高清摄像机的使用与调整方法

不论是高清还是标清电视，现代电视摄像机中使用最多的摄像器件是电荷耦合器件（CCD）。CCD是一种有限像素摄像器件，因此其清晰度受到像素数量的限制。目前高清摄像机使用的CCD水平方向像素大约是2000个（实际是1920个），标清摄像机大约1000个（实际是980个）。因此，高清晰度摄像机能够达到的水平清晰度为2K，标准清晰度摄像机是1K。不过，由于传输带宽的限制高清摄像机输出信号的清晰度只有1.55K，标准清晰度摄像机只有0.64K。由于技术水平的限制，目前实用的高清录像机采用了带宽限制技术，高清电视摄像机实际记录的电视信号水平清晰度大约相当于1.25K。因此，在高清拍摄时较难把握的是光线照度问题。高清摄像机对景物光线照度要求比标清摄像机高的原因有二：

一是同样尺寸的高清摄像器件成像面积比标清摄像机小。以2/3英寸CCD为例，像面的对角线为11mm，HDTV的像面宽高比为16:9，像面尺寸为：9.6毫米×5.4毫米= 51.84平方毫米。SDTV的像面宽高比为4:3，像面尺寸为：8.8毫米×毫米=58.1平方毫米。由于高清的成像面积小，导致摄像机灵敏度降低约为10%。

二是高清图像的像素比标清多，导致高清摄像机的灵敏度下降。以1920×1080为例，HDTV一帧画面的像素约为207万个，而SDTV一帧画面的像素约为720×576＝41万个。显然，HDTV的像素约为SDTV的5倍，就意味着HDTV的灵敏度将是SDTV的1/5。

以上两点表明，高清拍摄要求提高景物照度，或者加大光圈。实际上为了提高高清摄像机的灵敏度，高清镜头采用了更高超的多层镀膜技术，高清摄像机通过提高光系统和CCD的性能，以及加强信号处理等措施，对景物照度的要求已经降低了，但一般来说，高清拍摄所需照度比标清要高一些。高清演播厅演区灯光照度按2000 Lx设计，要求布光范围大、层次多、布光均匀、柔光灯比例多等特点。

标清电视在拍摄时，除了光线环境太差外，一般不会等到某个特定光照条件出现后再拍摄。而高清摄像机对光照条件和光线的运用都要求较高，想要拍摄出玲珑剔透的画面，应尽量在良好的光照条件下进行，并在拍摄中适当考虑各种光线的运用。

一、高清摄像机几个重要参数的调整方法

为了能达到期望的艺术效果，高清摄像机提供了非常详细的参数菜单调整功能。使用出厂设置进行拍摄，在环境光线反差较大的情况下，容易出现画面明、暗部层次不清楚，暗部发黑而亮部发毛，是由于摄像机中与信号动态范围和画面明暗对比有关的参数：如伽玛曲线、拐点控制和黑电平等，其初始设置针对的是光照条件好而光比适中的情况，在这种情况下拍摄的画面层次丰富、

色彩均衡、图像通透。但实际上在户外拍摄时，光照条件经常不理想，明暗对比不是过强就是过弱，采用出厂设置拍摄难以获得令人满意的结果，必须实时调整摄像机的相关参数（摄像机操作手册）并做好记录。

摄像机的白平衡在光照色温或者更换镜头后都需要重新调整；黑平衡在环境温度变化大、改变了增益设置后或者更换了镜头都需要重新调整。

1. 伽玛特性调整

摄像时，有时场景中有高光部分，它会超出CCD的感光动态范围，拍摄成的画面在高光部分不能反映景物的质感，这就要通过调整伽玛特性，来取得最佳曝光效果。

在正常亮度范围内，CCD呈现理想的线性光电转换特性，光导电特性在有限范围内，景物亮度与输出电平呈现正比例关系，能如实再现景物亮度，再现值总是与被摄对象的亮度、色调成正比。在超过上限幅电平（0.7V）或下限幅电平（0V）以外时，景物亮度、色调就会突然再现成一片空白或者是一片漆黑。光导电曲线的直线部分是陡直上升的，故表示被摄体亮度范围较窄，动态范围（电影为宽容度）有限或偏低。

弧线表示伽玛特性。伽玛特性是非线性电路（伽玛校正电路）处理后形成的曲线特性，经过伽玛校正电路处理的光导电特性呈现非线性特征，特别是对比度被压缩了的高光部分增强了感光能力（从点划线到虚线范围），在高清摄像机技术中把高光部分的斜率处理称为拐点处理。高清摄像机采用了精密的数字处理电路，摄像师可以通过设置菜单精确地分段调整摄像机的伽玛特性，以实现不同的曝光意图，以达到控制画面的影调层次和高清晰度的目的。

2. 聚焦调整

高清摄像机的焦点不易对准是大家反映的一个普遍问题。其实高清的焦点问题是由高清的高清晰度引起的，因为高清的分辨率高，水平视场角比标清大，画面包容的景物多，景深比标清小很多，所以聚焦时要格外小心。

在外景拍摄时高清摄像机的寻像器与标清的一样，要想找到准确高清晰的焦点确实比标清困难。如果摄像师把握不准，建议还是使用标准监视器，而且越大越好。

高清电视拍摄时，为了获得最佳清晰的影像，高清摄像的聚焦技术与标清摄像的聚焦技术有所不同。正确的调焦方法如下：

高清拍摄静态镜头时，应把变焦距摄影镜头变焦至某挡焦距处（即适当景别），当作定焦距镜头使用，则具体使用哪一挡焦距拍摄，就应直接在该当焦距状态下精确调焦，直到寻像器中被摄主体的影像最清晰时为止，或直至调焦基线所指示的刻度值刚好等于用皮尺所直接测量出的调焦距离值时为止。

标清拍摄静态镜头时，往往习惯于

先将变焦环变焦至最大焦距处精确调焦，然后再将其变至预选短焦距处拍摄。这种方法不适合高清摄像技术的调焦要求，因为变焦距镜头在变焦时，普遍存在着微量的像面漂移现象，不同焦距处的最佳焦点位置未必精确一致，此外，使用推拉式变焦距镜头时，还容易在调焦完毕后的变焦过程中，使调焦位置在无意中被误触动而改变。故此，在高清摄像时，为了获得被摄主体的最清晰影像，就必须在所用焦距状态下直接精确调焦后拍摄，否则画面的焦点将变软而影响画面的清晰度。

3. 曝光值调整

在拍摄现场为了精确曝光，可以通过彩色监视器和示波器来观察、调整曝光值。这是保证高清电视画面质量的有效措施。因此，监视器和示波器参数的调整就显得非常重要。

监视器的调整。为了调整颜色，首先要给监视器输入彩条信号，大家知道，蓝色成分是分布在彩条信号左边的白、黄、蓝、绿四个条里，在标准的75%彩条里，相应的蓝信号在这四个条里的幅度是完全一致的。监视器上一般都有一个只看蓝色的按键，按下去以后，只有蓝色的信号在屏幕上显示出来，只需要调整色度，使相应的四个条亮度一致就可以了。用这种方法，可以使监视器能比较准确地再现画面的色彩和影调。

亮度和对比度的调整。亮度调整是进行黑电平调整，对比度调整是将亮度层次拉开。调整亮度电平时，亮度信号是整体提升或下降。如果不正确地调整亮度，可能在亮的区或比较暗的区，信号发生重叠，细节分辨不出来。相反，如果把对比度放大或缩小，暗部的基点是不动的，各个彩条的灰度发生亮度程度变化。

为了调整亮度的信号，需要输入三电平调整信号（PLUGE），三电平调整亮度的信号包括-3%黑、0%黑、＋3%灰。调整时，我们使-3%黑与0%黑两个条都相对一样，但是＋3%的灰条一定要看到，这就是正确的亮度信号。

对比度调整，实际上没有一个相应的严格标准，可以根据环境以及感觉调到一个合适的电平。但是，高对比度可能会使相应的清晰度下降。每一台监视器都有一个相应预置的对比度值，把对比度值调整到这个位置即可。

示波器提供了图像的一系列窄角测光表的读数，它是对相应的被摄体亮度的准确表达。设置示波器要相对容易些。我们将黑色电平调校在示波器上7.5IRE的位置。这表明，最暗的被摄体影调在7.5IRE处而不是在0.0IRE刻度处。

其次是决定场景的曝光值。将18%的灰板的亮度信号安排在50IRE单位，这是通过设置摄像机的光圈，并保证照明强度与该摄像机光圈值相适宜而实现的。设置光圈可利用灰板，或基于使用入射光型测光表，

事先计算好摄像机的曝光系数当量。这样，就得到了位于7.5IRE处的黑色电平和该场景的光圈值。对场景中的高光部分，可以用摄像机的拐点设定使它位于100IRE处。简而言之，设置示波器首先要设置黑色电平在7.5IRE，并将灰色曝光为50IRE。然后通过照明或拐点处理，使重要的高亮度落在示波器的100IRE单位上。

4. 轮廓清晰度调整

由于CCD上的感光单元在水平方向和垂直向都是分离的，所以它在这两个方向上都是以抽样的方式传送图像信息的，这样，在重现图像时沿着水平和垂直方向的黑白突变处就变模糊了，同时因为高频信号幅度下降而使图像细节变模糊，这种现象也称为孔阑失真。

孔阑失真的特点是只有高频幅度降低，而没有相位失真。因此，它必须用特殊电路进行校正，这种电路就是轮廓增强电路，通过提高图像信号上升沿和下降沿的陡度，以增强图像黑白突变处的对比度，甚至给图像勾画边沿，实现改善图像轮廓清晰度的目的。轮廓增强电路，能明显的提高画面中景物的轮廓清晰度。高清摄像机都设有轮廓清晰度（DETAIL）开关和菜单调整项。

在拍摄高清电视时，有的人为了画面更“柔和”一些，关闭摄像机上的轮廓清晰度开关，以达到接近胶片的画面效果。我们觉得如果是拍摄带人物的中近景，高清对于人的面部和服装的沟边现象很突出，容易给人以生硬的感觉，出现这种情况就要关掉轮廓清晰度开关。但对风光画面就不一定非得这样做，因为高清的焦点本来就“软”，再关掉轮廓清晰度开关，和胶片比起来画面就会显得更加模糊。必要的轮廓细节反差增强还是必要的。关键是如何把握好尺度，一般使轮廓清晰度参数值控制在30～75之间，规律是这样的，如果要拍全景或日景，会调高一些。如果拍近景或夜景就要调低一些。特别是低照度的时候，我们发现轮廓清晰度值提高的同时，把杂波也提高了，这一点要特别注意

二、高清拍摄构图技术

高清16:9的画面比例，更加符合观众的视觉习惯，画面里的信息量比4:3的画面多，拍摄大全景或一些宏大场面的画面可以给人视觉上带来强大的冲击力。但拍摄人物特写镜头时需要对画面进行填补，否则会有空旷的感觉，拍摄人物画面构图偏重于多给近景。

高清节目只有经过下变换才能在现有电视体系中使用，如果拍摄的高清节目考虑到标清兼容，前期摄像构图就要根据下变换方式做适当的调整。而16:9的高清信号下变换成4:3的标清信号有如图1、图2、图3所示的3种不同模式。

三种下变换方式各有其优缺点。第一种方式保留了画面的全部内容，清晰度好，但图像被挤压拉长，如

下变换到标清再制作成可变形16:9画面的DVD时可采用此方式。第二种方式保留全部内容，画面比例正常，但清晰度有较大损失，这是实际拍摄中使用较多的方式。如制作遮幅式专题或电视剧。第三种方式使画面两边部分被剪掉，清晰度好，画面比例也正常，但失去了16:9宽幅画面的边缘部分，适用于对画面构图要求不高的普通节目拍摄。

不论采用那种方式，最好在拍摄前确定一种下变换方式，以便实际拍摄时，设置相应类型的取景框来获得正确的构图。

三、总结

高清节目的拍摄，一定要对高清设备的各个参数认真仔细地调整，拍摄出高质量的画面，这一点对高清的发展至关重要， 对于高清摄像技术的运用，仍然处于尝试和探索中。随着高清摄像技术的发展与成熟，电视技术保障工作将伴随摄像技术的进步，与时俱进，在创作实践中积累经验，迈向技术的艺术的新境界，达到理想的效果。