摄像机白平衡调整及一些特殊功能的使用

摄像机白平衡调整及一些特殊功能的使用

2003-6-24

摘要：主要对摄像机白平衡调整中的一些问题以及当今CCD摄像机某些新功能的使用作一介绍，以便充分发挥摄像机的性能及潜在资源。

关键词：白平衡黑平衡摄像机调整色温

1白平衡调整的一些问题

1 1自动白平衡的调整

在电视剧及各类电视节目的前期拍摄中，为适应场景的变化、情绪的铺垫以及气氛的渲染对色调或色彩提出的要求，有时为适应及协调环境色温发生的变化，经常需要调整白平衡。白平衡调整，就是当摄像机拍摄所谓纯白色物体时，CCD电路输入R、G、B 3路经预放后的信号，在预处理电路中以G路信号幅度为基准，调整R路和B路的增益，使输出的3路信号幅度均为100%。预处理电路输出相同幅度的R、G、B 信号，供后续电路处理。如图1所示，色温在3200K处，即摄像机在标准3200K光源下，经调整的R、G、B输出幅度均相等，此时白色物体呈白色显示。色温在6300K的光源照射下，同样的白色物体，CCD的R、G、B输出为R低B高(以G为输出基准)，这时白色物体呈偏蓝色。

白平衡的处理过程是：白平衡调整开始时，摄像机对准白色物体画面的90%，取得图像的信号数据。首先将基准信号G路调准确(100%)，然后分别将R路、B路与G路进行比较，取得两者的误差进行量化，其数值作为控制信号电平去调整R路和B路的增益，使3者信号输出幅度相等，最后还原出准确的白色，进而重现白色物体。同时，将R-G及B-G的数值送到CPU进行比较计算，经换算后在录像器中显示白平衡调试情况及其色温值。

1 2滤色片

当今各类摄像机中的滤色片都是双片结构，分为中性灰度片和色温校正片，如松下AJ-D910W中的中性灰度片有4个档位：CLEAR、1/4ND、1/16ND和1/64ND，其色温校正片也有4个档位：CROSS、3200K、4300K 和6300K。见表1。色温片和中性灰度片可以有16种组合。

滤色片说明所对应的拍摄环境

色温片ABCDCROSS3200K4300K6300K滤色片将光源变为十字形黎明、黄昏或在演播室内室外晴朗天空或下雨海边或雪地

灰度片1234CLEAR1/4ND1/16ND1/64ND室内、演播室或其他阴暗环境室外多云天空下室外晴朗天空下室外、海滩或积雪覆盖的山上

双片结构中的灰度片用来降低光照强度，控制镜头光圈的大小。它对可见光中各种波长的光有相同的衰减作用，所以当改变灰度片的档位时，并不影响白平衡效果，只影响画面的亮度(即只对进光量有影响)。CLEAR是光线全部通过，一般在室内或室外阴天拍摄时使用。1/4ND表示只有1/4的光线通过并被感光，

1/16ND表示只有1/16的光线通过并被感光，一般在室外晴天拍摄时使用这两档中性灰度片。1/64ND表示只有1/64的光线通过并被感光，一般在雪地、海边等强光线拍摄时使用。

双片中的色温片是为了调整可见光中R、G、B光之间的比例，从而还原出准确的白色。它对各种波长不同的光有不同的过滤性，例如：3200K档位对低色温，即长波长中的红光有较强的抑制作用；6300K档位对高色温，即短波长中的蓝色光有较强的抑制作用。CROSS档位是具有特殊效果的滤色片，它是在3200K

色温基础上增加了十字星光效果，更加适合拍摄夜景和舞台表演。所以实际上真正对白平衡有影响的只是色温片。

1 3白平衡调整时要注意的两个问题

1)白色被摄体的选择极为重要，应尽可能采用不反光的纯白物体，即“标准白”，同时注意拍摄角度，防止反光。

2)聚焦时不要聚得太实，应该处于虚焦状态。

上述情形可以使通过镜头的光线处于漫射状态，在CCD上呈现的白色比较均匀，以保证调整白平衡的精确。

如果选择偏红的白纸来代替纯白物体调整白平衡，则不论光源色温如何，偏红白纸反射光线中的红光成分大于绿光和蓝光成分。当摄像机用其进行自动白平衡调整时，摄像机白平衡调整电路系统实际上将该纸当作纯白物体，因此调整中肯定对R信号增益有所抑制(即增大了G、B两路信号强度)。自动白平衡调整结束之后，偏红白纸在彩色监示器上重现出白色显示，如果拍摄正常画面色彩会有些偏青，形成所谓冷色

调。类似地，若选用偏黄的白纸调整，拍摄的画面会偏蓝；若选用偏紫的白纸调整，拍摄的画面会偏绿；若选用偏青的白纸调整，拍摄的画面会偏红。总之，只要选择偏向某一颜色的白纸作为自动白平衡调整的目标，调整结束之后，拍摄的画面就会偏向这种颜色的补色。选择的白纸偏色越重，自动白平衡调整之后，拍摄画面的偏色也越严重。如果为了渲染某种气氛或者营造特定环境，就无需如实还原本来的色调或色彩，可采用上述方法使本来的色调或色彩出现适当的色偏。

1 4黑平衡调整

由于黑平衡调整会影响白平衡，因而在一般情况下事先进行自动黑平衡调整，然后作自动白平衡调整。黑平衡调整是在关闭光圈的情况下进行的，其调整过程与白平衡类似，即以G路黑电平为基准，分别与R 路和B路黑电平比较，产生的误差信号电压分别送到R路及B路黑电平控制电路，通过控制R路和B路信号的钳位电平，控制R路及B路黑电平输出，最终使两路的黑电平与G路取得一致。这个电平称为摄像机的黑电平(或称为总黑电平)，其数值为0～50mV。通过调整黑电平，一般可以获得较好的对比度。例如：在空旷的野外或者被拍摄物体特别亮的情况下，拍出的画面都很亮，缺少应有的暗部，对比度较差，犹如蒙上一层白雾，这时启动自动黑电平开关，黑电平就会下降，画面对比度就会提高；在夜晚拍摄的时候，通过提高黑电平，使黑暗部分变亮，可以增加画面的细节。摄像机内部一般带有自动黑电平和手动黑电平的调整装置。

2特殊功能的使用

2 1同步扫描(SYNCHRO SCAN)功能

该功能主要用于拍摄计算机终端显示器等的显示屏，专为消除“屏幕闪烁”而设置。主要方法如下：打开摄像机前端的电子快门开关，使其置于同步扫描功能状态，此时在寻像器屏幕左上部会显示1/51。5(如显示电子快门速度，则要反复按动开关，使机器处于上述状态)，这时可对要拍摄的计算机终端显示器等的显示屏进行取景，然后打开摄像机菜单显示，触动翻页钮(PAGE)，直到寻像器内出现同步扫描菜单，再按“＋”钮，使显示的值达到1/84。5左右，同时从寻像器屏幕观察，直到计算机终端显示器等的“屏幕闪烁”完全消失。

2 2超级光圈(SUPER IRIS)