为宽8 8mm 高6 6mm 对角线11mm 1 2英寸 靶面尺寸为宽6 4mm 高4 8mm 对角线8mm 1 3英寸 靶面尺寸为宽4 8mm 高3 6mm 对角线6mm 1 4英寸 靶面尺寸为宽3 2mm 高2 4mm 对角线4mm 25 单 指摄像机里只有一片 并用其进行亮度信号以及彩色信号的光电转换 其中色度信号是用 上的一些特定的彩色遮罩装置并结合后面的电路完成的 由于一片 同时完成亮度信号和色度信号的转换 因此难免两全 使得拍摄出来的图像在彩色还原上达不到专业水平的要求 三 就是一台摄像机使用了 片 我们知道 光线如果通过一种特殊的棱镜后 会被分为红 绿 蓝三种颜色 而这三种颜色就是我们电视使用的三基色 通过这三基色 就可以产生包括亮度信号在内的所有电视信号 如果分别用一片 接受每一种颜色并转换为电信号 然后经过电路处理后产生图像信号 这样 就构成了一个 系统 由于 分别用 个 转换红 绿 蓝信号 拍摄出来的图像从彩色还原上要比单 来的自然 亮度以及清晰度也比单 好 但由于使用了三片 摄像机的价格要比单 贵很多 3 3CCD的数量 26 27 28 29 4摄像机的存储方式 随着科学技术的不段发展 现在摄像机器的存储方式已经不在局限于磁带这种载体 各大厂商陆续推出了光盘 硬盘 闪存卡 蓝光存储介质 由于硬盘存储技术还不是很成熟 所以只在民用的小机器上使用 因为硬盘本身的硬伤就是高速转动的时候很怕震动 所以这种介质也只出现在家用机上 存储卡的机器是未来发展的方向 现在很多专业级和广播级机也用存储卡作为介质 抗震性好 可以支持很高的码率的数据流量 采集也很方便 故障率很低 光盘机的存储容量只能是半小时左右 由于记录时里面需要高速转动 抗震性不强 优点是光盘可以直接在DVD机上播放 电脑采集方便 缺点是专用刻录盘价格较贵 摄像时间短 一张DVD刻录盘标准质量能拍摄30分钟 刻录光头容易老化 30 31 5摄像机的记录格式 每一次摄像机记录格式的变更都意味着技术的进步 也意味着清晰度的进一步提高 从美国安培公司的第一台磁带摄像机算起 磁带摄像机已经有50多年的历史了 从信息记录格式上来讲 摄像机可以简单地分为模拟视频格式和数字视频格式两大类 1 模拟格式包括 VHS V8 Hi8等 2 数字格式包括 DigitalBetacam 即DB Digital S Betacam SX DVCAM DVCPRO Digital8 即D8 MicroMV和占家用摄像机市场绝对优势的MiniDV格式 以及HDV HighDefinitionVideo 即高清晰视频 等格式 32 5 1摄像机模拟格式 VHS VideoHomeSystem 即家用视频系统 格式是日本JVC公司推出的第一台家用摄像机采用的格式 VHS录像带的标准录放时间 StandardPlay 缩写为SP 一般为120分钟和180分钟两种 磁带宽度为12mm VHS水平解析度为250线左右 清晰度较低 33 VHS C则是VHS的缩小带 标准录放时间 SP 通常有30分钟和40分钟两种 在延长录放模式 ExtendedPlay 缩写为EP 下录放时间可分别达到90分钟和120分钟 并且可以通过转换匣将VHS C变成VHS带使用 S VHS即所谓的超级VHS制式 磁带宽度也为12mm 但其理论水平解析度提高到了400线左右 是VHS制式的改进和升级 随后推出的S VHS C则为同一格式的缩小带 34 5 2摄像机的数字格式 1 MiniDV当前家用数码摄像机基本上都是采用MiniDV格式 MiniDV格式的水平解析度达到500线以上 标准的MiniDV磁带摄录时间一般为60分钟 使用长时间录放模式LP LongPlay 则可达90分钟 还有一类采用MicroMV格式 MPEG2压缩方式 的数码摄像机 代表机型为索尼的IP系列 这类机器市场占有率较低 可选择机型较少 采用比MiniDV带 6 35mm 更小的3 8mm磁带 水平解析度达530线 35 2 DVCAM格式 1996年推出了DVCAM格式的数字设备 采用5 1的压缩比 4 2 0 PAL 取样方式既 Y 4V 2U 0 8比特数字分量记录 保证了画面的高质量 并可兼容重放家用数字DV录像带 具有优越的性价比 36 37 3 DVCPRO格式 DVCPRO是1996年松下公司在DV格式基础上推出的一种新的数字格式 它采用4 1 1取样 5 1压缩 18微米的磁迹宽度 1998年又在DVCPRO的基础上推出了DVCPRO50 它采用4 2 2取样 3 3 1压缩 1999年开始推出更高级的产品DVCPRO100 又称DVCPROHD 向数字电视的更高水准 高清晰度电视领域发展 DVCPRO家族可满足现场演播室以及更多广播级和专业级应用的需要 38 39 4 Digital S格式 是日本JVC公司于1995年4月推出的一种新型的广播专业级数字分量录像机 也称D 9格式 它是以S VHS技术为基础开发的具有高效编码数字技术S格式的录像标准 它可以重放S VHS的图像信号 录像带宽度为12 7毫米 1 2英寸 采用4 2 2取样 8BIT量化 采用帧内3 3 1压缩 视频数据率为50MBPS 可记录4路音频 每路48KHZ取样 16BIT量化 5 Betacam SX格式 它采用了MPEG 2MP ML的扩展4 2 2P ML标准 在保证高图像质量的同时有较高的压缩比 10 1 6 Digital Betacam格式 SONY公司于1993年推出Betacam数字分量录像机 采用1 2英寸金属带 视频信号采用4 2 2取样 数字输入10BIT量化 模拟输入8BIT量化 帧内2 1数据压缩 40 41 42 5 3摄像机的高清格式 1 AVCHD是索尼 Sony 公司与松下电器 Panasonic 於2006年5月联合发表的高画质光碟压缩技术 AVCHD标准基於MPEG 4AVC H 264视讯编码 支援480i 720p 1080i 1080p等格式 同时支援杜比数位5 1声道AC 3或线性PCM7 1声道音频压缩 AVCHD可以使用8厘米的mini DVD光碟 单张可存储大约20分钟的高解析度视讯内容 现在也可以使用SD卡记录 2 HDV 随着高清晰电视时代的到来 索尼 佳能 夏普和JVC公司制订了新一代针对数码摄像机的高清晰视频格式HDV 它采用MPEG2压缩方式 16 9宽高比 1080i 隔行扫描 720p 逐行扫描 与目前的高清晰电视HDTV HighDefinitionTelevision 相兼容 索尼也率先推出了采用HDV格式的摄像机HDR FX1 43 3 DVCPROHD P2HD P2系列产品的核心是松下公司最新推出的插卡式PC卡介质 这种固态存储卡称作P2 ProfessionalPlug in 专业插卡式 视音频素材直接以MXF文件形式记录在P2卡上 它具有友好的IT接口及高达640Mbps的读写速度 用户可以使用非编设备即刻读取P2卡上的素材数据进行非线性编辑和数据传送 而不需要数字化处理 从而大大提高了速度及效率 它既不是磁带 也不是光盘 不需要机械装置 也就不需要对机械装置进行维护所必需的人力物力的投入 最大程度地节约了电视台的运作成本 P2将AV和IT两个领域极好地融合在了一起 使新闻采集进入了一个新纪元 与传统的电子新闻采集系统相比 这是一种更灵活 更可靠和功能更强大的基于IT技术的新闻采集 ING 工作流程 44 随着视频编码技术的进步 结合P2介质的独特优点 松下公司在倍受好评的DVCPROHD格式的基础之上 全新推出了H 264高清编码格式 这一编码方式抛弃掉原来磁带记录所必须的一些纠错码等一些对于P2记录介质来说不必要的码流 以较低码流实现了极高的高清图像质量 在专业广播电视领域 松下仍然采用帧内压缩的H 264编码方式 而对于个人用户 松下公司可以用帧间压缩的H 264方式来进行对应 今后 P2高清设备将仍然采用DVCPROHD作为标准的高清记录格式 同时可以对应H 264的压缩格式 所有使用这两种格式的P2高清产品将统一采用作为产品标识 45 46 47 4 XDCAM Sony在2003年所推出的无影带式专业录影系统 2003年10月开始发售SD系统商品 2006年4月开始发售HD系统 XDCAM的首两代XDCAM及XDCAMHD 使用ProfessionalDisc 蓝光 可储存23GB PFD23 单面 或50GB PFD50 双面 数据 第三代XDCAMEX 使用固态SxS记忆卡 在2008年 JVC宣布和Sony结盟支援XDCAMEX格式 XDCAM产品范围包括了摄影机和录影机 作为突发取代传统录影机的格式 容许XDCAM光碟可以应用在传统影带式的工作流程 其录影机亦可作为随机存取磁盘机 以IEEE1394及以太网等途径容易汇入录像到非线性编辑系统 所以与过去使用影带的录影机系统比起来 进行非线性编辑更容易 48 5 XDCAM EX 49 XDCAMEX是SONY公司顺应目前高清制作的IT化 网络化以及普及化需求 推出的以SxS存储卡作为存储媒体的系列产品 ExpressCard的速度快 体积小的特点 SONY最终决定发展闪存技术 为无带式节目制作开发更广泛的应用领域 XDCAMEX摄录一体机及录像机可以在小规模制作系统中发挥很大的作用 因为用户可以方便地对闪存介质进行管理 XDCAMEX家族的产品继续采用MPEG 2压缩技术 图像采集系统使用三片 英寸成像器 可以多种帧率记录1920 x1080 1280 x720以及1440 x1080格式的高清信号 50 51 52 6摄像机的分类 6 1按其性能和用途不同 可划分为广播级 业务级 家用级 1 广播级摄像机 是最高档的摄像机 主要用于广播电视领域 图像质量最好 彩色 灰度都很逼真 几乎无几何失真 具有优良的暗场图像 在允许的工作范围内 图像质量变化很小 性能稳定 自动化程度高 遥控功能全面 体积稍大 当然价格也最高 53 2 业务级摄像机 主要用于电化教育 闭路电视 工业 医疗等领域 图像质量低于广播级 价格便宜 小巧轻便 3 家用级摄像机 主要用于家庭娱乐 如旅游 婚礼 生日 聚会等场合 图像质量一般 价格低廉 但它在节目制作上也有用途 如业余人员遇上某些突发事件 用家用机拍摄的场面 或者一些趣闻奇观 54 6 2按电视节目制作方式可分为ESP用 EFP用和ENG用摄像机 1 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 2 现场节目制作 EFP 用摄像机 图像质量等指标略低于演播室用摄像机 可以使用电池和交流电供电 既可以做ENG使用也能用于演播室使用 3 电子新闻采集 ENG 用摄像机 主要用于外景工作环境下 要求体积小 重量轻 便于携带 机动灵活 操作简单 55 56 1 ESP类摄像机 要求图像质量最好 通常非常沉重 需要一些机架或一些其他类型的摄像机底座设备来支撑 不方便随意搬动 高质量摄像机包含有三个CCD和许多电子控制装置 它们装配有一个大的镜头和大的取景器 因此整个摄像机头比一般的便携式摄像机重很多 它们也往往需要通过电缆把摄像机头和摄像机控制器CCU 同步信号发生器 电源等一系列制作高质量的图像所必须的设备相连接 2 EFP类摄像机 往往是便携式的 援像机中包括了摄像机系列的所有部件 它可以采用电池供电方式 也可采用交流电源供电方式 EFP摄像机质量与ESP相似 但体积更小 以满足轻便型现场节目的制作需要 57 3 ENG类摄像机 一般也为便携式的 甚至有的是摄录一体机 ENG用摄像机工作于复杂多变的环境中 要求体积小 重量轻 便于携带 对非标准的照明情况有良好的适应性 在恶劣的气候条件下有良好助工作稳定性 自动化程度高 在实际操作中调整方便 无论是ESP用 EFP用 还是ENG用摄像机 都向高质量化 固体化 小型化 数字化 高清晰度化等方向发展 它们制作的电视图像质量的差别也越来越不明显 58 8摄像机的选购 8 1正确解读CCD的像素数码摄像机和数码相机一样 也使用CCD作为主要的成像部件 CCD是一种称为电荷耦合器件的集成电路芯片 其功能是将被摄景物的光信号变成图像视频信号 因此也叫图像传感器 在拍摄时 光线通过摄像机镜头投射到CCD芯片表面上 数码摄像机根据CCD芯片上各像素点的电荷反应记录下拍摄的影像 因此 理论上讲 CCD的像素越高 拍摄的图像越细腻 分辨率也越高 CCD的像素虽然基本上决定了数码摄像机的档次 不过高像素并不代表拍摄品质肯定更出色 像素并不是越高越好 这是因为数码摄像机的拍摄品质不仅仅取决于CCD 还和所用镜头的质量 配备的对焦系统 使用的防抖动功能等因素有着紧密联系 59 CCD作为主要的成像部件 在面积不变的情况下 像素数越高 对光线的要求就越高 对数码摄像机的光学镜头系统的要求也就越高 因此 对于使用了高像素CCD的数码摄像机来说 必须要有匹配的镜头等光学系统 否则并没有实用价值 那么 多大像素合适呢 数码摄像机对像素的要求不同于数码相机 一般家庭用的数码摄像机拍摄动态影像达到其720 576的理论分辨率 只要42万的有效像素就够了 更高的像素只用于拍摄静像和实现一些需要牺牲像素的功能 动态像素超过的部分一般有两个作用 电子防抖和增加清晰度 实质上 CCD上一个像素的概念不等价于最后视频画面上的一个像素 后者每个像素包含R G B的三个值 或者说这三个值又由原来的Y U V即亮度 色度换算过来的 60 但CCD上一个像素只是一个感光点 而且只是一个只能感应R G B中一种原色的感光点 人眼对绿色最敏感 于是 CCD上的像素按R B G为1 2 1的比例来分配 例如 动态有效像素40万的CCD 绿色20万个感光点 红色和蓝色都是10万 这样看来 实际上动态有效像素40万的CCD 不能很好地完成40万像素的PAL标清拍摄 清晰度和噪点其实不是很能令人满意的 除非是3CCD 每片CCD动态有效像素40万的话 再加上光学防抖 清晰度绝对要超过40万像素的单CCD 于是 单CCD提高动态有效像素就成为了必然了 那些高像素单CCD也的确要比低像素的清晰度 细腻度高 61 8 2CCD尺寸的重要性和数码相机一样 数码摄像机CCD的指标中尺寸大小对成像的影响非常大 CCD属于感光元件 光敏单元尺寸对成像的影响是极其重要的 我们知道 数码摄像机在拍摄时根据CCD芯片上各光敏单元的电荷反应记录下拍摄的影像 数码摄像机的像素数等于摄像机内CCD感光元件上光敏单元的数量 那么 相同像素下 CCD的尺寸越大 CCD上每一个光敏单元的尺寸也就越大 光敏单元的尺寸越大 感光元件对光线也就越敏感 产生的信号噪音就越小 对高光和阴影部分的再现更优异 对比度也更高 而CCD的尺寸越小 其光敏单元的尺寸也就越小 CCD的成像就相对模糊 色彩还原的丰富程度也差 同时需要利用一些像素实现的防抖动功能也相对弱一些 62 8 33CCD摄像机的优劣和数码相机不同的是 数码摄像机还有一个CCD个数的指标 除了普通的1CCD数码摄像机以外 还有一种3CCD的数码摄像机 我们知道 摄像机所拍摄到的影像 其实是通过光所产生出来的 而光是由红 绿 蓝三原色所构成的 常见的CCD数码摄像机采用1个CCD处理 通过摄像机将光线还原为三原色 而3CCD数码摄像机是通过特有的三棱镜将光线分解并使用三个独立的CCD进行处理 既避免了1CCD数码摄像机还原时的色彩误差 又能够确保达到高分辨率以及精确的重现色彩效果 拍摄的影像将更为鲜明 有层次感 因此 专业级的数码摄像机基本都已采用了3CCD模式 63 8 4镜头变焦倍数的选择变焦分为光学变焦和数码变焦两种 需要注意 光学变焦性能和数码变焦性能是没有关联的 虽然许多厂商都会以数码变焦的倍数多大作为卖点 但实际上 数码变焦只是将拍摄的影像放大然后对空白部分进行科学填充产生的 也就是所谓的插值法放大 插值成分越多 牺牲的图片细节也就越多 清晰度越低 根本没有意义 所以数码变焦的倍数基本上不必列入考虑的范围 千万不要听信商家不负责任的宣传 误以为通过数码变焦功能就能够补偿光学变焦范围的不足 使用数码相机的朋友都知道该功能基本上只是一项数字游戏 64 只有光学变焦倍数才是真正衡量数码摄像机镜头性能的指标 光学变焦倍数越大 可以拍摄的景物就越远 拍摄的场景大小可取舍的程度就越大 构图越方便 这点和数码相机的变焦镜头是同等道理 但选购时 您不必刻意追求大倍率光学变焦镜头 目前家用数码摄像机大多配备8到10倍的光学变焦镜头 可以拍摄60到70米之外的景物 对于普通用户来说 基本上已经足够了 过大的变焦 画面非常容易抖动 不用三脚架很难获得较好的效果 适用的场合比较少 而且提供高倍数光学变焦镜头的数码摄像机往往价格比较昂贵 65 8 5镜头的选择镜头是相机的灵魂 同样也是数码摄像机的灵魂 是选购时最不可忽视的要素之一 摄像机所摄取的景物实际上都是一种包含着不同亮度的光谱 不论是相机还是摄像机 不论是传统的还是数码的 光学信息都必须经过光学镜头才会到达感光器件上 没有好的镜头 其他配件再好 摄像机仍然无法获得理想的拍摄效果 那么什么镜头最好呢 很难说哪一种镜头就是最好的 目前市场上主要的镜头生产厂商包括尼康 佳能 宾得 莱卡 蔡司 施耐德和安琴等 不同品牌的相机拥有各自知识产权的 带有不同特殊功能的镜片 因此很多摄像机厂商都会标示自己的产品使用哪种镜头 66 只有光学变焦倍数才是真正衡量数码摄像机镜头性能的指标 光学变焦倍数越大 可以拍摄的景物就越远 拍摄的场景大小可取舍的程度就越大 构图越方便 这点和数码相机的变焦镜头是同等道理 但选购时 您不必刻意追求大倍率光学变焦镜头 目前家用数码摄像机大多配备8到10倍的光学变焦镜头 可以拍摄60到70米之外的景物 对于普通用户来说 基本上已经足够了 过大的变焦 画面非常容易抖动 不用三脚架很难获得较好的效果 适用的场合比较少 而且提供高倍数光学变焦镜头的数码摄像机往往价格比较昂贵 67 但实际上 您不必过于在意镜头的生产厂商 只要是以上几大厂商的产品 一般品质都是不错的 莱卡 蔡司等生产厂商虽然著名 但价格昂贵 而且只有在专业机型上配合同档次的机身才能够真正发挥作用 如果在同档次 同价位的机型上 厂商提供名牌镜头 不难明白 要么是压缩其他配件的成本 要么是该镜头虽然是名牌 但具体指标并不太高 68 8 6摄像机体积与成像质量的关系随着人们生活水平的日益提高和数码摄像机技术的不断发展 数码摄像机的选择越来越倾向于外观小巧 质量轻盈 便于携带的小型机器 但却鲜有人去考虑体积是否会影响图像的品质 从便于携带的角度考虑 小巧玲珑的数码摄像机的确更具优势 最重要的是小机器拍摄时可以采用任何姿势 不会因为站位而局限了拍摄视角 但在决定选择小型机器时 您必须知道的是 由于小机器难以把握 拍摄时容易抖动 于小型机器受到体积的限制 所以除了液晶取景器较小以外 光学变焦倍数往往也比较小 电池和存储介质等各方面都有一定的局限性 69 8 7摄像机存储格式的优劣摄像机的存储格式分为模拟格式和数字格式两大类 模拟格式的图像品质比不上数字格式 并且后期采集编辑处理方面也不如数字格式方便 模拟格式中VHS C格式的磁带宽度与标准VHS磁带完全相同 但外盒较小 其优点是携带方便并能够通过转换盒在任何一台家用录放机上播放 8mm格式其质量与VHS C格式相当 但磁带较窄 除了一些老机器 目前已经几乎没有使用这种格式的摄像机了 Hi8格式外观与8mm磁带相同 但能够利用特殊的图像处理工艺拍摄到更清晰 分辨率更高的视频图像 其色彩也比其他模拟格式鲜明 70 数码摄像机采用的数字格式中Digital8也就是简称D8格式采用的是8mm或Hi8的视频盒带 只不过磁带上记录的是数字信号而已 用数字信号记录可以明显改善记录图像的质量 同时也便于将数据传输到电脑上进行编辑 另外一种数字格式MiniDV是目前家庭数码摄像机上最常见的格式 其图像质量比D8格式更好 但所有MiniDV的摄像机价格也比D8摄像机贵 此外 数码摄像机还采用MICROMV和DVD等数字格式 前者是索尼公司推出的新型微小型磁带格式 磁带宽度只有3 8mm 使用这种格式的数码摄像机非常小 甚至可以放入衬衣口袋里 而后者是一种将图像信息记录在DVD R或DVD RAM光碟上的格式 其优点是能够在DVD播放机上播放 并且由于采用的是非线性的DVD光盘系统 定位时无需像磁带那样倒带 采集编辑影像时非常方便 71 8 8摄像机的最低照度最低照度是测量摄像机感光度的一种方法 换句话说 是标示摄像机能在多黑的条件下拍摄到影像的指标 最低照度通常以LUX为单位来标示 最低照度1LUX摄像机也就是说能够在一支蜡烛的光亮下离物体大约3英尺进行拍摄 但一般情况下 厂商会宣称是