数字摄影与摄像第2章

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2.4 数字摄像的基本操作
2.4.1 数字摄像的准备工作
1.熟悉摄像机
是否能正常且顺利地完成拍摄任务,很大程度上取决于对所用摄像 机的熟悉程度,这是拍摄前最基本的要求。具体包括摄像机的特点、 性能指标、主要操作方法和控制技巧,尤其要特别熟悉滤色片、黑白 平衡和光圈的调整与设置方法。根据现场情况,将摄像机调至最佳工 作状态。
3.信号处理系统
信号处理系统主要包括图像预放电路、A/D转换电路、数字视频 信号处理与压缩电路和数字音频信号处理电路四部分。
4.存储与输出系统
存储与输出系统主要利用AV信号记录电路,把经过数字化处理和 压缩编码后的视音频信号,以指定的格式记录到存储介质(如磁带、 存储卡、硬盘)上,或传送至各种输出接口(如AV、BNC、S-Video、 SDI)。同时还可以将数字信号处理器输出的亮度、色度信号送至寻像 器(取景器)和LCD显示屏,进行显示。
中密度滤光片选择器
选用的原则要根据现场光线的亮度而定。一般情况下,ND1表示 1/4ND,相当于将光照强度减小到1/4;ND2表示1/32ND,相当于将光照 强度减小到1/32。OFF则表示不减小光照强度,经过摄像机镜头的光线 可全部通过。实际拍摄时,只需按照摄像机取景器中的提示信息操作 即可。
2.3.2 黑平衡
5.控制系统
控制系统用于控制,协调全机各功能电路的状态切换及机械动作, 根据人的干预操作指令,完成各种操作。它主要由微型处理器接收人 工操作指令和各种状态传感器的反馈信号,进行比较判别,输出正确 的控制指令,经驱动与执行电路完成工作状态的切换及操作要求,从 而使画面聚焦更清晰,曝光更准确,色彩还原更真实。
2.1.2 数字摄像机的特点
1.高清晰度 2.色彩更加纯正 3.无损复制
2.2 数字摄像机的构造和原理
2.2.1 数字摄像机的基本结构
数字摄像机基本结构框图
1.光学系统 1)变焦距镜头
变焦距镜头结构示意图
2)滤色片
滤色片介于变焦距镜头和分光棱镜之间,包括色温校正片和中性 滤光片。色温校正片用于白平衡的调节。在摄像机中,所谓白平衡是 指当它拍摄白色景物时,产生的三个基色(RGB)信号电平相等,这样, 输出信号送给监视器或电视机才能准确重现不带任何杂色的画面。
3.存储介质
目前的数字摄像机多以录像带、DVD光盘和闪存卡为存储介质。 插入摄像机前,应在规定位置贴上标签,并写清楚主题内容。对于一 盘新的录像带,在正式使用之前应该做快进与倒带处理,以防磁带上 有局部粘结或轻微变形等现象。新录像带如果不做处理就马上使用, 一旦遇到有粘接或变形现象,势必加大磁带拉力,影响走带稳定性及 图像质量。DVD光盘和闪存卡不存在这种现象。
广播级摄像机都有黑平衡( BLACK BALANCE )调整电路,它是摄 像机的一个重要参数,指摄像机在拍摄黑色景物或者盖上镜头盖时, 输出的3个基色电平应相等,使在监视器屏幕上重现出黑色。正确调整 黑平衡对摄像机的最佳工作状态非常重要。首次使用摄像机或长时间 不使用摄像机,以及温度突然变化时,都需要进行黑平衡的调整,以 确保在拍摄时获得最佳的影像质量。
由于不同的光源会产生不同的光线色彩,而随着光线的变化,处 在光线照射下的被摄物表面颜色会发生变化。因此,每当主光源改变 的时候,都需要对白平衡进行调整。所有数字摄像机都包含有自动白 平衡调整功能,专业级以上摄像机还可进行手动调整,以达到更加精 确的彩色还原。
2.3.4 光圈
目前的数字摄像机,在镜头光圈的控制上,通常采用自动控制和 手动控制两种方式。自动光圈一般是按景物的平均亮度来确定曝光值, 它的效果和目的完全是出于技术上的考虑。当景物亮度分布比较均匀、 明暗反差不大时,自动光圈可以获得比较满意的效果。由于现实景物 和光线条件的复杂性,也由于摄像机在记录光线反差较大景物时的局 限性,纯技术上的处理往往很难令人满意。因此在特殊情况,比如明 暗反差较大或逆光环境下,运用手动光圈进行人工处理就成为必要。 通常情况,可以根据自动光圈所确定的曝光值,结合拍摄时的主观想 法,适当开大或缩小光圈,以充分表现景物亮部或暗部的层次细节。
数字摄影与摄像
主编:詹青龙 袁东斌 刘光勇
第2章 数字摄像机及其使用
2.1 数字摄像机的分类与特点
2.1.1 数字摄像机的分类 1.按成像质量分类 1)广播级摄像机
广播级演播室专用数字摄像机(BVP-E30P和BVP-900P)
2)专业级摄像机
专业级数字摄像机(DSR-250P和DSR-PD198P)
3)分光棱镜
通常,专业级以上的数字摄像机还装配有分光棱镜。分光棱镜的 作用是将进入摄像机的光线按照一定的光谱响应要求分解成R、G、B三 路基色光,也就是说将一幅彩色图像分解成三幅基色图像,分别投射 到三片CCD或CMOS摄像器件的感光面上。
2.成像系统
成像系统是获得图像信号的关键部分,其核心器件是图像传感器。 主要作用是将光学系统捕获的图像从光信号转换为电信号,通常采用 CCD或CMOS作为图像传感器,这是数字摄像机与传统摄像机最本质的区 别。图像传感器位于变焦距镜头的后面,与镜头在同一轴线上,镜头 所捕获的景物画面就在其感光面上成像。它的质量水平(像素多少和 感光面积大小)不仅决定了数字摄像机的成像品质,而且也能反映出 数字摄像机的档次和性能。
通常,在调整黑平衡时,摄像机一般置于自动光圈位置,然后启 动黑平衡调整开关,摄像机的光圈会自动关闭,经过几秒钟黑平衡调 整自动完成。
2.3.3 白平衡
简单的说,白平衡的调整就是摄像机根据光源中光谱成分的变化, 通过调整图像传感器输出的视频信号电平,使红、绿、蓝三路信号电 平保持1:1:1的状态,以准确地重现白色。
B 3200K 阴雨天气 C 4300K 下使用。 D 光照条件 1或2 在色温为4300K
下使用。
非常明亮(雪地、高原或海 在色温为6300K C或D 光照条件 3或4 D 滨) 6300K 下使用。
拍摄条件及滤色片组合举例 色温转换片对照表
3.专业级数字摄像机滤色片选择
常见的专业级数字摄像机, 包括OFF档在内,共有三档中密 度滤光片——OFF、ND1和ND2
2.按存储介质分类 1)磁带式
常见的录像带
3)家用级摄像机
家用级数字摄像机
2)光盘式
光盘摄像机
3)硬盘式
第一款硬盘数字摄像机
4)存储卡式
SxS™存储卡及PMW-EX1R摄像机
3.按传感器类型分类
1)CCD摄像机
CCD摄像机
2)CMOS摄像机
CMOS摄像机
2.3.5 变焦
变焦(ZOOM),即在拍摄过程中改变焦距,其作用是将镜头推出 (远摄)或拉近(广角),以改变被摄物在画面中的大小,使景物处 于理想位置。当要拍摄特写画面时,将镜头推至远摄端(T);拍摄全 景画面时,将镜头拉向广角端(W)。
摄像机有电动变焦(S)和手动变焦(M)两种方式。 电动变焦用 来进行平稳的、均匀的变焦。手动变焦可以快速或变速变焦,用来产 生特殊的效果,以增强视觉冲击力。
2.3.6 聚焦
通常情况下,保证拍摄画面的清晰是摄像最基本的要求,而聚焦 (FOCUS)调节是保证画面清晰度最重要的一环,摄像机聚焦的过程就 是对画面清晰度调节的过程。 目前的数字摄像机,都有自动聚焦和手动聚焦功能。自动聚焦受 光线的影响很大,光线明亮时,自动聚焦能达到比较理想的效果。此 时,摄像机光圈缩小,景深变大,对焦范围变宽,容易得到清晰的画 面。这种情况下,即使被摄物移动或进行运动拍摄,也不会出现焦点 不实的现象。而在光线较暗的环境下拍摄时,由于摄像机光圈开大, 景深变小,自动聚焦将变得困难,应切换到手动聚焦。
2.3.7后焦距
后焦距的调整又称为法兰( F.B )焦距调整,主要是通过调整后 焦环(F.B环)来调节摄像机镜头轴向定位面到焦平面之间的距离, 使理想的像平面与图像传感器的靶面重合。拍摄的时候,如果镜头从 长焦向广角变焦时,画面变虚,则需要对后焦距进行调整。
星形后焦调整卡
2.3.8 其他调整
2.2.2 数字摄像机的工作原理
3CCD数字摄像机工作原理
2.3 数字摄像机的调整
2.3.1 滤色片
人工光 自然光 色温(K) 1900 光源 日出日落 1850 色温(K)
1.色温
蜡烛光
光源
色温是用来描述光源光谱辐射特性的表述方法,它所表示的是光源 2000 2350 煤油灯 日出日落前半小时 的色彩成分,而不是光源本身的实际温度。其含义是:当绝对黑体在 260-2800 5500 家用白炽灯 20W 9时—15时 某一特定温度的作用下,所辐射出的光与某一光源的光具有相同的性 2850 4800-5000 家用白炽灯 100W 9时前、15时后 质时,绝对黑体这时的特定温度就被定义为该光源的色温,单位为开 2960 5400 家用白炽灯 500W 平均日光 尔文(K)。
水银灯 碘钨灯 钨丝灯 照相强光灯 5700 3200 3200 3400 夏季中午直射光 秋季中午直射光 蓝天阴影中 蓝天空光 5800 6000-6500 12500 12500
镝灯
万次闪光灯 荧光灯
5500
500-6000 4800
薄云天空光
云雾天空光 阴天天空
13000
7500-8500 6400-7000
2. 广播级数字摄像机滤色片选 择
广播级数字摄像机大多配备有 滤色片 双光学滤镜,即色温转换片和中密 CC滤色片 拍摄条件 CC滤色片 ND滤色片 描述 旋 类型 度滤光片,可方便地进行色彩和曝 钮 光控制。此外,有些摄像机还具有 日出和日落;演播室内 可把星星、灯光等发出的 B 1 十字线滤 电子色温校正功能,拍摄时,可根 A 光修饰成十字光,增 镜 据需要,选择光学方式或电子方式 强图像的感染力。 C或D 2或3 进行色温校正。晴朗的天空 在色温为3200K光照条件
2.电池
电池是外出摄像的必备器件。拍摄前应检查电池是否充满,以保 证摄像工作的顺利进行。为了防止突发事件的发生,还应准备备用电 池,做到有备无患。这也是作为一名合格的摄像师应具备的素质。 如果在室内摄像,除了使用电池,还可以用交直流适配器(充电 器)将交流电转换为直流电,然后给摄像机供电。但是这种供电方式 限制了摄像机的移动范围,有一定的局限性,适合固定机位使用。
4.按清晰度分类
按清晰度分类,数字摄像机可分为标清摄像机和高清摄像机。二者 在外观结构、开关设置及操作使用上大致相同,最主要的区别在于分 辨 率 。 标 清 摄 像 机 的 图 像 分 辨 率 为 576i ( i 表 示 隔 行 扫 描 ) , 即 720×576,画幅长宽比为4:3或16:9,是现行电视制式下使用最广泛 的摄像机。而高清摄像机的图像分辨率包括720p、1080i和1080p(p表 示逐行扫描),即 1280×720和1920×1080,画幅长宽比一般为 16:9, 在画面效果和色彩还原度上远胜于标清摄像机。
在下述拍摄目标或拍摄条件下应使用手动聚焦:
①被摄主体远离画面中心; ②被摄主体位于布满灰尘或水滴的透明体后面; ③拍摄在栏栅、网格、成排的树木后的景物; ④拍摄表面光滑或高反光物体; ⑤拍摄快速运动物体; ⑥拍摄运动物体后面的景物; ⑦拍摄反差太小或轮廓不明显的景物; ⑧在下雨、下雪天气进行拍摄。
不管采用哪种存储介质,都要准备足够的备用带(盘、卡)。
4.三脚架
三脚架是拍摄过程中的重要工具,其作用主要是防止画面晃动, 以便精确构图。用带云台和遥控手柄的三脚架来支撑摄像机,效果最 好。不但能有效地防止机器的晃动,保持画面的清晰稳定、无重影, 而且在上下移摄与左右摇摄时也会运行平滑、过度自然,轻松完成拍 摄任务。
6.电源系统
电源系统是为数字摄像机中各电子元件及电路提供工作电压的电 路,它主要是由直流变换电路(DC/DC转换器)和电源等部分组成。因 为在数字摄像机中,不同的电子元件需要不同的工作电压,如镜头驱 动马达、LCD显示屏、背光等。而电池(或交直流充电器)只能提供一 种电压,经DC/DC转换后可输出多种电压供各部件使用。
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