數字攝影與攝像第2章

1、數字攝影與攝像,主編：詹青龍 袁東斌 劉光勇,第2章 數字攝像機及其使用,2.1 數字攝像機的分類與特點,2.1.1 數字攝像機的分類1．按成像質量分類1）廣播級攝像機,廣播級演播室專用數字攝像機（BVP-E30P和BVP-900P）,,2）專業(yè)級攝像機,專業(yè)級數字攝像機（DSR-250P和DSR-PD198P）,,2．按存儲介質分類1）磁帶式,,,,,,,常見的錄像帶,,3）家用級攝像機,家用級數字攝像機,,2）光盤式,光盤攝像

2、機,,3）硬盤式,第一款硬盤數字攝像機,,4）存儲卡式,SxS?存儲卡及PMW-EX1R攝像機,,3．按傳感器類型分類 1）CCD攝像機,CCD攝像機,,2）CMOS攝像機,CMOS攝像機,,4．按清晰度分類 按清晰度分類，數字攝像機可分為標清攝像機和高清攝像機。二者在外觀結構、開關設置及操作使用上大致相同，最主要的區(qū)別在于分辨率。標清攝像機的圖像分辨率為576i（i表示隔行掃描），即720×576，畫幅長寬比為

3、4：3或16：9，是現行電視制式下使用最廣泛的攝像機。而高清攝像機的圖像分辨率包括720p、1080i和1080p（p表示逐行掃描），即1280×720和1920×1080，畫幅長寬比一般為16：9，在畫面效果和色彩還原度上遠勝于標清攝像機。,,2.1.2 數字攝像機的特點1．高清晰度2．色彩更加純正3．無損復制,2.2 數字攝像機的構造和原理,2.2.1 數字攝像機的基本結構,數字攝像機基本結構框圖,,1．

4、光學系統(tǒng)1）變焦距鏡頭,變焦距鏡頭結構示意圖,,2）濾色片 濾色片介于變焦距鏡頭和分光棱鏡之間，包括色溫校正片和中性濾光片。色溫校正片用于白平衡的調節(jié)。在攝像機中，所謂白平衡是指當它拍攝白色景物時，產生的三個基色（RGB）信號電平相等，這樣，輸出信號送給監(jiān)視器或電視機才能準確重現不帶任何雜色的畫面。 3）分光棱鏡 通常，專業(yè)級以上的數字攝像機還裝配有分光棱鏡。分光棱鏡的作用是將進入攝像機的光線按照一定的

5、光譜響應要求分解成R、G、B三路基色光，也就是說將一幅彩色圖像分解成三幅基色圖像，分別投射到三片CCD或CMOS攝像器件的感光面上。,,2．成像系統(tǒng) 成像系統(tǒng)是獲得圖像信號的關鍵部分，其核心器件是圖像傳感器。主要作用是將光學系統(tǒng)捕獲的圖像從光信號轉換為電信號，通常采用CCD或CMOS作為圖像傳感器，這是數字攝像機與傳統(tǒng)攝像機最本質的區(qū)別。圖像傳感器位于變焦距鏡頭的后面，與鏡頭在同一軸線上，鏡頭所捕獲的景物畫面就在其感光面上成像

6、。它的質量水平（像素多少和感光面積大小）不僅決定了數字攝像機的成像品質，而且也能反映出數字攝像機的檔次和性能。,,3．信號處理系統(tǒng) 信號處理系統(tǒng)主要包括圖像預放電路、A/D轉換電路、數字視頻信號處理與壓縮電路和數字音頻信號處理電路四部分。4．存儲與輸出系統(tǒng) 存儲與輸出系統(tǒng)主要利用AV信號記錄電路，把經過數字化處理和壓縮編碼后的視音頻信號，以指定的格式記錄到存儲介質（如磁帶、存儲卡、硬盤）上，或傳送至各種輸

7、出接口（如AV、BNC、S-Video、SDI）。同時還可以將數字信號處理器輸出的亮度、色度信號送至尋像器（取景器）和LCD顯示屏，進行顯示。,,5．控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)用于控制，協(xié)調全機各功能電路的狀態(tài)切換及機械動作，根據人的干預操作指令，完成各種操作。它主要由微型處理器接收人工操作指令和各種狀態(tài)傳感器的反饋信號，進行比較判別，輸出正確的控制指令，經驅動與執(zhí)行電路完成工作狀態(tài)的切換及操作要求，從而使畫面聚焦更清晰，曝光更準確，色

8、彩還原更真實。6．電源系統(tǒng) 電源系統(tǒng)是為數字攝像機中各電子元件及電路提供工作電壓的電路，它主要是由直流變換電路（DC/DC轉換器）和電源等部分組成。因為在數字攝像機中，不同的電子元件需要不同的工作電壓，如鏡頭驅動馬達、LCD顯示屏、背光等。而電池（或交直流充電器）只能提供一種電壓，經DC/DC轉換后可輸出多種電壓供各部件使用。,,2.2.2 數字攝像機的工作原理,3CCD數字攝像機工作原理,2.3 數字攝像機的調整,2.3

9、.1 濾色片1.色溫 色溫是用來描述光源光譜輻射特性的表述方法，它所表示的是光源的色彩成分，而不是光源本身的實際溫度。其含義是：當絕對黑體在某一特定溫度的作用下，所輻射出的光與某一光源的光具有相同的性質時，絕對黑體這時的特定溫度就被定義為該光源的色溫，單位為開爾文（K）。,,,,2.廣播級數字攝像機濾色片選擇 廣播級數字攝像機大多配備有雙光學濾鏡，即色溫轉換片和中密度濾光片，可方便地進行色彩和曝光控制。此外，有

10、些攝像機還具有電子色溫校正功能，拍攝時，可根據需要，選擇光學方式或電子方式進行色溫校正。,色溫轉換片對照表,拍攝條件及濾色片組合舉例,,3.專業(yè)級數字攝像機濾色片選擇 常見的專業(yè)級數字攝像機，包括OFF檔在內，共有三檔中密度濾光片——OFF、ND1和ND2 選用的原則要根據現場光線的亮度而定。一般情況下，ND1表示1/4ND，相當于將光照強度減小到1/4；ND2表示1/32ND，相

11、當于將光照強度減小到1/32。OFF則表示不減小光照強度，經過攝像機鏡頭的光線可全部通過。實際拍攝時，只需按照攝像機取景器中的提示信息操作即可。,中密度濾光片選擇器,,2.3.2 黑平衡 廣播級攝像機都有黑平衡（BLACK BALANCE）調整電路，它是攝像機的一個重要參數，指攝像機在拍攝黑色景物或者蓋上鏡頭蓋時，輸出的3個基色電平應相等，使在監(jiān)視器屏幕上重現出黑色。正確調整黑平衡對攝像機的最佳工作狀態(tài)非常重要。首次使用

12、攝像機或長時間不使用攝像機，以及溫度突然變化時，都需要進行黑平衡的調整，以確保在拍攝時獲得最佳的影像質量。 通常，在調整黑平衡時，攝像機一般置于自動光圈位置，然后啟動黑平衡調整開關，攝像機的光圈會自動關閉，經過幾秒鐘黑平衡調整自動完成。,,2.3.3 白平衡 簡單的說，白平衡的調整就是攝像機根據光源中光譜成分的變化，通過調整圖像傳感器輸出的視頻信號電平，使紅、綠、藍三路信號電平保持1：1：1的狀態(tài)，以準確地重現

13、白色。 由于不同的光源會產生不同的光線色彩，而隨著光線的變化，處在光線照射下的被攝物表面顏色會發(fā)生變化。因此，每當主光源改變的時候，都需要對白平衡進行調整。所有數字攝像機都包含有自動白平衡調整功能，專業(yè)級以上攝像機還可進行手動調整，以達到更加精確的彩色還原。,,2.3.4 光圈 目前的數字攝像機，在鏡頭光圈的控制上，通常采用自動控制和手動控制兩種方式。自動光圈一般是按景物的平均亮度來確定曝光值，它的效果和目的

14、完全是出于技術上的考慮。當景物亮度分布比較均勻、明暗反差不大時，自動光圈可以獲得比較滿意的效果。由于現實景物和光線條件的復雜性，也由于攝像機在記錄光線反差較大景物時的局限性，純技術上的處理往往很難令人滿意。因此在特殊情況，比如明暗反差較大或逆光環(huán)境下，運用手動光圈進行人工處理就成為必要。通常情況，可以根據自動光圈所確定的曝光值，結合拍攝時的主觀想法，適當開大或縮小光圈，以充分表現景物亮部或暗部的層次細節(jié)。,,2.3.5 變焦

15、 變焦（ZOOM），即在拍攝過程中改變焦距，其作用是將鏡頭推出（遠攝）或拉近（廣角），以改變被攝物在畫面中的大小，使景物處于理想位置。當要拍攝特寫畫面時，將鏡頭推至遠攝端（T）；拍攝全景畫面時，將鏡頭拉向廣角端（W）。 攝像機有電動變焦（S）和手動變焦（M）兩種方式。 電動變焦用來進行平穩(wěn)的、均勻的變焦。手動變焦可以快速或變速變焦，用來產生特殊的效果，以增強視覺沖擊力。,,2.3.6 聚焦 通

16、常情況下，保證拍攝畫面的清晰是攝像最基本的要求，而聚焦（FOCUS）調節(jié)是保證畫面清晰度最重要的一環(huán)，攝像機聚焦的過程就是對畫面清晰度調節(jié)的過程。 目前的數字攝像機，都有自動聚焦和手動聚焦功能。自動聚焦受光線的影響很大，光線明亮時，自動聚焦能達到比較理想的效果。此時，攝像機光圈縮小，景深變大，對焦范圍變寬，容易得到清晰的畫面。這種情況下，即使被攝物移動或進行運動拍攝，也不會出現焦點不實的現象。而在光線較暗的環(huán)境下拍攝時，由

17、于攝像機光圈開大，景深變小，自動聚焦將變得困難，應切換到手動聚焦。,,在下述拍攝目標或拍攝條件下應使用手動聚焦：①被攝主體遠離畫面中心；②被攝主體位于布滿灰塵或水滴的透明體后面；③拍攝在欄柵、網格、成排的樹木后的景物；④拍攝表面光滑或高反光物體；⑤拍攝快速運動物體；⑥拍攝運動物體后面的景物；⑦拍攝反差太小或輪廓不明顯的景物；⑧在下雨、下雪天氣進行拍攝。,,2.3.7后焦距 后焦距的調整又稱為法蘭（F．B）焦

18、距調整，主要是通過調整后焦環(huán)（F．B環(huán)）來調節(jié)攝像機鏡頭軸向定位面到焦平面之間的距離，使理想的像平面與圖像傳感器的靶面重合。拍攝的時候，如果鏡頭從長焦向廣角變焦時，畫面變虛，則需要對后焦距進行調整。,星形后焦調整卡,,2.3.8 其他調整1.增益2.斑馬紋3.快門,2.4 數字攝像的基本操作,2.4.1 數字攝像的準備工作1.熟悉攝像機 是否能正常且順利地完成拍攝任務，很大程度上取決于對所用攝像機的熟悉程度，這是拍攝

19、前最基本的要求。具體包括攝像機的特點、性能指標、主要操作方法和控制技巧，尤其要特別熟悉濾色片、黑白平衡和光圈的調整與設置方法。根據現場情況，將攝像機調至最佳工作狀態(tài)。,,2.電池 電池是外出攝像的必備器件。拍攝前應檢查電池是否充滿，以保證攝像工作的順利進行。為了防止突發(fā)事件的發(fā)生，還應準備備用電池，做到有備無患。這也是作為一名合格的攝像師應具備的素質。 如果在室內攝像，除了使用電池，還可以用交直流適配器（

20、充電器）將交流電轉換為直流電，然后給攝像機供電。但是這種供電方式限制了攝像機的移動范圍，有一定的局限性，適合固定機位使用。,,3.存儲介質 目前的數字攝像機多以錄像帶、DVD光盤和閃存卡為存儲介質。插入攝像機前，應在規(guī)定位置貼上標簽，并寫清楚主題內容。對于一盤新的錄像帶，在正式使用之前應該做快進與倒帶處理，以防磁帶上有局部粘結或輕微變形等現象。新錄像帶如果不做處理就馬上使用，一旦遇到有粘接或變形現象，勢必加大磁帶拉力，影

21、響走帶穩(wěn)定性及圖像質量。DVD光盤和閃存卡不存在這種現象。 不管采用哪種存儲介質，都要準備足夠的備用帶（盤、卡）。,,4.三腳架 三腳架是拍攝過程中的重要工具，其作用主要是防止畫面晃動，以便精確構圖。用帶云臺和遙控手柄的三腳架來支撐攝像機，效果最好。不但能有效地防止機器的晃動，保持畫面的清晰穩(wěn)定、無重影，而且在上下移攝與左右搖攝時也會運行平滑、過度自然，輕松完成拍攝任務。,,2.4.2 數字攝像的基本要領

22、1.平 平是指所拍攝畫面中的水平線要與地平面保持平行，這是拍攝正常畫面的基本要求。當畫面中有水平線或垂直線時，如果這些線條發(fā)生歪斜，就會給觀眾造成某種主觀錯覺，這是攝像工作的大忌。 攝像時確保畫面水平的關鍵是調整好三腳架，使三腳架云臺處于水平狀態(tài)。對于肩扛攝像，應當利用畫面中景物的垂直或水平線條作參考，使這些線條與尋像器（取景器）的邊框平行。,,2.穩(wěn) 穩(wěn)是指畫面要保持穩(wěn)定，拍攝時要消除任何不必要的晃動

23、。 手持或肩扛攝像機拍攝時，應將攝像機架穩(wěn)，以右手為主用力握住攝像機并進行變焦操作，左手操作聚焦環(huán)。 拍攝時胳膊肘適當夾住身體兩側，雙腳分開站穩(wěn)，重心要低，呼吸要平穩(wěn)，這樣拍攝到的圖像才能較為穩(wěn)定。 此外，還可借助身旁的輔助支撐物（如墻壁、樹干、桌椅等）進行拍攝。,,3.準1）構圖要準2）色彩還原要準,,4.清 清是力求畫面清晰。為了使攝像機拍攝的畫面清晰，首先應保證攝像機

24、鏡頭的清潔。如果攝像機鏡頭上有灰塵或污垢，應按規(guī)定方法仔細清潔，即用鏡頭紙或清潔鏡頭用的毛刷、橡皮吹等專業(yè)工具進行清理。 由于某種原因使用自動聚焦不能滿足拍攝要求時，要采用手動聚焦。對主、陪體變化的情況，要做好記號，最好先試驗再拍攝，做到一次到位，使畫面主體聚焦清晰。對有一定景深要求的畫面，可采用小光圈、短焦距或遠距離拍攝。在拍攝推鏡頭時，應先在長焦端聚焦清晰，再回到廣角端，從廣角開始推，這樣畫面才能在整個過程都保持清晰。,

25、,5.勻 勻是針對運動鏡頭而言的，是指鏡頭運動的速度要均勻，不能忽快忽慢。推、拉鏡頭使用攝像機電動變焦裝置是很有效的。搖鏡頭的勻速進行依賴于三腳架云臺的良好阻尼特性。移動拍攝主要是操縱和控制好移動工具，使其保持勻速運動。開機起幅時應緩慢地作勻加速運動，達到一定速度后保持勻速，至落幅時要慢慢地勻減速，直至攝像機鏡頭停止運動。,,2.4.3 數字攝像的執(zhí)機方式1.肩扛式,肩扛式操作方法,,2.固定式,,3.徒手式,,,2.4.4

26、 數字攝像的注意事項 ①拍攝人物近景時，應把畫面中較大的空白安排在人物目光的前方，以免給人“面壁思過”的感覺，同時要處理好人物的輪廓及其后面的線條，如樹木、電線桿、建筑物邊緣等。 ②拍攝人物全景時，要考慮在主體的四周留有適當的空白，避免“頂天立地”，以適應觀眾的欣賞習慣。 ③拍攝特寫畫面時，應盡量少用長焦鏡頭，可以靠近被攝人物，選擇適中的焦距進行拍攝，保證畫面的穩(wěn)定性和清晰度。 ④拍攝運動鏡頭要干脆果斷，推就是推，拉就是拉，不

27、能猶豫不決，更不能出現推拉混用的現象，運動的過程中要保持勻速。同時，要留出起幅和落幅畫面，并且起幅和落幅的位置一定要準確，便于后期畫面剪輯。搖鏡頭也是如此。 ⑤盡量不要在逆光下拍攝，以免出現前景暗、背景亮的畫面。 ⑥拍攝的畫面不能空洞無物，要充分運用畫面語言，表達主題要完整、突出，使人一目了然。,2.5 數字攝像機的選購與維護,2.5.1 數字攝像機的選購 購買時，應著重考慮以下幾點： 1.光學變焦

28、 2.靈敏度 3.信噪比 4.水平清晰度 5.最低照度 6.動態(tài)范圍 7.幾何失真,,2.5.2 數字攝像機的維護與保養(yǎng) 能否正確地維護與保養(yǎng)數字攝像機，是衡量一名攝像師是否合格的最重要指標之一。為了延長數字攝像機的使用壽命，在維護與保養(yǎng)的過程中，必須做到“四防三不”。 1）防潮 2）防塵 3）防振 4）防磁 5）不長時間