浅谈摄像摄像中灯光检测与定位

浅谈摄像摄像中灯光检测与定位

所有喜欢摄影的人都知道，在记录图像时，我们应该控制光圈值，获得正确的曝光量，并保持美丽的图像质量。特别是追求艺术效果的图像作品,需要多年的光圈控制经验才能实现。电视摄像也是一样,摄像机的光圈跟踪控制,不仅关系到电视图像质量,还是体现制片导演艺术构想的主要手段。一变光充放电技术光圈是摄像机镜头光学系统中专门设计的一个可以改变其中央通光孔径大小的孔径光阑,这个孔径大小可以通过手动调节,亦可由电路控制实现电机自动调节。其构造如图1,示意了光圈逐步增大的过程。从图1中可以看出,光圈是由一组光圈叶片组成,通过改变光阑孔的直径来控制通光量的大小,从而使摄像机感光器件CCD或者CMOS获得合适的光线照度,在改善画质的同时,还起到调整所摄图像景深的作用。而且在孔径直径改变过程中,其中心光轴是始终保持不变的。光圈是用相对值来表示的,就是用镜头光圈的实际孔径和其焦距的数值之比来表示镜头的实际透光系数F,镜头的光圈值完整系列为F1、F1.4、F2、F2.8、F4、F5.6、F8、F11、F16、F22、F32、F44、F66。通常广播级摄像机镜头光圈值范围在F1.4到F16,直至全关闭,光圈F值越小,在同一单位时间内进光量越多,而且上一级光圈值进光量是相邻下一级光圈值进光量的2倍,如光圈值从F11到F8,进光量就大了一倍,也就是光圈值大了一级,可见光圈值和通光量是成反比的,前提是摄像机的快门速度保持不变。二焦距和曝光参数摄像机在进行正常拍摄时,图像画面亮度既不能太暗,也不能太亮,否则图像的层次细节和色彩的正确还原在终端荧屏显示时都不能体现,这就需要通过光圈的跟踪调节来实现图像画面的正确曝光。摄像机镜头基本都是可变焦距镜头,为满足F值,变焦距镜头中的变焦距环和光圈是联动的,这就说明摄像机焦距的变化也影响到通过光圈实际投射到感光器件上的光线照度。焦距越长则照度越低,焦距越短则照度越高,所以大倍率长焦镜头采用箱式结构,增大进光面积来满足远焦段的通光量。另外光圈同时直接影响图像画面的景深,光圈小景深范围则大,光圈大景深就小,景深太小时,还影响到摄像师的聚焦操作,特别是高清摄像机的聚焦操作,所以有的广播级的高档摄像机具有辅助聚焦功能。在电视景别随着变焦操作而发生变化时,画面内不同亮度景物所占的比例就会发生变化,如全景推到特写时,电视画面的亮度信号和全景时相比会有很大的区别,这时候光圈跟踪的及时性和准确性就非常重要。专业级及以上等级的摄像机光圈一般有自动和手动两种调节方式,在顺光拍摄被拍摄场景大面积受光,而且整个画面照度比较均匀、景别变化不多、艺术要求不高时,可以使用摄像机的自动光圈值来确定曝光参数,这个参数是较为正确的。但在逆光拍摄以及所拍摄的场景受光严重不均匀时,要把其中小面积受光部分拍摄清晰,如舞台灯光全为暗场,用聚光灯追光局部照明主持人或报幕人员脸部或半身,就是需拍摄的主体亮度和环境亮度对比差异太大时,就需要使用手动光圈,才能拍出曝光正确的画面,否则用自动光圈拍摄会使主体曝光过度产生切白,无法展现亮光部分的细节。各种室内综艺晚会往往都有这样的情形,需要采用手动光圈及时跟踪调节来获得准确的曝光。三播放级摄像头的周期调整1.特殊场景的拍摄对于采用单机外拍新闻或专题的摄像师来讲,对摄像师要求较高,除了满足选好需拍摄的场景和拍摄角度,确定单个镜头的起幅落幅等属于艺术领域的要求外,还要具有正确设置整个场景片段的光圈值和保持焦点准确性等属于技术层面的技能。通常而言,除了纯粹的风光片或科研片,大部分新闻、专题和综艺节目画面中的人是电视画面表现的主体,所以在光圈的设置上,首先要保证人的脸部曝光正确,这样观众才能通过人物面部丰富的喜怒哀乐表情,来体会画面所要展现的主题思想。由于各种室内外场景的复杂性,在实际对单机进行光圈设置时,要合理利用摄像机自动光圈功能。由于亚洲人,黄皮肤居多,而黄皮肤的光反射率大约为70%,大约处于景物中由明到暗亮度变化中的中间等级,所以在拍摄人物场景时,应以这个中间灰度等级来设置光圈值,图像画面的亮暗部细节就基本可以在银屏上体现出来。但在一些特殊场景下,光圈的设置可在自动光圈档位上改用手动光圈来适当修正,如在天气晴朗的时候,早晨傍晚和中午的阳光照度是急剧的变化,在相对较长时间拍摄时,需要及时修正光圈设置参数;在有强烈反射光且无法避免的情况下,比如雪景的拍摄,可先用自动光圈确认光圈数值,再改到手动光圈,并在前面获得的光圈数值上增加半档左右的光圈值,同时要在摄像机寻像器,有条件另外接一个大屏幕的监视器,观察所拍摄场景的细节再现情况,要达到层次分明、亮部和暗部的细节都能展现出来。摄像机相对照相机而言,后者是某一时刻单一固定画面,其画面照度是固定不变的。但前者是采用推、拉、摇、移、跟等动态拍摄一段时间内的连续活动画面,俗称一个镜头。镜头是持续一定时间的画面,镜头内场景也是在任意变化的,所以图像画面的光线也处于动态变化中。如果单一镜头片段内光线的照度变化不太大,可以用自动光圈分别测出镜头起幅和落幅的光圈值,再取其平均值作为这个镜头片段拍摄时采用的手动光圈值。实际上通常一个镜头持续时间较短,这样设置的光圈值对图像整体效果的展现是影响不大的。但是如果镜头的起幅落幅画面场景或其中过渡场景光线的照度区别太大,就需要先用自动光圈测出其实际数值以及其变化的场景位置,在拍摄时用手动光圈按照前面掌握的光圈数值,边拍摄边调整光圈环,以达到整个镜头片段的准确曝光,当然这就对摄像师提出了更高的要求。如果镜头中某一画面是该镜头表现的主题和重点,如镜头片段的落幅画面,那也可以此自动光圈值作为整个画面的手动光圈值来设置拍摄。总之,实际场景是千变万化的,摄像师要多练习、多总结,根据实际情况灵活掌握,积累经验,提高技能,才能拍摄出曝光正确的优美画面来。另外,在拍摄对比度较强的场景时,还可以借助一些技术手段来确定光圈数值的正确性,如摄像机设置菜单中ZEBRA(斑马纹)的设置和应用,有的摄像机有70%、75%、80%和100%等几档设置,斑马纹的功能就是当被摄场景的亮度超过摄像机所能容纳的最高亮度的某一预设百分数时,在寻像器上会出现斑马纹提示,在斑马纹附近场景可能曝光过度。如果斑马纹设为100%时,只要被摄场景上没有出现斑马纹,就不会出现曝光过度的情况,当然也要防止曝光不足,使得图像灰暗,暗部细节不能展现。但是如果是利用摄像机光圈等参数创造画面的艺术效果就另当别论了,下面的内容会涉及到。2.广播级摄像机ocp的基本情况目前广播级摄像机,不论是在演播室固定使用还是在转播车上四处拍摄的摄像机都是机头与机身控制部分相分离的结构,一般是摄像机加机头适配器在现场,通过三同轴或光纤线缆与安装在导控机房或转播车上的摄像机基站CCU相连接,而摄像机各项参数包括光圈数值的调整是由摄像机控制单元OCP来进行手动或自动调节,OCP通过控制电缆与CCU相连接进行各项参数的设置或实时调整。分离式广播级摄像机OCP,作为摄像机控制单元,是调整控制某一讯道摄像机全部参数的唯一专门设备,功能多,任务广。单就光圈参数调整而言,是由摄像机光学滤色片组合和光圈控制推杆共同来实现的,一般摄像机的光学滤色片分成五级:CLEAN、1/4ND、1/16ND、1/64ND和CROSS星图,而光圈推杆控制范围是与摄像机所配镜头有关联,一般在1.4至全部关闭之间连续可调(不同厂家摄像机镜头光圈推杆范围数值略有不同)。目前广播级高清摄像机主要有:池上LDK-79EX、索尼HDC-1580、松下HRC-3500等。图2至图4是江苏台目前使用的几款广播级摄像机OCP的示意图,其中光圈的最大数值取决于其所配镜头。图2左侧为池上LDK-79EX的OCP,光圈范围:F1.7~关闭C,右侧为示意镜头光圈环标示。图3左侧为索尼HDC-1580的OCP,光圈范围:F1.7~关闭C,右侧为示意镜头光圈环标示。图4左侧为松下HRC-3500的OCP,光圈范围:F1.7~关闭C,右侧为示意镜头光圈环标示。3.动态范围控制摄像机光圈的设置与实时跟踪控制和所拍摄的节目类型以及节目拍摄场地、时间等都有很大的关系。如综艺节目和体育节目、室内布光节目和室外自然光节目,室外自然光节目又因季节和持续时间等因素,造成在光圈设置以及跟踪控制方法方面有较大的不同。由于摄像机拍摄的图像是通过光线在感光器件CCD或CMOS上进行光电转换后,再经过一系列数字电信号处理和分配,然后展现在电视银屏上。因感光器件和视频传输通道指标的限制,电视荧幕上图像的动态范围要远远小于实际的所拍场景动态范围。这就需要通过正确的光圈跟踪控制,使最后输出图像的全电视信号幅度符合国家标准,在国家标准内充分利用动态范围力求使拍摄的图像亮部和暗部区域的细节都清晰柔和、通透而富有层次感,所以进行光圈的设置和实时跟踪控制就显得十分重要。根据摄像机的设计特点,其最佳工作光圈值在F4~F6.5之间,所以在不同光源、不同照度的条件下,我们要结合摄像机光学滤色片的设置,使摄像机光圈控制推杆保持在最佳光圈值范围内,从而使拍摄的图像通透明亮,细节清晰。(1)拍摄系统的调试在演播厅场馆内的综艺晚会节目录制,无论是纯演唱类还是歌舞类晚会,都是用靓丽的舞台、炫目的灯光和优美的演员服装造型等因素来烘托气氛,达到表达晚会主题思想之目的。由于五光十色的舞台光线,绚丽多姿的电脑灯,以及变换强烈的场景灯光设计,把舞台渲染得美轮美奂,造成场景空间的光线照度有很大的差别,这时的自动光圈在跟踪场景亮度时,会出现滞后延迟现象,一些背景色饱和度过高,主要演员很难突出,肤色也不能正确还原,这时就必须要专人采用手动光圈,在摄像机的OCP上用光圈推杆实时跟踪调整。调整的要素有三:一是依据检测仪器实时监测,如用泰克公司的TEK1741波形示波器等,按照国家标准:全电视信号中图像信号的幅度最大值为0.7Vp-p,就是消隐电平为0V时,电视图像信号中的亮度电平值最大为700mV的要求来跟踪控制光圈。实际调整光圈时,幅度范围可以放宽到110%,即在770mV以内。在跟踪光圈时,图像中最亮部分的视频幅度要尽可能接近该数值,已保证图像的最大动态范围。在光圈推杆中间还有一个旋钮是控制调整黑色底电平的,其设置对于展现图像暗部细节也非常重要,模拟复合信号时代黑色底电平规定不超过50mV,现在的高清数字信号时代,黑色底电平最佳值在10mV~20mV之间为宜。二是现在的综艺晚会录制要用到少则6讯道,多则近20讯道架设在晚会现场不同位置的摄像机,供导演选择拍摄,所以摄像机光圈跟踪控制人员要由多人共同完成。这样摄像机之间的差异、光圈跟踪人员的反应速度和对展现晚会艺术效果的理解差异等,必然要影响到整场晚会画面质量的一致性。除在拍摄系统调试阶段要做到细致认真,尽可能减少各讯道摄像机之间的差异外,还要在节目彩排过程中,光圈跟踪控制人员必须认真领会导演在不同环节要表现的艺术效果,以及电脑灯光快速变化的位置和时机,做到在实际录制时,提前预判,避免手忙脚乱。操作要平滑舒缓,特别是导演正在使用的机位,切忌不能大起大落来跟踪光圈。三是光圈跟踪控制人员的敬业精神,由于演播厅导控室和转播车内空间都较小,现场声、说话声甚至精彩的场景画面都属于干扰因素,会影响到光圈控制人员及时跟踪光圈。所以在工作岗位上的光圈控制人员一定要聚精会神,不受外界因素干扰,认真观察PVW预监画面和个人所调机位画面,并细心倾听导播的提示口令,以便提前做好光圈控制。另外中大型晚会至少有2个以上游动机位,控制游动机位讯道的光圈控制人员尤其重要,要安排经验丰富,责任心强的人员担任,因为游动机位拍摄场景变化大,变焦范围也大,使得光线照度变化非常频繁。(2)拍摄合适的活动场地中酒吧的照片体育节目的拍摄转播,除了要关注前面在综艺节目拍摄时光圈跟踪控制的三个要素外,还要关注体育比赛类型和场地照明等更多的要素。体育比赛的录制一般分为室内场馆灯光下的比赛拍摄和室外自然光下的比赛拍摄。对于前者,像篮球、排球和乒乓球之类的比赛,对于场馆的灯光照度和均匀度国家都有相关标准,这里通常不存在艺术效果的要求,而是要求在比赛区域内,照度要达到1000Lx以上,且均匀布光。这样的情况下可以用自动光圈来获得正确的曝光数值。但实际上,很多比赛场馆灯光照度很难达到国家标准,布光均匀度很难达标,所以还是以手动光圈控制为宜。特别是一些专门拍摄核心球员和教练员的近景机位,因为他们在场内是活动的,导播有时要拍摄球员教练员脸部表情的近景,有时又要拍摄观众群体兴奋场景这样的中远景,只有手动光圈跟踪控制才能及时到位。对于在室外场地自然光下的比赛拍摄,因季节气候和白天不同的时段,其光线照度变化是非常大的。如夏季晴朗的正午阳光直射和冬季早晚阳光的斜射,或是多云天气状态之下的阳光散射,它们的光线照度有着天壤之别。而且室外自然光的照度一般都要高出室内灯光照度数倍,所以在这种情况下对摄像机光圈的控制,要和摄像机镜头的光学滤色片结合使用。如室外场地网球,足球比赛的转播,有时从早晨就开始持续到傍晚,如果比赛没有结束,还要借助灯光继续,这种全天候持续比赛的赛场光线照度变化巨大。要保持在最佳光圈数值范围,就需要适当设置摄像机的光学滤色片,并手动光圈跟踪控制,如早晨到中午随着室外光线照度的增强,光学滤色片要逐步加档,使通过滤色片进入到摄像机感光器件的光线照度基本不变,而从中午到了下午傍晚,随着室外光线照度在逐步减弱时,光学滤色片要逐步减档。如果摄像机光学滤色片不变,仅仅靠光圈控制推杆来调整摄像机光圈值,就可能使光圈值超出最佳数值范围,超出太多就会给摄像师调焦带来困难,这是光圈控制人员要力求避免的。4.用追光表现共建的场景意境摄像机和镜头因品牌型号不同,其最佳光圈值也略有不同,通常在F4~F6.5,在此范围,可以使图像清晰富有层次感,这是单从技术角度来要求的。但在实际节目录制中,有时为表现特定的艺术效果,就不能为技术规范所限,因为技术是为艺术服务的,需要灵活掌握。如江苏卫视2012跨年演唱会,有几首歌曲的演唱者,其演唱和表演身形是用追光来体现的,而其背景是用幕布投影来展现一些虚幻柔美的活动场景,如追思过去知名歌手影像等。在现场的观众可以欣赏到优美的场景和领会导演要表达的梦幻意境,但是在电视机前的广大观众要体会到现场的意境,只能透过现场摄像机镜头来传达。但是为表达现场