高清攝像機(jī)及燈光-2

1、關(guān)于演播室攝像機(jī)圖像與燈光照關(guān)于演播室攝像機(jī)圖像與燈光照度關(guān)系的測(cè)試分析度關(guān)系的測(cè)試分析（二）2009年6月測(cè)試情況簡(jiǎn)介 一、測(cè)試背景 二、測(cè)試設(shè)備的選擇 三、拍攝場(chǎng)景的選擇 四、測(cè)試方法和要求 五、測(cè)試步驟 六、數(shù)據(jù)分析與結(jié)論測(cè)試設(shè)備的選擇原則 突出設(shè)備的代表性和應(yīng)用的普遍性 大型錄制演播室高清、標(biāo)清攝像機(jī) 靈敏度技術(shù)標(biāo)稱值盡可能相同 鏡頭安裝口徑一致 測(cè)試設(shè)備的選擇使用設(shè)備 松下高清攝像機(jī)，型號(hào)： AK-HC930MC； 池上標(biāo)清攝像機(jī)，型號(hào)： HK-388PW， 2臺(tái)攝像機(jī)使用相同的佳能鏡頭HJ17e*7.7BIRSE， 測(cè)試設(shè)備的選擇監(jiān)測(cè)設(shè)備和儀器：兩臺(tái)高/標(biāo)清兼容監(jiān)視器BVM-D24

2、1臺(tái)波形矢量監(jiān)視器LV-5750照度表、色溫表、測(cè)距儀等 拍攝場(chǎng)景的選擇 為了使測(cè)試場(chǎng)景更加貼近目前大型節(jié)目錄制的場(chǎng)景要求，我們選擇了錄制綜藝節(jié)目的演播室高清800平米演播室進(jìn)行測(cè)試 燈光系統(tǒng)為鹵鎢光源拍攝場(chǎng)景的選擇場(chǎng)景特點(diǎn)： 背景的層數(shù)多、呈半圓形狀，有真實(shí)材質(zhì)的圖案前臺(tái)兩側(cè)放置盆形樹具有較多的細(xì)節(jié)層次從不同的拍攝角度增強(qiáng)了圖像構(gòu)成的復(fù)雜程度1kw PAR64 24只圖3：演播室標(biāo)清測(cè)試布光圖逆光 24臺(tái) 70 %亮度面光一 6臺(tái) 15%亮度側(cè)面光 6臺(tái) 40 %亮度景片紅 7臺(tái) 30 %亮度景物藍(lán) 4臺(tái) 100 %亮度景輪廓 6臺(tái) 100 %亮度2KW聚光燈 35臺(tái)面光二 6臺(tái) 50%亮度

3、圖4：演播室高清測(cè)試布光圖1kw PAR64 24只逆光 24臺(tái) 100 %亮度側(cè)面光 6臺(tái) 60 %亮度景物藍(lán) 4臺(tái) 100 %亮度景輪廓 10臺(tái) 100 %亮度2KW聚光燈 26臺(tái)面光 6臺(tái) 30%亮度測(cè)試方法為了保證測(cè)試的科學(xué)性、嚴(yán)謹(jǐn)性：在光圈一定的情況下，先后調(diào)整景區(qū)布光使得高清、標(biāo)清圖像分別達(dá)到5分級(jí)別主觀評(píng)價(jià)質(zhì)量，監(jiān)看圖像信號(hào)波形符合錄制規(guī)范（700 mv)的要求,測(cè)量景區(qū)內(nèi)11個(gè)點(diǎn)的照度數(shù)值，計(jì)算出高清及標(biāo)清攝像機(jī)光圈相當(dāng)?shù)那闆r下演播室景區(qū)的平均照度。測(cè)試方法布光要求：按照基礎(chǔ)光布置，不考慮燈光藝術(shù)創(chuàng)作成份，過程： 首先調(diào)整光圈使得標(biāo)清圖像達(dá)到5分級(jí)別主觀評(píng)價(jià)質(zhì)量，監(jiān)看圖像信號(hào)波

4、形符合錄制規(guī)范（700 mv)的要求。 布光不變，調(diào)整高清攝像機(jī)光圈，達(dá)到上述要求。 分別記錄高清、標(biāo)清攝像機(jī)光圈，計(jì)算差值。 測(cè)試方法現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)看： 使用波形矢量監(jiān)視器，進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取和波形存儲(chǔ) 使用高清監(jiān)視器和標(biāo)清監(jiān)視器進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)圖像監(jiān)看 現(xiàn)場(chǎng)邀請(qǐng)編導(dǎo)、技術(shù)等專家15人進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)， 根據(jù)主觀評(píng)價(jià)圖像確定拍攝光圈。測(cè)試步驟1. 確定拍攝機(jī)位和測(cè)試點(diǎn)：按照大型綜藝節(jié)目制作的常規(guī)，對(duì)完整的實(shí)際景區(qū)進(jìn)行布光選擇兩個(gè)機(jī)位進(jìn)行拍攝機(jī)位1位于舞臺(tái)正面位置機(jī)位2位于舞臺(tái)側(cè)面，用來著重表現(xiàn)舞臺(tái)前景與背景的透視關(guān)系按照舞蹈表演區(qū)域，確定11個(gè)照度值測(cè)試點(diǎn)機(jī)位和測(cè)試點(diǎn)分布參照?qǐng)D測(cè)試步驟2. 核實(shí)高清、標(biāo)清攝像機(jī)的靈敏

5、度 ：為了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，首先核實(shí)參加測(cè)試的高清與標(biāo)清攝像機(jī)的靈敏度是否與指標(biāo)一致。當(dāng)實(shí)際靈敏度不相同時(shí)，通過調(diào)整電子快門取值，求得高清與標(biāo)清攝像機(jī)相當(dāng)?shù)撵`敏度數(shù)值，作為相關(guān)測(cè)試的假設(shè)條件。測(cè)試步驟 核實(shí)靈敏度的方法 ：使用高清測(cè)試卡調(diào)整現(xiàn)場(chǎng)布光，使得高清灰度測(cè)試卡照度達(dá)到2000lx，關(guān)閉高清攝像機(jī)伽瑪/細(xì)節(jié)等參數(shù)開關(guān)，調(diào)節(jié)光圈使得輸出幅度達(dá)到700mv，此時(shí)顯示的光圈值是實(shí)際靈敏度 F9與靈敏度指標(biāo)對(duì)照 記錄實(shí)際光圈值即攝像機(jī)實(shí)際靈敏度。使用標(biāo)清灰度測(cè)試卡，核實(shí)標(biāo)清攝像機(jī)靈敏度的方法同上測(cè)試數(shù)據(jù) 攝攝像機(jī)靈敏度像機(jī)靈敏度 經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)量，高清攝像機(jī)松下AK-HC930MC靈敏度為F9標(biāo)清攝

6、像機(jī)池上HK-388PW靈敏度為F8.1 當(dāng)高清攝像機(jī)松下AK-HC930MC電子快門設(shè)置為1/59.1時(shí)， 靈敏度為F8.2，與標(biāo)清攝像機(jī)相當(dāng)。測(cè)試步驟3. 按照正常標(biāo)清節(jié)目要求布光記錄景區(qū)布光數(shù)據(jù)見圖記錄每個(gè)燈光設(shè)備的位置分布圖、燈具使用的數(shù)量標(biāo)注每個(gè)燈聚光、柔光、額定功率和實(shí)際使用功率等用電參數(shù)。在正常標(biāo)清燈光環(huán)境下，使用標(biāo)清攝像機(jī)和高清攝像機(jī)同時(shí)同機(jī)位拍攝景別：按照大型綜藝節(jié)目包括歌唱者、舞蹈演員和演區(qū)，每個(gè)機(jī)位取全景、人全、中景、近景、特寫5個(gè)景別。5個(gè)景別照片測(cè)試步驟測(cè)試步驟調(diào)整標(biāo)清攝像機(jī)光圈，使機(jī)位1的5個(gè)景別的圖像波形幅度均為700mv，現(xiàn)場(chǎng)主觀評(píng)價(jià)圖像為5分，分別記錄光圈值，

7、 使用DVW錄像機(jī)記錄圖像。調(diào)整高清攝像機(jī)光圈，使機(jī)位1的5個(gè)景別的圖像波形幅度為均700mv，現(xiàn)場(chǎng)主觀評(píng)價(jià)圖像為5分，記錄光圈值，使5.用HDCAM錄像機(jī)記錄圖像。測(cè)試步驟測(cè)量并記錄11個(gè)測(cè)試點(diǎn)的照度，得出以標(biāo)清拍攝為主時(shí)的平均照度， 平均照度=N1+N2+N3+.+ N11 11 7. 在正常標(biāo)清燈光環(huán)境下，使用標(biāo)清攝像機(jī)和高清攝像機(jī)同時(shí)在機(jī)位2拍攝，取全景、人全、中景、近景、特寫5個(gè)景別測(cè)試步驟9. 調(diào)整高清攝像機(jī)設(shè)置使得靈敏度與標(biāo)清攝像機(jī)相當(dāng)（在電子快門1/59.1時(shí)，）設(shè)置高清攝像機(jī)光圈與標(biāo)清攝像機(jī)光圈數(shù)值相同，取景景別與標(biāo)清攝像機(jī)相同按照高清制作要求重新布光（見圖），調(diào)整照度使得機(jī)

8、位1和機(jī)位2各5個(gè)景別的圖像波形幅度均為700mv10%，如果不能達(dá)到客觀指標(biāo)或者主觀評(píng)價(jià)圖像質(zhì)量不滿意，可以重新調(diào)光。 現(xiàn)場(chǎng)主觀評(píng)價(jià)圖像為5分，測(cè)量并記錄11個(gè)測(cè)試點(diǎn)的照度變化值，進(jìn)行高清錄像。測(cè)試步驟11.根據(jù)11個(gè)測(cè)試點(diǎn)的照度，得出高清拍攝時(shí)的平均照度平均照度=N1+N2+N3+ N4+N5+N6+N7+N8+N9+N10+N11 11數(shù)據(jù)分析 記錄數(shù)據(jù)記錄數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)分析 1. 從現(xiàn)場(chǎng)拍攝數(shù)據(jù)記錄表中，分別讀取對(duì)比高清、標(biāo)清不同的布光條件下在光圈設(shè)置相同、靈敏度相當(dāng)時(shí)的測(cè)光數(shù)值，來看高清和標(biāo)清對(duì)拍攝照度要求的不同數(shù)據(jù)分析 測(cè)試過程和得到的數(shù)據(jù)：測(cè)試過程和得到的數(shù)據(jù)：根據(jù)附錄A.現(xiàn)場(chǎng)拍攝的數(shù)

9、據(jù)，采用以下公式計(jì)算： 平均照度=N1+N2+N3+ N4+N5+N6+N7+N8+N9+N10+ N11 11 主演區(qū)平均照度= N5+N6+N7+N10+ N11 5 現(xiàn)場(chǎng)主演區(qū)（包括測(cè)試點(diǎn)5，6，7，10，11的范圍）實(shí)測(cè)標(biāo)清平均照度為（850900）lx，實(shí)測(cè)高清平均照度為（9501100）lx。數(shù)據(jù)分析 表1 相同光圈下的平均照度表機(jī)位/景別平均照度（lx）主演區(qū)平均照度（lx）標(biāo)清機(jī)位1與機(jī)位2：全景、人全、中、近景、特寫580832高清機(jī)位1：全景、人全408606高清機(jī)位1：中、近、特，機(jī)位2：全景、人全、中、近景6771030高清機(jī)位2/特寫6851040在實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)中，隨著景

10、別的不同，現(xiàn)場(chǎng)用光照度有所調(diào)整，這是因?yàn)樵诎凑崭咔骞?jié)目布光后，將高清攝像機(jī)光圈設(shè)定為標(biāo)清攝像機(jī)相同景別的光圈值，而客觀指標(biāo)達(dá)不到700mv標(biāo)準(zhǔn)的要求，所以在測(cè)試中三次調(diào)整了布光數(shù)據(jù)分析 表1 相同光圈下的平均照度表機(jī)位/景別平均照度（lx）主演區(qū)平均照度（lx）標(biāo)清機(jī)位1與機(jī)位2：全景、人全、中、近景、特寫580832高清機(jī)位1：全景、人全408606高清機(jī)位1：中、近、特，機(jī)位2：全景、人全、中、近景6771030高清機(jī)位2/特寫6851040從表中可見：高清對(duì)照度的要求高于標(biāo)清例：在中近景、特寫景別時(shí)，高清的照度要求677lx，標(biāo)清的照度要求580lx，高清平均照度值高于標(biāo)清約100 lx

11、，主演區(qū)平均照度值高于標(biāo)清約200 lx數(shù)據(jù)分析 表1 相同光圈下的平均照度表機(jī)位/景別平均照度（lx）主演區(qū)平均照度（lx）標(biāo)清機(jī)位1與機(jī)位2：全景、人全、中、近景、特寫580832高清機(jī)位1：全景、人全408606高清機(jī)位1：中、近、特，機(jī)位2：全景、人全、中、近景6771030高清機(jī)位2/特寫6851040從表中可見：標(biāo)清的平均照度要求與景別關(guān)系不大標(biāo)清攝像機(jī)在拍攝不同的景別時(shí)，圖像輸出幅度的變化不大，不需要調(diào)整現(xiàn)場(chǎng)照度值。數(shù)據(jù)分析 表1 相同光圈下的平均照度表機(jī)位/景別平均照度（lx）主演區(qū)平均照度（lx）標(biāo)清機(jī)位1與機(jī)位2：全景、人全、中、近景、特寫580832高清機(jī)位1：全景、人全

12、408606高清機(jī)位1：中、近、特，機(jī)位2：全景、人全、中、近景6771030高清機(jī)位2/特寫6851040從表中可見：在標(biāo)清布光的基礎(chǔ)上用高清攝像機(jī)拍攝，中、近、特景別對(duì)照度要求更高，需增加照度。數(shù)據(jù)分析 表1 相同光圈下的平均照度表機(jī)位/景別平均照度（lx）主演區(qū)平均照度（lx）標(biāo)清機(jī)位1與機(jī)位2：全景、人全、中、近景、特寫580832高清機(jī)位1：全景、人全408606高清機(jī)位1：中、近、特，機(jī)位2：全景、人全、中、近景6771030高清機(jī)位2/特寫6851040從表中可見：在高清拍攝中，隨著圖像景別從全景到近景、特寫的變化，攝像機(jī)輸出幅度低于700mv標(biāo)準(zhǔn)的要求，需要增加照度值。數(shù)據(jù)分析

13、 表1 相同光圈下的平均照度表機(jī)位/景別平均照度（lx）主演區(qū)平均照度（lx）標(biāo)清機(jī)位1與機(jī)位2：全景、人全、中、近景、特寫580832高清機(jī)位1：全景、人全408606高清機(jī)位1：中、近、特，機(jī)位2：全景、人全、中、近景6771030高清機(jī)位2/特寫6851040從表中可見：高照度的要求不是絕對(duì)的，某些情況下，高清對(duì)照度的要求可能低于標(biāo)清。 例：在機(jī)位1（常規(guī)拍攝2號(hào)機(jī)位）全景和人全景別時(shí)，平均照度值低于標(biāo)清72 lx，主演區(qū)平均照度值低于標(biāo)清226 lx 數(shù)據(jù)分析 2、相同照度下的高清、標(biāo)清攝像機(jī)光圈從現(xiàn)場(chǎng)拍攝數(shù)據(jù)記錄表中，分別讀取對(duì)比按照常規(guī)標(biāo)清節(jié)目布光的條件下高清和標(biāo)清攝像機(jī)不同的光圈

14、數(shù)值，來看高清和標(biāo)清對(duì)拍攝照度要求的不同說明： 此時(shí)高清攝像機(jī)靈敏度F9，標(biāo)清攝像機(jī)靈敏度F8.1,高清高于標(biāo)清攝像機(jī)F0.9數(shù)據(jù)分析 測(cè)試過程和得到的數(shù)據(jù)：測(cè)試過程和得到的數(shù)據(jù)：從附錄A現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)中，可以歸納出高清與標(biāo)清對(duì)應(yīng)不同機(jī)位/不同景別的光圈數(shù)值見表2：數(shù)據(jù)分析 相同照度下的拍攝光圈表機(jī)位景別標(biāo)清光圈（F）高清光圈（F）機(jī)位1全景4.95.5人全4.74.9中5.75.5近6.15.4特寫4.54.9機(jī)位2全景5.15.4人全5.16.1中5.76.4近5.44.8特寫4.54.7數(shù)據(jù)分析 相同照度下的拍攝光圈表機(jī)位景別標(biāo)清光圈（F）高清光圈（F）機(jī)位1全景4.95.5人全4.74.9中

15、5.75.5近6.15.4特寫4.54.9機(jī)位2全景5.15.4人全5.16.1中5.76.4近5.44.8特寫4.54.7表中可見：由于靈敏度較高的因素，多數(shù)情況下對(duì)于相同的照度，高清比標(biāo)清光圈收小，光通量減少數(shù)據(jù)分析 相同照度下的拍攝光圈表機(jī)位景別標(biāo)清光圈（F）高清光圈（F）機(jī)位1全景4.95.5人全4.74.9中5.75.5近6.15.4特寫4.54.9機(jī)位2全景5.15.4人全5.16.1中5.76.4近5.44.8特寫4.54.7表中可見：即使考慮到高清攝像機(jī)靈敏度高的因素，在拍攝近景時(shí)，為了達(dá)到與標(biāo)清相同的輸出幅度，高清攝像機(jī)仍然需要開啟較大的光圈（大于標(biāo)清光圈），獲得較高的光通量

16、。數(shù)據(jù)分析 相同照度下的拍攝光圈表機(jī)位景別標(biāo)清光圈（F）高清光圈（F）機(jī)位1全景4.95.5人全4.74.9中5.75.5近6.15.4特寫4.54.9機(jī)位2全景5.15.4人全5.16.1中5.76.4近5.44.8特寫4.54.7表中可見：這與在相同的光圈下高清拍攝要求更高的照度是一致的數(shù)據(jù)分析 3、照度、照度對(duì)對(duì)畫面景深的影響畫面景深的影響我們?cè)跇?biāo)清布光條件下，觀察高清攝像機(jī)與標(biāo)清攝像機(jī)我們?cè)跇?biāo)清布光條件下，觀察高清攝像機(jī)與標(biāo)清攝像機(jī)同機(jī)位拍攝的圖像，再按照高清節(jié)目布光，對(duì)比高清攝像同機(jī)位拍攝的圖像，再按照高清節(jié)目布光，對(duì)比高清攝像機(jī)在上述同機(jī)位拍攝的圖像。機(jī)在上述同機(jī)位拍攝的圖像。數(shù)據(jù)

17、分析 在測(cè)試過程中，通過機(jī)位在測(cè)試過程中，通過機(jī)位2的畫面構(gòu)圖，我們可以清楚地看的畫面構(gòu)圖，我們可以清楚地看到背景與人物主體隊(duì)形的透視關(guān)系，以及背景層次和紋理到背景與人物主體隊(duì)形的透視關(guān)系，以及背景層次和紋理質(zhì)感。觀察機(jī)位質(zhì)感。觀察機(jī)位2 近景，可以看到，標(biāo)清圖像前景背景都很近景，可以看到，標(biāo)清圖像前景背景都很清晰（見下圖清晰（見下圖)SD數(shù)據(jù)分析 而高清圖像背景有樹葉模糊的現(xiàn)象，高清拍攝的圖像景深而高清圖像背景有樹葉模糊的現(xiàn)象，高清拍攝的圖像景深小于標(biāo)清圖像的景深。小于標(biāo)清圖像的景深。SDHD數(shù)據(jù)分析 我們根據(jù)高清的特點(diǎn)重新調(diào)整了布光，照度由我們根據(jù)高清的特點(diǎn)重新調(diào)整了布光，照度由580lx

18、增加到增加到685lx，對(duì)比標(biāo)清攝像機(jī)拍攝的畫面，對(duì)比標(biāo)清攝像機(jī)拍攝的畫面可以看到高清背景的清晰度有所提高可以看到高清背景的清晰度有所提高,可見照度增強(qiáng)加大了可見照度增強(qiáng)加大了圖像景深。圖像景深。數(shù)據(jù)分析 數(shù)據(jù)分析 從景深計(jì)算公式可知：從景深計(jì)算公式可知： 2 f2CFl(l-f)景深景深 = - f4 C2F2 (l-f)2l為聚焦距離，為聚焦距離，f為鏡頭焦距，為鏡頭焦距，C為容許彌散圓直徑，為容許彌散圓直徑，F(xiàn)為光圈系數(shù)。為光圈系數(shù)。彌散圓直徑C被攝體距離 l 焦點(diǎn)景深后景深前景深后焦深前焦深焦深像距圖5 景深示意圖數(shù)據(jù)分析 人眼所感受到的影象受放大倍率、觀看距離和像質(zhì)的影響，人眼所感受

19、到的影象受放大倍率、觀看距離和像質(zhì)的影響，在偏離焦點(diǎn)時(shí)，如果偏移量較小，影像仍然有一段清晰的在偏離焦點(diǎn)時(shí)，如果偏移量較小，影像仍然有一段清晰的范圍。這個(gè)范圍就叫作景深。景深范圍的大小受容許彌散范圍。這個(gè)范圍就叫作景深。景深范圍的大小受容許彌散圓（也稱模糊圈）直徑的影響圓（也稱模糊圈）直徑的影響在在CCD攝像技術(shù)中，像素的大小影響容許彌散圓的直徑。攝像技術(shù)中，像素的大小影響容許彌散圓的直徑。高清像素和標(biāo)清像素的大小是高清像素和標(biāo)清像素的大小是1：4的關(guān)系，在同等的機(jī)位、的關(guān)系，在同等的機(jī)位、同等光圈的條件下，高清的模糊圈比標(biāo)清的模糊圈小，從同等光圈的條件下，高清的模糊圈比標(biāo)清的模糊圈小，從上述公

20、式中可見，模糊圈直徑越大景深越大，所以對(duì)于可上述公式中可見，模糊圈直徑越大景深越大，所以對(duì)于可視景深而言，人眼會(huì)認(rèn)為高清的景深要小于標(biāo)清。此外，視景深而言，人眼會(huì)認(rèn)為高清的景深要小于標(biāo)清。此外，從上述公式中可以看出等號(hào)兩邊的任何一個(gè)參數(shù)變化都會(huì)從上述公式中可以看出等號(hào)兩邊的任何一個(gè)參數(shù)變化都會(huì)改變影像效果。改變影像效果。數(shù)據(jù)分析 從以上數(shù)據(jù)和圖像效果明顯可見：現(xiàn)場(chǎng)照度對(duì)高清圖像的從以上數(shù)據(jù)和圖像效果明顯可見：現(xiàn)場(chǎng)照度對(duì)高清圖像的景深有所影響，在相同靈敏度、相同照度條件下，標(biāo)清景景深有所影響，在相同靈敏度、相同照度條件下，標(biāo)清景深比高清景深大，適當(dāng)增加照度可以增大高清拍攝的景深深比高清景深大，適當(dāng)增加照度可以增大高清拍攝的景深范圍。范圍。數(shù)據(jù)分析 調(diào)光參數(shù)統(tǒng)計(jì)表標(biāo)清高清第一次布光(機(jī)位1大全/人全)第二次布光(機(jī)位1中/近/特 機(jī)位2除特寫)第三次布光(機(jī)位2特寫)調(diào)光比例燈具數(shù)量(個(gè))調(diào)光比例燈具數(shù)量(個(gè))調(diào)光比例燈具數(shù)量(個(gè))調(diào)光比例燈具數(shù)量(個(gè))景輪廓光100%6100%10100%10100%10逆光70%24100%24100%2415%24面光 115%6無無無面光 250%630%680%665%6側(cè)光40%660