第5章影像设备.ppt

项目十一数码摄像机及数码相机的使用与维护,数码摄像机,数码照相机,一、数码摄像机概述二、数码摄像机工作原理三、数码摄像机特点四、数码摄像机的分类五、数码摄像机的维护六、数码摄像机的选购,七、数码相机概述八、数码相机主要部件九、数码相机工作原理十、数码相机的主要性能指标十一、数码相机的选购十二、数码相机的使用与维护,一、数码摄像机概述,数码摄像机就是DV，DV是DigitalVideo的缩写，译成中文就是“数字视频”的意思，它是由索尼、松下、胜利、夏普、东芝和佳能等多家著名家电巨擘联合制定的一种数码视频格式。按使用用途可分为：广播级机型、专业级机型、消费级机型。按存储介质可分为：磁带式、光盘式、硬盘式、存储卡式。,二、数码摄像机工作原理,数码摄像机进行工作的基本原理简单的说就是光-电-数字信号的转变与传输。即通过感光元件将光信号转变成电流，再将模拟电信号转变成数字信号，由专门的芯片进行处理和过滤后得到的信息还原出来就是我们看到的动态画面了。数码摄像机的感光元件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，主要有两种：一种是广泛使用的CCD(电荷藕合)元件；另一种是CMOS(互补金属氧化物导体)器件。,三、数码摄像机特点,清晰度高：DV记录的则是数字信号，其水平清晰度已经达到了500540线，可以和专业摄像机相媲美。色彩更加纯正DV的色度和亮度信号带宽差不多是模拟摄像机的6倍，而色度和亮度带宽是决定影像质量的最重要因素之一，因而DV拍摄的影像的色彩就更加纯正和绚丽，也达到了专业摄像机的水平。,无损复制DV磁带上记录的信号可以无数次地转录，影像质量丝毫也不会下降，这一点也是模拟摄像机所望尘莫及的。体积小重量轻和模拟摄像机相比，DV机的体积大为减小，一般只有123mm87mm66mm左右，重量则大为减轻，一般只有500克左右，极大地方便了用户体积只有74.7mm61.9mm26.9mm，重量才90克，比大多数手机还要轻些,四、数码摄像机的分类,一、按照使用用途分类1、广播级机型2、专业级机型3、消费级机型二、按照存储介质分类1、磁带式2、光盘式3、硬盘式,1、广播级机型：这类机型主要应用于广播电视领域，图像质量高，性能全面，但价格较高，体积也比较大，它们的清晰度最高，信噪比最大，图象质量最好。当然几十万元的价格也不是一般人能接受得了的。例如松下的DVCPRO50M以上的机型等。,2、专业级机型：这类机型一般应用在广播电视以外的专业电视领域，如电化教育等，图像质量低于广播用摄像机，价格一般在数万致十几万元之间。相对于消费级机型来说，专业DV不仅外型更酷，更起眼，而且在配置上要高出不少，比如采用了有较好品质表现的镜头、CCD的尺寸比较大等，在成像质量和适应环境上更为突出。对于追求影像质量的朋友们来说，影像质量提高给人带来的惊喜，完全不是能用金钱来衡量的。代表机型例如索尼公司的DVCAM系列机型。,3、消费级机型：这类机型主要是适合家用使用的摄像机，应用在图像质量要求不高的非业务场合，比如家庭娱乐等，这类摄像机体积小重量轻，便于携带，操作简单，价格便宜。在要求不高的场合可以用它制作个人家庭的的VCD、DVD，价格一般在数千元至万元级。,1、磁带式：磁带式数码摄像机最大优势就是影像清晰，基本是无损压缩，是所有存储介质中画质最好的，便于后期画面处理，而且录音的音频质量也非常优秀。但缺点同样明显：首先是影像文件太大，仅10分钟的影像内容存在硬盘上便会占据2G左右的空间；其次、对非专业人士来说在后期的采集和编辑上的难度非常大，需要特殊的采集卡和专业的工具才能教好的完成采集和编辑；最后就是机身体积很难控制，由于数码摄像机的磁带本身体积限制，所以机身不可能做得很小巧，自然不便于携带。,2、光盘式：指的是DVD数码摄像机，存储介质是采用可进行擦出的使光盘来存储动态视频图像，操作简单、携带方便，可直接通过DVD播放器即刻播放，省去了后期编辑的麻烦。DVD介质是目前所有的介质数码摄像机中安全性、稳定性最高的，既不像磁带DV那样容易损耗，也不像硬盘式DV那样对防震有非常苛刻的要求。不足之处是DVD光盘的价格与磁带DV相比略微偏高了一点，而且可刻录的时间相对短了一些。,3、硬盘式：指的是采用硬盘作为存储介质的数码摄像机。硬盘摄像机具备很多好处，大容量硬盘摄像机能够确保长时间拍摄，让你外出旅行拍摄不会有任何后顾之忧。回到家中向电脑传输拍摄素材仅需应用USB连线与电脑连接，就可轻松完成素材导出，让普通家庭用户可轻松体验拍摄、编辑视频影片的乐趣。但是由于硬盘式DV产生的时间并不长，还多多少少的存在的诸多不足：如防震性能差等等。随着价格的进一步下降，未来需求人群必然会增加。,4、存储卡式随后出现的存储卡式数码摄像机很好的解决了以上的所有问题，但在存储卡技术并不发达的当时，过小的存储容量成为了新的问题。因此，硬盘式数码摄像机的出现似乎成了必然，并被业内很多专家看好，它将数据直接保存在内置硬盘中，可以反复使用，不需要任何保存成本，虽说在画质上有一定损失，但解决了兼容性和稳定性两大难题。,五、数码摄像机的维护,1、防强光千万不要把摄像镜头对着强烈的太阳或其他强光源，因为强光会烧毁摄像管。在日出日落的精彩时刻，或有云层、树叶遮挡住大部分阳光的时候，允许对着太阳进行不太长时间的拍摄。切勿让太阳光直接射进观景器，因为强光会损害观景器的屏幕。使用灯光照明时，摄像机与灯光应有足够的距离，防止强灯光直接照射在摄像机上。摄像机停止使用时，应随即关闭电源，放进背包，避免暴露于光线之下。,2、防高温数码摄像机采用CCD电荷耦合器件，它耐高温的能力是有限的，所以不能用数码摄像机直接对着太阳或者非常强烈的灯光拍摄，否则会在图像上形成严重的垂直拖影，使拍摄质量受到影响，特殊需要或无法避开时也要尽量缩短拍摄时间。数码摄像机长时间受强光照射或者受热都会使机壳变形，所以在使用和保存时要注意不要将机器置于强光下长时间曝晒，也不要将机器放在暖气管道或电热设备附近。另外，不要将摄像机遗忘在被太阳晒得炙热的汽车里。如果摄像机不得不晒在太阳下，要用一块有色而且避沙的毛巾或裱有锡箔的遮挡工具来避光。,3、防低温摄像机只适应在040之间的温度里工作。在低温环境下拍摄应有防寒措施。我们可以通过将摄像机藏于口袋的方法让摄像机保持适宜温度，而且要携带备用电池，因为摄像机在低温下可能会停止工作，这就好像在寒冷天气下要给汽车预热一样。当机器从一个冷的地方拿到一个比较暖和的房间时，或者机器工作场所的湿度超过一定值时，磁鼓表面就会因为结露发黏，此时如果开机工作，磁带就会贴在磁鼓上。由于磁带和磁头之间相对高速运动，这时很容易损伤磁头和磁带，并容易造成机器故障。因而需用报纸或塑料袋将摄像机包好，直至摄像机温度升至室内温度时再使用。,4、防水防潮数码摄像机如果贮存或工作在湿度较大的环境中，不仅容易造成电路故障，而且容易使摄像镜头发霉。视频磁头是个易磨损部件，要定期更换。但视频磁头的寿命除了取决于磁头的材料外，还与使用环境中空气湿度密切相关，空气湿度越大，视频磁头磨损越快。一般情况下，磁头工作在相对湿度为40%时寿命最长，可达到1000小时。在使用中如果不小心溅到水、淋到咖啡或者饮料甚至落水时，我们应该立即将电源关掉，然后擦拭机身上的水渍，再用橡皮吹球将各部位的细缝喷一次，最后，风干几个小时后，再测试摄像机是否已经故障。注意：千万不要马上急着开机测试，否则可能造成摄像机电路短路。夏天，当摄像机从空调室里取出，到没有空调气温高的地方时，温差会使摄像机显得很“冷”，于是，空气中的水汽便会凝结在机上，应防止这种情况发生，办法是在提取摄像机之前几个小时，把室内的冷气关闭，让室温升高，并把机箱的盖子打开。,5、防震防碰数码摄像机是一个光电设备，也是一个精密的机械设备，任何震动尤其是剧烈的震动、碰撞都会对设备产生损伤。数码摄像机的任何电子器件和决定成像质量的重要部件受到震动损伤都会严重影响数码摄像机的运行。因此，拍摄时要做到手不离机或机不离身，保证摄像机不会碰撞到硬物或摔伤，不用时最好放回摄像机套或摄影包里。,6、防腐数码摄像机应当远离化学药品，当在一些化学用品生产厂区或有大量烟尘的地方拍摄时，应当用塑料袋包好，用完以后放在通风处吹上一阵时间。清洁摄像机时，只能用干的、柔软的布料，或者用软布料湿润一些柔性洗涤剂，而不能用酒精、石油醚一类有溶解力的液体，因为它们会腐蚀摄像机的外壳，有损机器外表的完美。,7、防烟避尘数码摄像机应当工作和贮存在清洁的环境中，这样可以减少因外界灰尘、污物、油烟等污染而引起故障的可能性。因为油烟、灰尘等落入机器的镜头以后就会影响摄像的清晰度并增加调整开关和旋钮的惰性。另外，当磁头与磁带相对高速运动时，落在磁头或磁带上的灰尘会像沙粒样损伤磁头和磁带。在户外空旷地区，拍摄时风沙会比较多，甚至可能有狂风，由于风沙容易刮伤摄像机的镜头或渗入对焦环等机械装置中造成损伤，因此除了正在拍摄外应随时用护盖将镜头盖住，在风沙大的地区最好记得将摄像机的护套带上。,8、防磁数码摄像机是光电一体的精密设备，光电转换是其主要的工作原理，关键部件如CCD、DSP芯片对强磁场和电场都很敏感，它们会影响到这高级功能些部件的正常性能发挥，直接影响到拍摄效果，甚至导致数码摄像机无法操作。摄像机不能靠近有磁力线之物体，如马达、变压器、扬声器、磁铁等，因为摄像机对磁场非常敏感，不仅这些，就是收音机、电视机天线也能使摄像机摄取的图像变形，最好也不靠近。,9、防惰性要避免连续、持久、固定地对着强光照射下的主体，尤其是明暗反差很强的主体，如夜间的灯光，否则，摄像管的光敏靶将会在那个明亮主体的位置上留下“光点”，使以后拍摄的镜头，尤其是低调子的画面上，总是出现那个“光点”，这就是惰性。如果发生这种情况，应让摄像机休息几天，一般可望在一周内康复。摄像机长期不用时，每隔6个月至少运行1次，每次通电23小时。,10、防X射线不要把摄像机放在无线电波或x射线活动区，因为这两者均会损害镜头和电子组成部分。,六、数码摄像机的选购,1.CCDCCD的像素是衡量数码摄像机成像质量的一个重要指标，像素的大小直接决定所拍摄的影像的清晰度、色彩，以及流畅程度。CCD的像素基本上决定了数码摄像机的档次，现在中档一般是在80万至100万像素左右，而中高档一般是在120万像素以上。CCD的面积也是一个重要指标，面积小的CCD的成像质量相对要模糊、色彩还原丰富程度也要差，而且用在防抖的面积也小很多，那么防抖功能当然也就相对弱一些了。目前市场上索尼、三星等品牌均有120万像素以上的产品推出。,2.镜头同数码相机一样，镜头也是决定数码摄像机成像质量的重要因素。镜头首先要看光学变焦倍数，这里指的是光学变焦，光学变焦倍数越大，我们拍摄的场景大小可取舍的程度就越大，对我们拍摄时候的构图会带来很大的方便，这点和相机的变焦镜头是同等道理；二是镜头口径，如果口径小，那么即使再大的像素，在光线比较暗的情况下也拍摄不出好的效果来，也就是说，它将成为数码摄像机成像的一个瓶颈。三星新品D10 xi、D30 xi系列光学变焦倍数最高达到20倍，镜头口径30mm（比市场上的某些机型宽出5mm），游玩时可轻松地将远处物体拉近，拍摄到清晰画面。,3.外形和体积买家用摄像机一般都是带有娱乐性质，所以考虑外形是很有必要的。还有一个就是体积，家用摄像机一般都在外出时候携带，那么小巧玲珑就显得非常必要，最重要的是，拍摄起来可以采用任何姿势，而不必因为人的站位局限了拍摄视角。,4.操作的简单方便性对于普通消费者来说，操作的简易性是选机的必要条件。三星各系列DV特有简易Q功能和简易导航旋钮，使普通消费者很快便能熟练操作。简易Q功能能够保证用户在任何条件都能拍出同样精彩的画面。使用简易Q功能时，用户只需按下简易Q按钮，一切都解决了。简易导航按钮功能可以使您快捷容易地找到最常用的功能。上下旋钮即可执行手动/自动调焦、快门速度/曝光、白平衡、数码稳定器等8项功能。三星数码摄像机系列新品还特别贴心地设计了中英文双语菜单，令操作更加方便,5.兼容性生活中的精彩画面往往要与好朋友分享，可是如果不同摄像机的记忆卡不兼容那多扫兴。即市场上可见的MS、MSPro、SD、MMC四种卡，高度兼容性让影像和声音在不同摄像机之间传输成为可能。DV机可与四种卡兼容，此功能为三星某些新品所独有。,6.液晶显示屏专业级人士经常拍摄，构图已经比较熟了，可以不用显示屏，但是一般的用户在拍摄时候多数是使用液晶显示屏的。现在比较流行的是2.5寸和3.5寸。如果采用了透光反射式液晶显示屏,及时面对阳光也可以清晰取景，再也不用怕黑屏的困扰了。,七、数码相机概述,数码相机的面世，使我们这些非专业摄影师拍出美丽的照片成为一件轻而易举的事。用数码相机拍出来得照片有着艳丽的色彩，清晰的画面，而且照片的处理方便而快捷。但数码相机是怎么工作的，以及这些工作原理和传统的胶片相机有何异同，了解的人就不是很多了。我们就按照片的形成过程，从镜头到CCD/CMOS感光器件再到图片处理器和储存系统，一步一步地来了解数码相机的工作原理。,数码相机是以电子存储设备作为摄像记录载体，通过光学镜头在光圈和快门的控制下，实现在电子存储设备上的曝光，完成被摄影像的记录。数码相机记录的影像，不需要进行复杂的暗房工作就可以非常方便地由相机本身的液晶显示屏或由电视机或个人电脑再现被摄影像，也可以通过打印机完成拷贝输出。与传统摄影技术相比，数码相机大大简化了影像再现加工过程，可以快捷、简便地显示被摄画面。,八、数码相机主要部件,1)镜头：把光线会聚到CCD或CMOS图像传感器上，起到调整焦距的作用。对于定焦数码相机，镜头、物体和聚焦平面间的理想距离被精确计算，从而固定了镜头和光圈的位置。对于ZOOM数码相机，有一个机械装置，可以带动镜头组前后运动，一直让镜头保持在聚焦平面中央，能够捕捉到距离镜头的远近的物体。,2）液晶取景器：直接观看到拍摄的影像和显示的菜单。3)输出接口：与计算机、打印机或电视机相连。4）存储器：相当于胶片，保存影像。5)CCD（CMOS）图像传感器：把镜头传来的图像信号转变为仿真电信号。,6)A/D转换器：数码相机利用A/D转换器将CCD产生的仿真电信号转换为数字信号，并传输到图像处理单元。7)数字信号处理器：数字信号处理器主要功能是通过一系列复杂的数学运算法，如加、减、乘、除、积分等，对数字图像信号进行优化处理(包括：白平衡、彩色平衡、伽玛校正与边缘校正等)。,9)总体控制电路：主控程序芯片(MCU)能协调和控制测光、运算、曝光、闪光控制及拍摄逻辑控制。当电源开启时，MCU则开始距检查各功能是否正常，若正常，相机处于准备状态。,九、数码相机工作原理,工作原理：数码相机在使用过程中，半按快门对准被摄的景物，从镜头传来的光图像经过光电转换器(CCD或CMOS)，将光信号转换成为一一对应的模拟电信号，再经A/D模数转换器转换，把模拟电信号变成数字电信号，最后经过图像处理器DSP(DigitalSignalProcessor)和主控程序芯片(MCU)按照指定的文件格式，把图像以二进制数码的形式显示在LCD上，如按下快门，则把图像存入存储器中。,十、数码相机的主要性能指标,1、像素：像素指的是数码相机的分辨率。它是由相机里光电传感器上的光敏元件数目所决定的，一个光敏元件对应一个像素。因此像素数越多，意味着光敏元件越多，也就意味着拍摄出来的相片越细腻。目前市场上主流的数码相机一般都以百万为单位，从200万到500万、600万，甚至专业数码相机能够达到2200万，足以满足在电脑上欣赏或者通过彩色打印机进行打印等多方面的需求。所谓“100万像素”,就是指CCD的宽有1000个以上的像素点，长也有1000个以上的像素点。因此，所拍摄出来的影像也是由10001000个像素点组成的，这就是我们通常所说的照片的“解析度”。,2、分辨率：分辨率是指单位图像线性尺寸中所包含的像素数目，通常以像素英寸（dpi）为计量单位。数码相机分辨率的高低决定了所拍摄影像最终能打印出的照片大小。数码相机分辨率的高低，取决于相机中CCD（ChargeCoupledDevice:电荷耦合器件）芯片上像素的多少，像素越多，分辨率越高。数码相机的分辨是由其生产工艺决定的，在出厂时就固定了，用户只能选择不同分辨率的数码相机，而不能调整一台数码相机的分辨率。就家用数码相机而言，分辨率越高，相机档次越高，但我们在前文中说过，高分辨率的相机生成的数据文件很大，对加工、处理、存储等过程都有较高要求。因此，用户不必过分追求高分辨率。,3、文件格式：数码相机在存储其所拍摄的照片时有多种不同的影像文件格式，不同的文件格式对数码影像的压缩率是不同的。常见的影像文件格式有RAW、TIFF、JPEG等。4、数码相机的兼容性：数码相机的兼容性取决于它的电池和存储