1、第二章 电视摄像技术,第一节 数字电视摄像机,一、电视摄像机的发展 第1个时期：20世纪30年代到60年代，称为电子管时期。体积大、耗电多、图像质量低、多为黑白摄像机 第2个时期：20世纪60年代到70年代末，称为晶体管和集成电路时期。摄像管尺寸减小、图像质量提高 第3个时期：20世纪80年代初到80年代末，称为大规模集成电路时期。调整和控制基本实现自动化、功能质量大大提高、ENG和EFP摄像机得到广泛应用 第4个时期：20世纪90年代以后，称为数字和CCD摄像机时期。广播、专业和家用领域摄像机实现数字化、CCD摄像机占据主流,二、摄像机的分类 按用途：广播用摄像机、专业用摄像机、家用摄像机、
2、特殊用途用摄像机。,（2）便携式广播级摄像机,(1) 演播室用广播级摄像机,(3) 专业级摄像机 （4）民用级摄像机,按摄像器件分：摄像管摄像机、固体器件摄像机。按摄像器件的数量分：三管（片）、二管（片）、单管（片）摄像机等类型。按摄像器件的尺寸分，目前主要使用的摄像器件是CCD，其尺寸主要有2/3英寸、1/2英寸、1/3英寸、1/4英寸和1/6英寸等几种。2/3英寸CCD摄像机已成为广播和专业级摄像机的主流。按节目制作方式可分为演播室（ESP）用摄像机、电子现场制作（EFP）用摄像机、电子新闻采集（ENG）用摄像机三类。按功能不同：分为普通摄像机和摄录一体机。普通摄像机只具有摄像功能；而摄录
3、一体机将摄像机与录像机结合成一体，具有摄录两种功能。,按信号的类型可以将摄像机分为模拟摄像机和数字摄像机。按存储介质的不同：摄录一体机分为盒式磁带记录式摄录一体机、硬盘记录式摄录一体机、半导体存储卡记录式摄录一体机和光盘记录式摄录一体机。,三、彩色摄像机的基本原理利用三基色原理，通过光学系统，将景物的彩色光像分解为三幅单色光像，然后由摄像器件完成光电转换，并经视频通道进行校正、处理、编码后形成所需的复合信号、分量信号（彩色全电视信号）等。,四、彩色摄像机的基本组成 （以3CCD为例） 1、光学系统：变焦镜头（成像）、分色棱镜（分色）和各种滤色片（调 色）。 2、摄像管系统：由3片CCD摄像器件
4、和驱动电路组成，作用是将RGB三色图像 转换为RGB三路图像信号。,3、视频处理系统：将各摄像器件输出的微弱信号经取样保持、放大和各种加工处理，使输出的图像信号复合编码要求。 4、编码器：将RGB三路基色信号信号，按所采用的彩色电视制式的要求，通过混合矩阵和平衡调制器等电路处理，得到合乎标准的亮度信号、分量信号和彩色 全电视信号，作为摄像机的输出。 5、同步信号发生器：产生摄像机所需要的各种消隐脉冲、行场同步脉冲等，有些还产生各种测试信号以供测试本机和调整彩色电视系统用。,注意： 1、复合同步脉冲：行、场同步脉冲信号，解决行、场扫描的同步问题。两者的组合，构成复合同步信号。 2、复合消隐脉冲：
5、由于扫描光栅在正程传输图像信息，而在逆程期间是不能显示的。因此需要设立行、场消隐脉冲，使扫描逆程期间的电子束截止。,五、CCD摄像器件：3种方式,1、什么是CCD?CCD， Charge Coupled Device，电荷耦合器件。进行光电转换的核心器件。CCD的具有体积小、耗电省、高信噪比、高灵敏度、高清晰度、无几何失真的特点，从而使当前的摄像机体积小、重量轻、功耗低、质量优良。,CCD,装有CCD的分光棱镜,分光棱镜原理,2、CCD摄像器件的主要类型 行间转移方式（IT） 结构： 特点：面积小、成本低 帧间转移方式（FT） 结构： 特点：构造简单、易生产、象素单元可以做的较密集，但会产生垂
6、直拖尾。 帧行间转移方式（FIT） 结构： 特点：结构复杂、面积大、成本高、基本无垂直拖尾。,第二节 摄像机的性能指标,1、分解力分解力是指摄像机分解图像细节的能力，包括水平分解力和垂直分解力。水平分解力用水平方向上能分辨出的黑白相间垂直线条的线数来表示，其单位为电视线。水平方向上分辨出的黑白相间垂直线条越多，则表明摄像机的性能越好，分解力越强，图像清晰度越高，细节还原也就越丰富。,2、灵敏度灵敏度可用同一照度下，拍摄同一景物达到额定输出时所需的光圈大小来衡量，光圈越小，表明灵敏度越高。在这里，测量条件一般是指摄像机拍摄色温为3200K、照度为2000lux（勒克斯）、拍摄对象的白反射系数为8
7、9.9%。,3、信噪比信噪比是在标准照明度（2000lux）下，摄像机图像的有用信号与视频噪波的有效值之比，用分贝（dB）来表示，信噪比越高越好。广播专业用摄像机，一般以60dB的信噪比作为标准值。信噪比越高，画面越干净，图像质量越高。,4、几何失真几何失真是指重现景物图像与原图像几何形状的差异程度，是由摄像机的光学系统、摄像管及偏转线圈等引起的，表现为枕形、桶形、菱形等多种失真形式。,5、重合误差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上必须一致，否则混合出的图像必然有红、绿、蓝等色边出现，即产生重合误差。误差越小，重合精度越高，性能越好
8、。,第三节 摄像机的主要附件及接口,一、主要附件 1、支撑装置包括三角架连接器、云台、三角架、升降架和升降机等。,2、寻像器,3、话筒,采访专用话筒,可 拉 线 式,可变焦话筒,4、可充电电池,三星数码摄像机电池,索尼NPFF51摄像机锂充电电池,5、摄像机电缆,二、主要接口一般情况下，摄像机的视音频接口包括复合视频接口、音频接口、S-VIDEO端口、色差分量接口YUV等。专业摄像机上使用BNC复合视频接口和卡侬平衡式音频接口家用摄像机通常采用RCA（俗称莲花头）插头，包括双声道非平衡式音频接口和复合视频接口，合称AV接口。,专业摄像机的复合视频、音频接口,家用摄像机的复合视频、音频接口,AV
9、接口,音频和复合视频综合传输电缆,S端子电缆,S端子输入/输出,注意： 1、 色度编码 黑白电视传送的是亮度信号。只反映图像亮度（明暗、黑白）的变化。 彩色电视需要用三基色信号来传送彩色图像，为达到相互兼容的目的，必须 对三基色进行特殊的加工处理，产生适合黑白电视机用的亮度信号和反映彩色的色度信号，这就是色度编码。 亮度信号为Y，红、绿、蓝三基色为R、G、B。 Y= 0.3R+0.59G+0.11B R-Y= 0.7R-0.59G-0.11B B-Y= -0.3R-0.59G+0.89B G-Y= -0.3R+0.41G-0.11B G-Y信号可以由R-Y、B-Y两信号混合配出。 G-Y= -
10、0.51(R-Y)-0.19(B-Y),经过色度编码，三基色RGB变成了亮度信号Y和两个色差信号R-Y、B-Y，它们具有以下几个特点： 1Y信号只带有亮度信息，不包含色度信息，它与黑白全电视信号具有相同的行、场扫描频率和频带宽度。 2R-Y信号和B-Y信号是相互独立的两个色差信号。它只有色度信息，不包含亮度信息。色差信号变换时只改变颜色，不影响图像的亮度，这叫做亮度恒定原理。 3在传送黑白信号时，三个基色信号相等。即R=G=B，此时两个色差信号R-Y、B-Y都等于零。没有色度信息，不会对黑白图像形成干扰。,2、什么是S端子？全称是Separate Video，也称为 SUPER VIDEO。
11、S-Video，S指的是“SEPARATE（分离）”，它将亮度和色度分离输出，避免了混合视讯讯号输出时亮度和色度的相互干扰。S端子实际上是一种五芯接口，由两路视亮度信号、两路视频色度信号和一路公共屏蔽地线共五条芯线组成。 不再进行Y/C混合传输，无需再进行亮色分离和解码工作，而且使用各自独立的传输通道,在很大程度上避免了视频设备内信号串扰而产生的图像失真，极大地提高了图像的清晰度。但S-Video 仍要将两路色差信号(Cr Cb)混合为一路色度信号C，进行传输然后再在显示设备内解码为Cb和Cr进行处理，这样多少仍会带来一定信号损失而产生失真.,3、模拟信号中的各种信号 a. 分量信号：在上面所
12、讲的色度编码中的Y、R-Y、B-Y信号格式就是分量信号。在标示上也为 Y、U、V。 b. Y/C信号：在分量信号基础上产生出来的。为了降低生产成本，而又不使图像质量有太大降低，进而在分量信号基础上保留其亮度信号 Y ，把两个色差信号进一步合成一个色度信号，用C来表示。故称之为Y/C信号。通常又叫做S-VIDEO信号。 c. 复合信号：亮度信号Y和色度信号C又进一步合成另外一种信号格式。此信号格式由携带图像信息的图像信号和保证正确显象的复合同步脉冲与复合消隐脉冲所组成。又称全电视信号。 以上三种信号格式以分量信号为最好，Y/C信号次之，复合信号又差于Y/C信号。,4、色差端口YUV、YcbCr、
13、Y/B-Y/B-Y等标记的接口标识，都是指的同一种接口色差端口( 也称分量视频接口) 。它通常采用YPbPr 和YCbCr两种标识，前者表示逐行扫描色差输出，后者表示隔行扫描色差输出。作为S-Video的进阶产品，色差输出将S-Video传输的色度信号C分解为色差Cr和Cb，避免了两路色差混合解码并再次分离的过程，也保持了色度通道的最大带宽，只需要经过反矩阵解码电路就可以还原为RGB三原色信号而成像，最大限度地缩短了视频源到显示器成像之间的视频信号通道，避免了因繁琐的传输过程所带来的图像失真。,色 差 端 口,DV 接 口,第二节 数字摄像机的使用,一、摄录一体机的构成,摄像机的基本结构,1、
14、镜头功能1）镜头组成,2）具体操作 （1）聚集功能 聚集的一般方法： 景深：光学镜头能把景物空间中一定范围的物体在画面上都形成清晰的像，这个范围所对应的纵深距离称为景深。（前景深、后景深、全景深） 与景深范围大小有关的因素：镜头的焦距长短（反比）、光圈的大小（反比）、物距长短（正比）（2）变焦功能 长焦距（窄角）：前、背景物大小差别不明显，距离缩短，物体间显得拥挤；物体运动比真实慢。 中焦距：正常的透视感，不具备各种夸张效果。 短焦距（广角）：前景物体显得比背景物体大，空间距离比实际大，夸张了透视感、纵深感；物体运动比实际快。,广角镜头拍摄的效果,（3）光圈功能 自动光圈调节法:根据被摄物体的
15、亮度自动调节。 手动光圈调节法 暂时自动调节法,2、机身部分,二、摄像机调整的基本方法与步骤1、准备工作调整摄像机外围设备连接开机（预热、寻像器）,2、选择滤色镜 色温：描述的是光源的颜色成分，而非光源的实际温度。色温越高，颜色越冷（偏蓝），色温越低，颜色越暖（偏黄）。 标准日光：52005500K 新闻摄影灯：3200K 一般钨丝灯：2800K 色温滤色片：将光线的色温校正到摄像机的操作色温，大约3200K。 中性滤色片（ND 滤色片）：减少光的入射量，并不改变入射光的色温； 选择滤色镜：滤色镜转盘。1号，0号,3、调整光圈 自动光圈 手动光圈,4、调整白平衡与黑平衡1）白平衡：根据不同的发
16、光状况分别调整3个CCD输出的视频电平，使红、绿、蓝三路信号电平保持1:1:1，以重现白色。白平衡的调整：选择一个白色物体作为调整的标准；将选好的白色物体置于实际拍摄场景的光照之下，并且要放在被摄主体的位置；把摄像机镜头对准白色物体，使白色物体充满整个屏幕画面；拨动自动白平衡触发开关钮（AUTO W/B BAL）到 WHT 一侧，放开，调整完成后，显示 AWB OK。2）黑平衡：白黑白,5、镜头前聚集和后聚集的调整 前聚集：聚集环 后聚集：后聚焦微调环,第三节 前期拍摄注意事项,一、基本要领1、稳：三角架、持机姿势、呼吸、移动拍摄等。 2、平：所摄画面中的地平线一定要平。 3、准：技巧性镜头的
17、拍摄、色彩、白平衡、聚集等。 4、匀：运动镜头的速率要匀。 5、清：,二、拍摄注意事项1、暂停状态不宜过长,2、拍摄每个镜头应提前录制510秒。 3、拍摄一场戏或一个动作结束时，不要马上停机，应多录几秒钟。 4、摄像师应注意，即使导演没有要求，也要拍摄一些转场镜头。 5、拍摄有特征的全景镜头。,6、拍摄时如果有时间的话，应该做场记。 7、注意考虑不同景别的搭配，如全景、中景、近景各占1/3左右。 8、尽量采用顺光或侧顺光拍摄。 9、尽量避免画面中出现高光点。 10、使用摄像管摄像机时，镜头不能直对太阳拍摄。 11、摄像机使用前必须调整白平衡。 12、蓄电池的使用。,三、摄像机的维护与保养,1、使用的环境温度为10 40，相对湿度为10 85。 2、注意防潮、防湿、防尘、防腐蚀。 3、远离强磁场。 4、摄像机的搬运、放置。 5、注意结露现象。 6、镜头要经常进行清洁与保养。 7、摄像机使用一段时间后，应进行相应的调校。,
