1、第十二章 数码摄像机,12.1 数码摄像机的类型和主要技术指标 12.2 数码摄像机的结构与工作原理 12.3 数码摄像机的使用 思考与练习十二,12.1 数码摄像机的类型和主要技术指标,12.1.1 数码摄像机的类型数码摄像机按记录介质和方式划分，一般分为Mini DV、Digital 8、CMOS超迷你型摄像机和数码摄录放一体机。数码摄像机按使用范围一般划分为民用级、专业级和广播级三类。,民用级或称家用级数码摄像机是以普及为目标设计的，一般体积小，重量轻，价格便宜，性能稳定，操作方便，画面质量比广播级和专业级低，主要满足家庭使用。DV格式和索尼公司D8格式的数码摄像机均属于民用级数码摄像机
2、。专业级或称准广播级数码摄像机，其各种指标均比广播级的要低，但清晰度、信噪比、色彩重现的准确度都足以满足一般企事业单位及学校教育电视系统对图像质量的要求。目前，索尼公司的DVCAM和松下公司的DVCPRO25属于专业级数码摄像机。广播级数码摄像机的图像技术指标和调整精度都比较高，图像质量很高，价格也较高，主要供电视台、广告公司和电视剧制作单位拍摄使用。,12.1.2 数码摄像机的主要技术指标1) CCD的类型数码摄像机的关键在于CCD，CCD数码摄像机的感光器件(即数码摄像机感光成像的部件)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。目前数码摄像机的核心成像部件有两种：一种是广泛使
3、用的CCD(电荷藕合)元件；另一种是CMOS(互补金属氧化物半导体)器件。CCD器件具有信噪比高，图像解像度和灵敏度高，不受地磁影响，体积小，耗电少等优点而被广泛使用。,2) CCD尺寸CCD有2/3英寸、1/1.8英寸、1/2.7英寸、1/3.2英寸四种。尺寸越大，图像的感光区越大，像素数越多，图像细节越丰富。3) CCD像素数CCD像素数是体现CCD器件解析能力的主要指标。CCD上有许多微细的感光元件，感光元件的多少直接影响摄像机的画面质量，这些感光元件称为“像素”。CCD像素数是体现摄像机性能的决定性因素。像素数值越高，构成画面的微粒就越小，解像度就越高。,4) CCD的片数一般的民用数
4、码摄像机只有一片CCD，专业级、广播级数码摄像机多采用三片CCD，即三棱镜将摄入镜头的光源分为三原色(红、绿、蓝)，将它们输进不同的CCD。由于三片CCD的每一片都有一个很大的光线采集区域，因而形成图像的颜色比单片的准确程度要高，色彩还原效果好。5) 水平清晰度清晰度是描述摄像机在重现被摄物体的细节时所能达到某种程度的技术指标。水平清晰度是指在水平方向上实际显示的线条数。为了在同一系统中用相同的度量方法表示不同方向上的清晰度，在电视技术中把画面宽高比与水平方向上显示线条数的乘积称为电视线。民用数码摄像机的水平清晰度在500线以上，专业级、广播级摄录一体机和便携式摄像机的水平清晰度在750线以上
5、，高清晰度HDTV摄像机的清晰度在1000线以上。,6) 压缩编码方式数据压缩的目的是在保证一定图像质量的前提下，以最小的数据来表达和传递图像信息。视频数据压缩一般采用有损压缩的方法，利用人们视觉对图像中的某些频率成分不敏感的特性，允许压缩过程中损失一定的信息。虽然压缩不能完全恢复原始数据，但是所损失的部分对理解原始图像的影响较小。7) 压缩比在理想的情况下，无穷多的数据可以无穷快的速度传送。实际上，数据受记录、传输和机械工艺的技术限制，既不可能无限多，也不可能无限快，因此数据在记录前最好先进行压缩，重放时再解压缩。,8) 信噪比信噪比表示有用的视频信号和混入视频信号的干扰噪声之间的比例，一般
6、用对数表示。信噪比越低，图像的清晰度越差；信噪比越高，图像的清晰度越好，传输图像信号质量越高。目前，民用级数码摄像机的信噪比一般大于54 dB，专业级摄像机的信噪比大于60 dB。9) 灵敏度灵敏度是反映摄像机光电转换性能高低的指标。灵敏度越高，在同样环境下拍摄的图像越清晰、透彻，层次感越强。民用摄像机一般不标出摄像机的灵敏度，专业级摄像机的灵敏度在F8.0以上。摄像机的高灵敏度使景深加深，并能得到满意的聚焦，即使在最快的快门速度下，也可以在一定的光线下进行拍摄。,10) 量化量化是指将模拟信号在幅度上划分为多少个等间隔的数量级，并用2的n次幂的形式表示，n称为量化比特数值。广播级数码摄像机的
7、量化水平一般为1018 bit。11) 最低照度被拍摄物体的最低照度指拍摄所需的最低照明度，表示必须达到多少亮度才能进行拍摄。最低照度越小，对拍摄环境要求越低，可以在较暗的照明条件下得到干净的图像，适应性强。,12.2 数码摄像机的结构与工作原理,1. 光电转换部分镜头相当于摄像机的眼睛，它由透镜系统组合而成，包含许多片凹凸不同的透镜。拍摄物体时，被摄物体的光线透过摄像机的镜头感应在固体摄像器件板上。影像通过镜头聚焦成像，透过光学过滤器落在带有电荷耦合器件(CCD)的成像感应头上。这个感应头是由大约50万个被称为“像素”的图像单元阵列组成的。像素以光亮度的色彩的方式分析影像，然后将信息转化为电
8、流信号。,光电转换系统是摄像机的核心，其中的固体摄像器件即电荷耦合器便是摄像机的“心脏”，上面排列上万个像素点。通常家用摄像机都使用一块1/51/3英寸(58.47 mm)大小的CCD，像素数为30万300万。2. 数字化处理部分数码摄像机的数字化处理部分多采用大规模集成电路进行数字运算处理。由于摄像机记录的是活动的彩色图像信息，图像数据量非常大，因此必须采用压缩处理技术才能把大量的数据记录到小尺寸的磁带上。,3. 数字化存储和录像部分DV格式的数码摄像机采用帧内压缩技术，大大提高了压缩和解压缩的效率，压缩比为51。录像部分的工作非常重要，其记录方式直接影响图像信号和声音信号的质量。DV格式的
9、数码摄像机其机芯只有常规录像机机芯的1/6。这种机芯的优点是，其低磁带张力可以减少磁带、磁鼓和磁头之间的摩擦力，减少磁粉脱落，延长磁带和磁头的寿命。DV格式的数码摄像机其录像系统将数字分量视频信号压缩到原始数据量的1/5，同时还能保证卓越的数字质量和较长的记录时间。,12.3 数码摄像机的使用,12.3.1 数码摄像机的外观SONY数码摄像机DCR-TRV60E的外观如图12-1所示。,图12-1 DCR-TRV60E数码摄像机的外观(a) 前视图,图12-1 DCR-TRV60E数码摄像机的外观(b) 后视图,图12-1 DCR-TRV60E数码摄像机的外观(c) 右侧图,图12-1 DCR
10、-TRV60E数码摄像机的外观(d) 俯视图,图12-1 DCR-TRV60E数码摄像机的外观(e) 仰视图,12.3.2 数码摄像机的使用与保养1. 拍摄图像使用数码摄像机拍摄图像的步骤如下：(1) 取下镜头盖并拉动镜头盖带子将其固定。(2) 接通电源并装入录像带。(3) 按POWER开关上的小绿色键，将其设定于CAMERA位置，摄像机处于待机状态，如图12-2所示。,图12-2 开关设置的位置,(4) 按OPEN开关打开液晶显示面板，图像出现在液晶显示屏上。(5) 按START/STOP键，摄像机开始拍摄，REC指示出现，位于摄像机前面的摄像指示灯点亮。若要停止摄像，再按一下START/S
11、TOP键即可。摄像后应先将POWER开关设定到OFF(CHG)位置，然后关闭液晶显示屏，退出录像带，最后切断电源。,2. 使用变焦功能(1) 移动电动变焦杆进行缓慢变焦，大幅度移动它则可进行快速变焦。要获得更好的摄影，应妥善使用变焦功能。“T”侧用于望远拍摄(使拍摄对象变近)，“W”侧用于广角拍摄(使拍摄对象变远)。(2) 使用大于10倍的变焦时，须在MENU设定中设置D ZOOM值，可在20120倍中设置。3. 逆光拍摄(1) 拍摄背后有光源或背景明亮的对象时，可使用逆光拍摄功能。(2) 在待机、拍摄或记忆方式下按BACK LIGHT键。(3) 若要取消此功能，再按一下BACK LIGHT键
12、即可。,4. 在黑暗中摄影(1) 利用夜间摄影功能可以在暗处拍摄物体。(2) 在待机、拍摄或记忆方式下，将NIGHT SHOT开关推至ON位置。打开夜间摄影灯会使拍摄的影像更清晰。(3) 若取消夜间拍摄功能，将NIGHT SHOT开关推至OFF位置即可。,5. 自拍定时器的使用(1) 在待机状态下按SELF TIMER键(此键在液晶显示屏上显示)，自拍定时器指示出现在液晶显示屏或取景器中。(2) 按START/STOP键，自拍定时器倒数计时10秒后自动开始摄影。要取消自拍摄影，在摄影机处于待机状态时按下SELF TIMER键即可。,6. 在液晶显示屏上监视播放影像(1) 按POWER开关上的小
13、绿键，将其设定于VCR位置。(2) 按键倒带。(3) 按键开始放影。液晶显示屏可以朝取景器侧转约90，朝镜头侧转约180。 要调节亮度，按LCD BRIGHT上两个键中的一个。,7. 用计算机观看图像可以用以下方法将摄像机连接至计算机，在计算机上观看存储在memory stick(记忆棒)或录制在录像带上的图像。要在带memory stick插槽的计算机上观看图像，可先从摄像机上退出memory stick，然后将其插入计算机的memory stick插槽。连接带USB端口的计算机时，先完成USB驱动程序的安装，然后再将摄像机连接至计算机。若先将摄像机连接至计算机，则可能无法正确安装USB驱动
14、程序。,8. 使用数码摄像机的注意事项(1) 拍摄时避免镜头长时间直对阳光。虽然摄像机使用的CCD对光强度有较大的容许范围，但长时间处在大型聚光灯或太阳的照射下难免还是会损伤CCD板，造成不可恢复的损伤。(2) 拍摄完毕要取出磁带，卸下电池。如果主录像带留在录像机中，录像带可能会变松弛而受损。若将电池长时间留在录像机之内，可能导致电池电压过低，以至于再也无法使用。,(3) 避开磁性设备。如果在电视机、计算机附近使用摄像机，电磁辐射可能会引起图像和声音失真；扬声器和大型电动机产生的强磁场，可能会损坏录像带拍摄的内容或使图像失真。如果靠近无线电发射台或高压电线进行拍摄，拍摄的图像和声音可能会受到不
15、利影响。(4) 谨防受潮。摄像机保存时应放置在干燥的地方，避免机器受潮；应尽量避免在雨、雪天拍摄，如要拍摄应妥善防护。在雨雪中或海边使用时，应小心勿让摄像机进水，不然摄像机和录像带可能会受损(无法维修)。在海边或沙尘较大的地方使用时，小心勿让沙子或微小尘埃进入摄像机内。沙子和尘埃可能会损坏摄像机和录像带(插入和取出录像带时须多加小心)，发现后应及时清理。,(5) 回避高温、低温环境。在高温、低温或过于潮湿的环境下长时间拍摄，容易使机器老化。CCD摄像机在40以上高温环境中使用，可能会出现信噪比下降，疵点数目增加和固定图形杂波加重等现象。(6) 防止凝露。寒冷的冬天从室外进入室内，机器容易结露，
16、正确的方法是将摄像机罩在密封的塑料袋中，待机器与室内温度一致时再取出。(7) 定期清洗磁头。一般拍摄3050小时后清洗磁头一次。请使用专用清洗带，清洗时间不要超过10秒。,切勿在摄像机上喷洒杀虫剂、挥发剂或稀释剂进行清洁，这些物质可能会使机壳变形或引起表面涂层剥落。切勿使摄像机长时间与橡胶或塑料制品相接触。(8) 避免电池的记忆效应。镍镉电池充电时，一定要待电能使用完后再充电，防止产生记忆效应。锂电池不在此列。电池使用前一定要充足电，单块镍镉电池一般充电24小时，最长充电时间不应超过12小时。使用中若想节省电源，应尽量少变焦，关闭液晶显示屏，关闭摄像机前、后录像工作指示灯。不要在摄像机电源开关
17、处于接通状态时连通外接电源或更换电池，因为此时会产生电涌脉冲，损坏固态器件或缩短这些器件的使用寿命。,(9) 不应挪作他用。不要将摄像机用作监视器和其他工业目的。民用摄像机如果使用时间太长，内部温度会升高，有可能导致功能失常。9. 数码摄像机的整体保养数码摄像机需要经常清洁，定期进行测试和维护，才能保证处于最佳状态。检查、维护周期可根据摄像机的使用频度和周围环境情况确定。为了确保最佳画质，建议在使用500小时后清洁磁鼓及相关的磁带通路；在使用1000小时后，更换录像磁头等已经磨损的部件(当然，这在很大程度上取决于温度、湿度和灰尘等使用状况)。,在存放摄像机之前，应取出录像带和电池，应将所有的设
18、备存放在温度相对比较稳定的干燥处(推荐温度为1525，相对湿度为40%60%)，绝对不要将摄像机放置在高温场所。清洁数码摄像机之前，请取出电池或从交流电源插座上拔下交流转换器，然后再吹扫透镜或滤光镜表面的尘垢。如果摄像机本身脏了，请用软干布擦净。如果很脏，则用干净布蘸中性洗涤剂溶液擦拭，随后擦干。切不可用酒精等溶剂擦拭，那样会造成机器表面脱色或表面损坏。在存放或携带摄像机时，应将其放入有柔软护垫的包或盒中，以防止机壳外层受到磨损。,思考与练习十二,1数码摄像机与其他摄像机有何不同？2简述数码摄像机的分类特点。3简述数码摄像机的主要技术指标。4简述数码摄像机摄像时主要功能键的作用。5简述使用数码摄像机时应如何使用闪光灯。6简述数码摄像机的主要维护要点。,
