1、镜头基础知识? (一)镜头是摄像机最主要的组成部分，并被喻为人的眼睛。因此说，镜头就是摄像机的眼睛。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。? 镜头是将拍摄景物在传感器（CCD 或 CMOS）上成像的器件，它通常由由几片透镜组成。? (二)镜头的分类:? 1.从材质上看，镜头可分为塑胶透镜（Plastic）和玻璃透镜（Glass）。通常镜头构造有：1P、2P、1G1P、1G2P 、2G2P、4G 等（此处的 P、G 分别代表塑胶透镜和玻璃透镜，如 1G1P 表示这款摄像头的镜头由一片塑胶透镜和一片玻璃透镜组成）。透镜越多，成本越高；玻璃透镜成本比塑胶透镜贵。(玻
2、璃镜头成像质量，饱和度，色差相对塑胶镜头会好，比较常使用在较为高端的摄像头上。现在市场上的部分产品为了降低成本，一般会采用塑胶镜头或玻塑混合镜头（即：1P、2P、1G1P、1G2P 等）)。? (二)镜头的分类:? 2.从用途上看，镜头可分为数码相机镜头, 手机镜头,网络镜头,监控安防镜头,汽车后视镜头, 医疗镜头等.? 3.根据焦距能否调节，可分为定焦距镜头和变焦距镜头两大类, 目前公司主要生产定焦距镜头.? (三)镜头的基本参数? 1.焦距 f，焦点距离的简称。从镜头的中心点到传感器平面上所形成的清晰影像之间的距离。(从镜片中心到底片或 COMS,CCD 等成像平面的距离)例如，把放大镜的
3、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。? 焦距固定的镜头，即定焦镜头；焦距可以调节变化的镜头，就是变焦镜头:光学变焦（改变镜头焦距）/数码变焦( 不改变镜头焦距)? 数码变焦是通过数码相机内的处理器，把图片内的每个象素面积增大，从而达到放大目的。如同用图像处理软件把图片的面积改大把原来影像感应器上的一部份像素使用“ 插值” 处理手段做放大, 将影像感应器上的像素用插值算法将画面放大到整个画面。? 2.光圈 F:是一个用来控制光线透过镜头，进入机身内感光面的
4、光量的装置，它通常是在镜头内。光圈 F 值 = 镜头的焦距 f/ 镜头口径的直径 D, 从以上的公式可知要达到相同的光圈 F 值，长焦距镜头的口径要比短焦距镜头的口径大。? 3.视角 FOV: 镜头所能覆盖的范围，(物体超过这个角就不会被收在镜头里),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 FOV。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。? 4。景深：当某一物体聚焦清晰时，从该物体前面的某一段距离到其后面的某一段距离内的所有景物也都当清晰的。焦点相当清晰的这段从前到后的距离就叫做景深。景深分为前景深和后景深，当镜头对准被摄景物时
5、，被摄景物前面的清晰范围叫前景深，后面的清晰范围叫后景深。后景深大于前景深。景深越深，那么离焦点远的景物也能够清晰，而景深浅，离焦点远的景物就模糊。? 5.焦距, 光圈,视角,景深的关系? 5.1 在光圈系数和拍摄距离都相同的情况下，镜头焦距越短，景深范围越大；镜头焦距越长，景深范围越小。? 5.2 对于固定焦距和拍摄距离，使用光圈越小，景深越大。如下图:? 5.3 相同焦距的镜头在不同规格 Sensor 上，Sensor size 越大，视角越大， Sensor size 越小，视角越小；? 6.镀膜:? 光是一种电磁波:(在真空中的）可见光波长范围是 700400nm ；红外光为约 700
6、 到 107nm 量级;紫外光 1-400nm；比紫外光短的还有 X 射线、 射线（0.001nm）等；而比红外长的就是我们熟悉的无线电波? 6.1 光学薄膜在光学系统中的作用? 提高光学效率、减少杂光。如高效减反射膜、高反射膜? 实现光束的调整或再分配。如分束膜、分色膜、偏振分光膜就是根据不同需要进行能量再分配的光学元件。? 通过波长的选择性透过提高系统信噪比。如窄带及带通滤光片、长波通、短波通滤光片。? 实现某些特定功能。如 ITO 透明导电膜、保护膜等? 6.2 滤光片 IR-CUT:自然界存在着各种波长的光线，通过折射人眼能看到不同颜色的光线，这就是光线的波长不同所导致的。其实还有许多
7、光线是人眼看不到的，人眼识别光线的波长范围大概在 400nm-700nm 之间，超过 700nm的光线人眼就无法见到，比如红外光等。随着科学的进步，人类发明了摄像机，理论上讲摄像机可以看到绝大部分波长的光线，但在摄像机的使用过程中就出现了一个问题，由于各种光线的参杂，摄像机看到的物体反映在监视器上与人眼直接看到的就变样了。如人眼看到绿色，通过摄像机则变成蓝色，产生彩色失真。为解决色彩失真问题，一般在 Sensor 前贴有一低通滤片，该滤片阻碍了红外光的进出，故白天彩色不失真.? 7.感光器件 CCD（电荷藕合）, CMOS（互补金属氧化物导体）? 7.1 日夜两用形 850 波长? 7.2 日
8、夜两用形 940 波长? 8.1CCD 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。? 8.2 互补性氧化金属半导体 CMOS（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）和 CCD 一样同为
9、在数码相机中可记录光线变化的半导体。CMOS 的制造技术和一般计算机芯片没什么差别，主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体，使其在 CMOS 上共存着带 N（带电）和 P（带+电）级的半导体，这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片纪录和解读成影像。. 8.4 两种元件不同之处? 1. CCD 成像质量好，价格非常高昂; CMOS 器件产生的图像质量相比CCD 来说要低一些.2.CMOS 针对 CCD 最主要的优势就是非常省电? 9 NTCS 制式与 PAL 制式简介(摘录)? 很多人都知道有 NTSC 和 PAL 两大制式，那到底什么是 NTSC 制式？什么是 PAL 制式呢？简单的说，N
10、TSC 和 PAL 属于全球两大主要的电视广播制式，但是由于系统投射颜色影像的频率而有所不同。NTSC 是 National Television System Committee 的缩写，其标准主要应用于日本、美国，加拿大、墨西哥等等，PAL 则是 Phase Alternating Line 的缩写，主要应用于中国，香港、中东地区和欧洲一带。? 这两种制式是不能互相兼容的，如果在 PAL 制式的电视上播放 NTSC的影响，画面将变成黑白，NTSC 制式的也是一样。而做为视频拍摄工具的数码摄像机，也同样有制式的问题，比如我国使用 PAL 制式，在我国销售的数码摄像机都是 PAL 制式的，如果
11、是 NTSC 制式的摄像机拍摄出来的图象不能在 PAL制式的电视机上正常播放。? 因此，可以肯定的说，在我国销售的数码摄像机行货一定是 PAL 制式的，如果是 NTSC 制式的数码摄像机，则一定是水货。? PAL 制式和 NTSC 的分辨率也有所不同，PAL 制式使用的是 720*576，而 NTSC 制式使用的是 760*480，在分辨率上 PAL 稍稍占有优势。而 PAL 制式的画面解析度 720*576，约 40 万象素，也决定了 PAL 制式的数码摄像机的 CCD 大小应该为 40 万的倍数或者半倍数，比如 2 倍或者 1.5 倍，所以 PAL 制式数码摄像机都是 80 万，或者 10
12、7 万（接近 100 万，40 万的 2.5 倍）、155 万（接近160 万， 40 万的 4 倍）。而 NTSC 制式的画面解析度为 720*480，约 34 万象素，所以 NTSC 制式的数码摄像机一般为 68 万象素等等。? 目前的视频采集软件都支持 PAL 和 NTSC 制式，但是在编辑过程中是不能同时使用 NTSC 制式的素材和 PAL 制式的素材，必须用过转换才能在同一时间轴上使用两个素材。? 在 PC 领域，由于使用的制式不同，存在不兼容的情况。就拿分辨率来说，有的制式每帧有 625 线（50Hz），有的则每帧只有 525 线（60 Hz）。后者是北美和日本采用的标准，统称为
13、NTSC。通常，一个视频信号是由一个视频源生成的，比如摄像机、VCR 或者电视调谐器等。为传输图像，视频源首先要生成-个垂直同步信号（ V SYNC）。这个信号会重设接收端设备（PC 显示器），保征新图像从屏幕的顶部开始显示。发出 VSYNC 信号之后，视频源接着扫描图像的第一行。完成后，视频源又生成一个水平同步信号，重设接收端，以便从屏幕左侧开始显示下一行。并针对图像的每一行，都要发出一条扫描线，以及一个水平同步脉冲信号。另外，NTSC 标准还规定视频源每秒钟需要发送 30 幅完整的图像（帧）。假如不作其它处理，闪烁现象会非常严重。为解决这个问题，每帧又被均分为两部分，每部分 2 62.5 行。一部分全是奇数行，另一部分则全是偶数行。显示的时候，先扫描奇数行，再扫描偶数行，就可以有效地改善图像显示的稳定性，减少闪烁。目前世界上彩色电视主要有三种制式，即 N TSC、PAL 和 SECAM 制式，三种制式目前尚无法统一。
