電視劇編導攝像機的原理

1、攝像機的原理,廣播型,專業(yè)型,數(shù)字DV,數(shù)字高清光盤攝錄一體機,HXR-NX3D1C攝錄一體機,攝像機的原理,一.攝像部分,攝像部分的原理示意圖,,,,,,,,,,,,,,,,,,電視信號,,（一）.外部光學系統(tǒng)[鏡頭部分]:成象 把外部被攝體反射到攝像機鏡頭的光線轉變成光學圖像的裝置 調(diào)焦組 變焦組 補償組 移像組,光學鏡頭變

2、焦倍數(shù)是攝像機的鏡頭焦距變化的真實倍數(shù)，它的放大倍數(shù)是靠移動光學鏡片來產(chǎn)生的。光學變焦能夠產(chǎn)生最漂亮的畫質(zhì)，通常在10～20倍之間，這個倍數(shù)足夠日常拍攝使用了。,數(shù)字變焦是將所拍到的影像作局部放大，盡管影像的局部放大了，但用來描述影像的有效像數(shù)并沒有增加，以致于放得越大，圖像越模糊，局部畫面的畫質(zhì)一定會變得粗糙不堪。所以說，光學變焦倍數(shù)越大越好，數(shù)字變焦倍數(shù)達60倍就足夠了。,數(shù)字變焦與光學變焦：,數(shù)字變焦效果,光學變焦效果,,放大率：

3、,β=,,2.視場和視場角：,,視場：,視場是指鏡頭所能看到的景物范圍。,,視場角：,視場角是指從鏡頭主平面中心向鏡頭所能看到的景物范圍的兩邊邊緣所張開的角度。水平方向的叫水平視場角，垂直方向的叫垂直視場角。,3.光圈：,指鏡頭的孔徑。,,4.景深：,在鏡頭焦距不變的情況下，在物距確定后，我們發(fā)現(xiàn)調(diào)焦后的圖像畫面，除了被攝主體是清晰的以外，被攝主體之前和被攝主體之后一段距離內(nèi)的其它景物也都是清晰的。我們把這段清晰的范圍就

4、叫景深。,,鏡頭、視場角、景深、透視性四者 之間的關系。請看下表：,短焦,廣角,,,,,夸張了物或攝像機的運動,,,>30°,小,,大,前景比后背景大,空間距離顯得比實際大,,景深透視感被夸大,,肩扛、手提拍攝,在無退路情況下拍全景,要求畫面景深大,適于大小、高低對比強烈的畫面構圖,,標準,24°左右,中等,中等,正常的透視感沒有深度或運動速度的夸張,跟拍,畫面與人眼看到的相同(主

5、觀鏡頭),,窄角,長焦,<20°,大,小,,前景、背景看上去差不多大,背景與背景間的距離縮短，畫面內(nèi)的物體顯得擁擠，有壓縮透視感。,物體運動比真實的慢,遠距離攝取局部放大的畫面,對背景環(huán)境要求不高的特寫,局部描繪細節(jié),虛實變化以突出不同主體,產(chǎn)生有壓縮感的畫面,拍空氣透視感好的畫面,,（二）機身的攝像部分,攝像頭,視頻信號處理電路,同步信號發(fā)生器,編碼器,供電系統(tǒng),內(nèi)部光學系統(tǒng),攝像頭：,,,色溫濾

6、光鏡,分光系統(tǒng),色溫：,某種光源所發(fā)出的光的顏色與黑體加熱到某一溫度時所發(fā)出的光的顏色相同，我們就用黑體的這個溫度表示該光源的顏色溫度。單位K（開爾文）。,,色溫濾光鏡片是利用它的光譜響應特性，補償因光源色溫不同所引起的重現(xiàn)彩色失真。,,色溫的校正：,在攝像機鏡頭和分光系統(tǒng)之間加上色溫濾色片。,濾色片通常裝在一個圓盤上，有0、1、2、3號片可供選擇。有的高檔攝像機的濾色片含有一個空擋,以備在某些特殊環(huán)境下拍攝時所需的特殊濾色片插

7、入.,目前，除了利用光學方法進行色溫矯正之外，許多攝像機還增加了電子色溫矯正系統(tǒng)。,它不衰減入攝光、不降低靈敏度，在較大的色溫變化范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)整，并且達到較高的矯正精度。,能夠保證攝像機在較暗的環(huán)境下拍攝的畫面質(zhì)量。,光束分離器:,條紋光分離器,二向鏡式光分離器,棱鏡式光分離器,,,棱鏡式光束分離器,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,Mr,,Mb,(1),(2),,,R,,Fr,,Fb,,,B,

8、G,Fg,,,,攝像頭：內(nèi)部光學系統(tǒng),攝像器件：實現(xiàn)光電轉換的關鍵部件,三CCD攝像機的攝像器件,攝像管,,CCD 是一種半導體材料，作為攝像器件它有五種形式： 行間轉移式（IT） 幀間轉移式（FT) 幀-行間轉移式（FIT） 多通道幀-行間轉移式（M-FIT） 空穴積累二極管式(Power HAD CCD),,CCD的結構：(以FT幀間轉移式為例）,,,,,,,,,,,,,,,,,,

9、,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,光傳感器,溢出漏,感光區(qū),存儲區(qū),},},水平轉移寄存器,幀間轉移式的CCD結構,輸出,場垂直掃描期間，感光區(qū)感光。,場的垂直消隱期感光區(qū)的電荷向上轉移到存儲區(qū)。,在行的水平消隱期，存儲區(qū)

10、的電荷逐行向上移動到水平轉移寄存器中。,在行的水平掃描期間，水平轉移寄存器中的電荷輸出。,在下一個場垂直掃描期到來之時：,,攝像頭：內(nèi)部光學系統(tǒng) 攝像器件 預放電路,,攝像頭：內(nèi)部光學系統(tǒng) 攝像器件 預放電路 電子快門,視頻信號處理電路：,黑斑校正、,孔闌校正、,彩色校正、,雜散

11、光校正、,γ校正、,黑白切割、,電纜補償?shù)取?另外，還包括：光圈的自動調(diào)整、黑白平衡調(diào)整、重合調(diào)整、增益控制等。,白平衡調(diào)整：以白色為基準，分別調(diào)整三基色放大電路的放大量，使輸出的三基色信號電壓相同。以保證輸出的電視信號能重現(xiàn)正確的白色。,增益調(diào)整：,當拍攝環(huán)境光線照度不夠的時候，輸出信號的電壓偏低，表現(xiàn)在電視屏幕上的畫面亮度相對很暗，在沒有增加外界光照的條件下，可以人為地提高增益，以提高電視畫面的亮度。,同步信號發(fā)生器：,產(chǎn)

12、生一個同步信號，使發(fā)送端的攝像器件與接收端的顯像管的電子束掃描，既同頻又同相。,編碼器：,（1） 把三基色信號巧妙地組成一個復雜信號。,（2）還可以輸出亮度（Y）和色度（C），亮色分離信號。,（3）可以直接輸出亮度信號（Y）、色差信號（R-Y、B-Y），即分量信號。,（4）高清信號(HDMI):全數(shù)位化影像和聲音傳送接口，可以傳送無壓縮的音頻信號及視頻信號。,供電系統(tǒng) ：為攝像機各個部分提供能源。,二.錄象部分,錄象的過程：是一

13、種電磁轉換的過程。,攝錄一體機的錄象包部分,磁記錄原理,,磁隙,,磁頭芯體,,,線圈,,,,,,,,信號,磁播放原理,,,,,,,磁隙,,,磁頭芯體,,,,線圈,,,,,,信號,,磁帶錄象系統(tǒng)包括：磁頭系統(tǒng)、磁帶傳送系統(tǒng)、視頻信號處理系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、機械控制系統(tǒng)、音頻信號處理系統(tǒng)。,,磁頭： 全消磁頭,,磁頭： 全消磁頭 視頻錄放磁頭,,磁頭： 全消磁頭

14、 視頻錄放磁頭 在磁鼓上 消音磁頭,,,,磁頭： 全消磁頭 視頻錄放磁頭 在磁鼓上 消音磁頭 音頻磁頭 在磁頭組件上 控制磁頭,,,,,,磁帶傳送系統(tǒng)：,磁帶從供帶盤送出，先經(jīng)過全消磁頭，再繞過

15、磁鼓，通過音頻/控制磁頭組件，以及壓帶輪、主導軸，最后被卷到收帶盤上，其間要經(jīng)過多個定位導柱，使磁帶按一定的路徑走。,視頻信號處理系統(tǒng)：,由記錄通道和重放通道兩部分組成。,伺服系統(tǒng)：,通過機械或電子線路的作用對傳動帶、磁鼓的位置、速度、狀態(tài)等進行自動控制。,機械控制系統(tǒng)：,由功能按鈕、邏輯電路及機電動作部件。,,音頻信號處理系統(tǒng)及電源：,硬盤攝像機一部分是采用1.8英寸微硬盤。,視頻信號記錄部分是由一塊解碼板，一個機芯和一個硬盤

16、構成。,硬盤存儲提供大容量的拍攝空間，可以輕松記錄下一個完整的事件。其 30G型號的產(chǎn)品最長能拍攝37小時。不需要DV帶或者光盤。,DVD小光盤攝像機的工作原理和光驅(qū)刻錄機等有相似之處；光驅(qū)刻錄機目前的穩(wěn)定性都是有目共睹的；DVD光盤式的優(yōu)點是使用、采集方便；缺點是機器價格高、技術上還有待于進步提高。,SD卡式的攝像機優(yōu)勢是體積迷你、功能多、涵蓋了幾乎所有數(shù)碼功能；其缺點是憶卡容量不大；,SONY公司新推出了HDR-AX2000E高清攝

17、像機 。,該產(chǎn)品使用雙卡槽 –SXS卡,特別是SXS的廉價替代品的出現(xiàn)，可以直接使用普通的SD卡。,畫質(zhì)排序：,DV磁帶機器（沒有壓縮）720*576、25幀/秒；,硬盤式機器（沒有壓縮處理），720*576、25幀/秒；,DVD光盤、插卡式錄像效果一樣（壓縮處理），都是720*480、25幀/秒。,數(shù)字攝像機的格式,數(shù)字攝像機的格式一般劃分三個層次：民用級、專業(yè)級、廣播級。,民用級或稱家用級，是以普及家用為目標設計的，一般體積小，重

18、量輕，價格便宜，性能穩(wěn)定，操作方便，畫面質(zhì)量比廣播級和專業(yè)級低，主要滿足于家庭使用。,DV格式和索尼公司的D8格式的數(shù)字攝像機屬于民用級數(shù)字格式。,專業(yè)級或稱準廣播級，其各種指標均比廣播級的要低，但清晰度、信噪比、色彩重現(xiàn)的準確度都足以滿足一般企事業(yè)單位及學校教育電視系統(tǒng)對圖像質(zhì)量的要求。,索尼公司的DVCAM和松下公司的DVCPR025屬于專業(yè)級數(shù)字格式。,廣播級攝像機的圖像技術指標和調(diào)整精度都比較高，圖像質(zhì)量很高，價格也較高。主要用

19、于電視臺、廣告公司和電視劇制作單位的拍攝使用。,廣播電視行業(yè)使用的專業(yè)攝錄設備中，數(shù)字設備目前處于三足鼎立的局面：索尼公司具有DVCAM、Betacam SX、Digital Betacam等全方位多格式數(shù)字設備，松下公司在民用DV格式的基礎上構筑它的三層DVCPR025、DVCPR050、DVCPR0100數(shù)字金字塔，JVC公司不甘落后，推出了Digital-S格式，保持三分天下有其一的地位。,,攝像機附件,包括攝像機的電池及交流轉換

20、器、錄像帶、三角架、電池燈、話筒、提詞器、記憶棒和多媒體卡、攝像機包、AV連線、無線遙器、濾色鏡組、清洗帶。,1.錄象帶,不同格式的攝像機配有各自不同的錄象帶。,DV格式盒式帶,DVCAM格式的盒式帶,DVCPRO格式的盒式帶,Betacam SX格式磁帶,MPEG IMX格式磁帶,DTF2數(shù)字流磁帶,2.三腳架,三腳架除能保證畫面的穩(wěn)定外，還能在固定的畫面上準確地調(diào)焦、對焦，確保畫面清晰。,一套完整的三腳架應包括云臺及三腳架兩個部分，

21、其所涉及的技術主要集中在云臺上。,三腳架的云臺,大部分專業(yè)三腳架云臺都采用液壓阻尼技術，分為接觸式和非接觸式兩種。,非接觸式云臺能提供線性非常好的阻尼輸出。,云臺質(zhì)量的另一重要方面在于動態(tài)平衡系統(tǒng)。,動態(tài)平衡系統(tǒng)是一個機械結構，用于補償攝像機在俯仰動作時因離開其水平中心點后受地心引力而下傾。,有了連續(xù)可調(diào)動態(tài)平衡系統(tǒng)，攝像機在整個俯仰范圍內(nèi)任一角度停下來時，都能保持平衡而無需攝像師用手來穩(wěn)住或把云臺鎖上。,演播室用三角架,普通三腳架,輕

22、型三腳架,攝像機的遙控手柄可以遙控攝像機的變焦和聚焦,三腳架的萬向輪,3.特殊攝像機座架,高爐架,沙 袋,斯坦尼康 (Steadicam)(意為“攝像穩(wěn)定器”)是一種可以穿在攝像師身上的攝像機座架。當你帶著攝像機跑動時。“斯坦尼康”中各種彈簧可以吸收因跑動而產(chǎn)生的搖晃和震動。,短搖臂是專門為外景拍攝設計的攝像機衡重座架。你可以將它夾在門框、椅子、圍欄或汽車窗口上，然后向兩側轉動攝像機或使之升高或降低。,,演播室升降車,自動臺座,柔