《數(shù)字?jǐn)z影與攝像》 課件 詹青龍 第1、2章 數(shù)碼相機(jī)與使用、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)及其使用

第一章數(shù)碼相機(jī)及其使用概述基本要素基本規(guī)律目錄135結(jié)構(gòu)成分2形態(tài)46基本方法數(shù)字?jǐn)z影的發(fā)展歷程數(shù)字?jǐn)z影的基本特性數(shù)字?jǐn)z影的優(yōu)勢(shì)

1.1數(shù)字?jǐn)z影的產(chǎn)生與發(fā)展1231.1.1數(shù)字?jǐn)z影的生產(chǎn)與發(fā)展數(shù)碼相機(jī)之父塞尚曾與柯達(dá)的一位主管進(jìn)行了交談。那位主管簡(jiǎn)單地提到有一種硅材料可用作感光器件，這就是后來(lái)數(shù)碼相機(jī)的核心部件——CCD。19731975設(shè)計(jì)并制造出了世界上首臺(tái)數(shù)碼相機(jī)的原型——“手持電子照相機(jī)”，以及回放系統(tǒng)，拍攝出了世界上第一張數(shù)碼照片。SONY公司在經(jīng)過(guò)不斷的技術(shù)累計(jì)后，推出了第一臺(tái)針對(duì)民用的不用感光膠片的電子相機(jī)——馬維卡（MAVICA）。20世紀(jì)18年代，松下、富士、東芝、奧林巴斯、柯尼卡、佳能、尼康等公司也紛紛開始研制數(shù)碼相機(jī)，相機(jī)推出了各自的數(shù)碼相機(jī)試用品。198120世紀(jì)80年代1.1.1數(shù)字?jǐn)z影的生產(chǎn)與發(fā)展數(shù)碼相機(jī)的像素達(dá)到了81萬(wàn)，幾乎是1995年的2倍。正是這一年，數(shù)碼相機(jī)全面進(jìn)入了消費(fèi)者的視線，成為了人們生活中的流行時(shí)尚。與此同時(shí)，數(shù)碼相機(jī)開始進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)。1996柯達(dá)推出了集成度更高、兼容性更好、操控界面更友好的DCS100電子數(shù)碼相機(jī)，首次在世界上確立了數(shù)碼相機(jī)的一般模式。1999數(shù)碼相機(jī)再度在像素上有所突破，全面邁入200萬(wàn)像素，價(jià)格也降到了大多數(shù)消費(fèi)者可以接受的水平。2004各大數(shù)碼相機(jī)廠商紛紛推出了各自的高端旗艦商品，像素全面突破800萬(wàn)。發(fā)展迅猛很多發(fā)達(dá)國(guó)家的數(shù)碼相機(jī)普及率已經(jīng)超過(guò)80%，我們也緊隨其后，北京、上海等發(fā)達(dá)地區(qū)數(shù)碼相機(jī)普及率均已超過(guò)70%。1990200020091.1.2數(shù)字?jǐn)z影的基本特性非膠片化信息數(shù)字化數(shù)碼相機(jī)內(nèi)的光電轉(zhuǎn)換器件把通過(guò)鏡頭的光線轉(zhuǎn)化為電荷模擬信號(hào)，再經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器芯片轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，然后送至數(shù)字信號(hào)處理器（DigitalSignalProcessor，DSP），使用相機(jī)自帶的固化程序按照指定的文件格式將畫面以二進(jìn)制的形式記錄到存儲(chǔ)卡上，存儲(chǔ)卡可以反復(fù)使用。數(shù)字?jǐn)z影已經(jīng)建立了一整套嶄新的拍攝、后期制作、傳輸、存儲(chǔ)的技術(shù)體系，其主要特征時(shí)以純粹的物理方式取代傳統(tǒng)的化學(xué)處理方式。數(shù)碼相機(jī)的畫面形成過(guò)程為：光信號(hào)→電信號(hào)→數(shù)字信號(hào)。無(wú)污染直接印刷畫面處理方式多樣復(fù)制的無(wú)限性和保存的永久性呈現(xiàn)方式多樣傳輸方便、快捷1.1.3數(shù)字?jǐn)z影的優(yōu)勢(shì)1.2數(shù)碼相機(jī)基本介紹數(shù)碼相機(jī)的特性數(shù)碼相機(jī)的種類數(shù)碼相機(jī)的參數(shù)123數(shù)碼相機(jī)的特性即拍即現(xiàn)直接存儲(chǔ)直接刪除拍攝視頻1.2.1數(shù)碼相機(jī)的特性1.2.2數(shù)碼相機(jī)的種類按用途分類按圖像傳感器分類1.2.2數(shù)碼相機(jī)的種類外形小巧，便于攜帶，價(jià)格較低家用級(jí)數(shù)碼相機(jī)按用途分類1.2.2數(shù)碼相機(jī)的種類專業(yè)相機(jī)機(jī)身，光學(xué)、機(jī)械性能較高專業(yè)級(jí)單鏡頭反光數(shù)碼相機(jī)按用途分類1.2.2數(shù)碼相機(jī)的種類專業(yè)相機(jī)機(jī)的一個(gè)分支，由圖像傳感器和數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)等組成數(shù)碼機(jī)背按用途分類矩陣型CCD傳感器線型CCD傳感器按圖像傳感器分類以CCD芯片作為圖像傳感器CCD數(shù)碼相機(jī)CMOS傳感器按圖像傳感器分類以CMOS芯片作為圖像傳感器CMOS數(shù)碼相機(jī)1.2.3數(shù)碼相機(jī)的參數(shù)尺寸分辨率光學(xué)變焦色彩深度感光度噪點(diǎn)光學(xué)防抖數(shù)碼相機(jī)的參數(shù)有很多，主要包括圖像傳感尺寸、分辨率、光學(xué)變焦、色彩深度、感光度、噪點(diǎn)、光學(xué)防抖等，其中圖像傳感器的尺寸和分辨率是衡量數(shù)碼相機(jī)性能的重要指標(biāo)。12347651.3數(shù)碼相機(jī)的結(jié)構(gòu)與原理數(shù)碼相機(jī)的組成結(jié)構(gòu)數(shù)碼相機(jī)的工作原理121.3.1數(shù)碼相機(jī)的組成結(jié)構(gòu)圖1-11數(shù)碼相機(jī)組成數(shù)碼相機(jī)由光學(xué)鏡頭和機(jī)身兩大部分組成，其中，機(jī)身包括光電轉(zhuǎn)換部分（CCD或CMOS）、信號(hào)處理部分、數(shù)據(jù)壓縮部分、存儲(chǔ)與輸出系統(tǒng)、電源和相機(jī)機(jī)能控制部分，如圖1-11所示。1.3.1數(shù)碼相機(jī)的組成結(jié)構(gòu)光學(xué)鏡頭光電轉(zhuǎn)換部分圖像信號(hào)處理電路圖像數(shù)據(jù)壓縮電路機(jī)能控制部分電源電路存儲(chǔ)與輸出系統(tǒng)光學(xué)鏡頭分類鏡頭的視角介于40°-55°。標(biāo)準(zhǔn)鏡頭的焦距與畫幅的對(duì)角線基本相等。標(biāo)準(zhǔn)鏡頭拍攝效果光學(xué)鏡頭分類鏡頭的視角大于60°；焦距小于畫幅對(duì)角線長(zhǎng)度。廣角鏡頭拍攝效果光學(xué)鏡頭分類鏡頭的視角小于人眼的正常視角，焦距長(zhǎng)度大于畫幅的對(duì)角線。長(zhǎng)焦鏡頭拍攝效果光學(xué)鏡頭分類變焦距鏡頭的焦距是可以調(diào)節(jié)的，只要推拉變焦鈕或旋轉(zhuǎn)變焦環(huán)，變可拍得大小不同的畫面?？梢岳闷毓馑查g的變焦來(lái)創(chuàng)造特殊效果。變焦距鏡頭拍攝效果1.3.2數(shù)碼相機(jī)的工作原理圖1-12數(shù)碼相機(jī)的工作原理示意圖數(shù)碼相機(jī)的工作原理與傳統(tǒng)膠片相機(jī)有著明顯的區(qū)別，傳統(tǒng)相機(jī)使用銀鹽感光材料（膠卷），感光時(shí)，形成以鹵化銀為中心的潛影，而數(shù)碼相機(jī)使用圖像傳感器進(jìn)行感光，并通過(guò)內(nèi)部DSP把拍攝到的畫面轉(zhuǎn)化成以數(shù)字形式存儲(chǔ)的畫面。1.4數(shù)碼相機(jī)的基本操作測(cè)光曝光對(duì)焦選擇拍攝模式設(shè)定畫面尺寸設(shè)定存儲(chǔ)模式白平衡調(diào)節(jié)13572461.4.1選擇拍攝模式數(shù)碼相機(jī)一般有自動(dòng)、肖像、運(yùn)動(dòng)、風(fēng)光、夜景、微距和錄像等幾種拍攝模式，拍攝時(shí)應(yīng)根據(jù)不同的被攝體和創(chuàng)作意圖選擇相應(yīng)的拍攝模式，以獲得理想的效果。1.4.2設(shè)定畫面尺寸根據(jù)用途來(lái)設(shè)定畫面尺寸，若要打印高質(zhì)量的照片，應(yīng)選擇大的尺寸；若只用于網(wǎng)頁(yè)或一般多媒體軟件的制作，可以選擇小一點(diǎn)的尺寸。圖1-13數(shù)碼設(shè)定畫面尺寸1.4.3設(shè)計(jì)存儲(chǔ)格式使用數(shù)碼相機(jī)進(jìn)行拍攝時(shí)，不僅要了解相機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)，數(shù)碼相機(jī)的存儲(chǔ)格式也會(huì)對(duì)拍攝有所影響。目前數(shù)碼相機(jī)的存儲(chǔ)格式有JPEG、TIFF和RAW，了解它們的特點(diǎn)才能在拍攝時(shí)正確地選擇存儲(chǔ)格式。是目前網(wǎng)絡(luò)中和計(jì)算機(jī)上常見的圖像文件格式，擴(kuò)展名為JPG。它是CCD或CMOS感光元件在成像時(shí)所記錄的原始數(shù)據(jù)，不會(huì)損傷畫面。是真正意義上非失真的壓縮式，目前大部分?jǐn)?shù)碼相機(jī)都支持這種格式，擴(kuò)展名為TIF。JPEGRAWTIFF1.4.4測(cè)光數(shù)碼相機(jī)測(cè)光模式包括平均測(cè)光、中央重點(diǎn)平均測(cè)光、點(diǎn)測(cè)光多區(qū)域測(cè)光等多種方式。無(wú)論哪種測(cè)光模式，都是根據(jù)反射式測(cè)光原理設(shè)計(jì)的。平均測(cè)光平均測(cè)光模式所測(cè)定的是被攝物體的平均亮度值，當(dāng)被攝體的平均亮度值等于18%灰卡值時(shí)，能獲得良好的曝光效果。平均測(cè)光在風(fēng)光攝影中應(yīng)用較為普遍。1.4.4測(cè)光數(shù)碼相機(jī)測(cè)光模式包括平均測(cè)光、中央重點(diǎn)平均測(cè)光、點(diǎn)測(cè)光多區(qū)域測(cè)光等多種方式。無(wú)論哪種測(cè)光模式，都是根據(jù)反射式測(cè)光原理設(shè)計(jì)的。中央重點(diǎn)平均測(cè)光這種測(cè)光方式是重點(diǎn)測(cè)量畫面中心的一個(gè)圓形或橢圓形范圍內(nèi)的被攝體反射光，其次是測(cè)量重點(diǎn)范圍以外被射體平均反射光。圖1-15中央重點(diǎn)平均測(cè)光示意圖1.4.4測(cè)光數(shù)碼相機(jī)測(cè)光模式包括平均測(cè)光、中央重點(diǎn)平均測(cè)光、點(diǎn)測(cè)光多區(qū)域測(cè)光等多種方式。無(wú)論哪種測(cè)光模式，都是根據(jù)反射式測(cè)光原理設(shè)計(jì)的。點(diǎn)測(cè)光點(diǎn)測(cè)光是中、高檔數(shù)碼相機(jī)具有的一種測(cè)光功能。它只對(duì)畫面中央很小一部分的特定區(qū)域進(jìn)行測(cè)光，多用于在一些光照條件較為復(fù)雜的環(huán)境中測(cè)量某一點(diǎn)的光量值，以獲得這一部分精確的曝光。圖1-16點(diǎn)測(cè)光示意圖1.4.4測(cè)光數(shù)碼相機(jī)測(cè)光模式包括平均測(cè)光、中央重點(diǎn)平均測(cè)光、點(diǎn)測(cè)光多區(qū)域測(cè)光等多種方式。無(wú)論哪種測(cè)光模式，都是根據(jù)反射式測(cè)光原理設(shè)計(jì)的。多區(qū)域測(cè)光該種測(cè)光多用于一些中、高檔數(shù)碼相機(jī)。它有多個(gè)測(cè)光元件，這些測(cè)光元件能各自向畫面的既定區(qū)域測(cè)光。圖1-17多區(qū)域測(cè)光示意圖1.4.4測(cè)光數(shù)碼相機(jī)測(cè)光模式包括平均測(cè)光、中央重點(diǎn)平均測(cè)光、點(diǎn)測(cè)光多區(qū)域測(cè)光等多種方式。無(wú)論哪種測(cè)光模式，都是根據(jù)反射式測(cè)光原理設(shè)計(jì)的。3D矩陣測(cè)光它能同時(shí)在測(cè)量畫面的光度、反差、所選擇的對(duì)焦區(qū)域、距離、色彩等信息后，用相機(jī)內(nèi)部的微處理器進(jìn)行計(jì)算，最后得出標(biāo)準(zhǔn)的曝光參數(shù)，從而獲得精確的曝光量。圖1-17矩陣測(cè)光示意圖示意圖1.4.5曝光手動(dòng)曝光自動(dòng)曝光手動(dòng)曝光手動(dòng)曝光模式可完全根據(jù)光線和創(chuàng)作意圖手動(dòng)設(shè)置快門速度和光圈系數(shù)，為拍攝者提供了更為廣闊的創(chuàng)作空間和自由度，適合各種題材的拍攝。在一些光線浮躁的環(huán)境下，能獲得正確的曝光效果?？扉T快門式相機(jī)上控制感光元件有效曝光時(shí)間的一種裝置。與光圈配合使用，共同控制相機(jī)內(nèi)部感光元件的曝光量。光圈不變，快門開啟的時(shí)間長(zhǎng)，相機(jī)的曝光量就大；快門開啟的時(shí)間段，則曝光量少。手動(dòng)曝光手動(dòng)曝光模式可完全根據(jù)光線和創(chuàng)作意圖手動(dòng)設(shè)置快門速度和光圈系數(shù)，為拍攝者提供了更為廣闊的創(chuàng)作空間和自由度，適合各種題材的拍攝。在一些光線浮躁的環(huán)境下，能獲得正確的曝光效果。光圈光圈（IRIS）又稱為相對(duì)口徑，它是由若干金屬薄片組成的可調(diào)節(jié)大小的進(jìn)光孔，位于鏡頭內(nèi)。關(guān)卡大小用光圈系數(shù)表示，簡(jiǎn)稱為f值，如f1、f2、f4、f5.6、f8等。圖1-19光圈系數(shù)與光孔大小自動(dòng)曝光全自動(dòng)曝光程序化自動(dòng)曝光光圈優(yōu)先自動(dòng)曝光快門優(yōu)先自動(dòng)曝景深優(yōu)先自動(dòng)曝光自動(dòng)包圍式曝光數(shù)碼相機(jī)的自動(dòng)曝光模式包括以下幾種。1.4.6白平衡調(diào)節(jié)不同的光源，其色溫是不一樣的，對(duì)于彩色數(shù)字?jǐn)z影來(lái)說(shuō)，可能會(huì)造成偏色。這種因色溫不同而在拍攝的畫面上出現(xiàn)的偏色現(xiàn)象，往往在后期難以校正，為此數(shù)碼相機(jī)上沒有白平衡調(diào)節(jié)功能，以對(duì)光源的色溫進(jìn)行校正，使所拍攝畫面的色彩能得到真實(shí)地還原。1.4.7對(duì)焦為了獲得清晰的畫面，拍攝時(shí)必須進(jìn)行對(duì)焦，其方式有手動(dòng)對(duì)焦和自動(dòng)對(duì)焦兩種。除了個(gè)別數(shù)碼相機(jī)只能有自動(dòng)對(duì)焦方式外，大部分?jǐn)?shù)碼相機(jī)同時(shí)具備這兩種對(duì)焦方式。手動(dòng)對(duì)焦手動(dòng)對(duì)焦是指拍攝時(shí)，拍攝者必須用手去調(diào)節(jié)數(shù)碼相機(jī)上的對(duì)焦調(diào)節(jié)裝置，從而達(dá)到對(duì)焦準(zhǔn)確的目的。自動(dòng)對(duì)焦拍攝時(shí)不需要手動(dòng)對(duì)焦，數(shù)碼相機(jī)的自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)會(huì)根據(jù)被攝體的遠(yuǎn)近自動(dòng)調(diào)節(jié)鏡頭的焦距。（1）單次自動(dòng)對(duì)焦（2）連續(xù)自動(dòng)對(duì)焦（3）智能化自動(dòng)對(duì)焦（4）焦點(diǎn)預(yù)測(cè)自動(dòng)對(duì)焦1.5數(shù)碼相機(jī)的選購(gòu)與維護(hù)數(shù)碼相機(jī)的選購(gòu)數(shù)碼相機(jī)的維護(hù)121.5.2數(shù)碼相機(jī)的維護(hù)數(shù)碼相機(jī)是一種精密儀器，結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，任何一個(gè)部件發(fā)生故障都會(huì)使數(shù)碼相機(jī)不能正常工作，因此數(shù)碼相機(jī)的維護(hù)十分重要。為了保持相機(jī)良好的工作狀態(tài)，延長(zhǎng)使用壽命必須做好以下工作。保持清潔避免受潮數(shù)碼相機(jī)一旦受潮，將不能工作，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)鍛煉現(xiàn)象，損壞相機(jī)內(nèi)部的零部件。要避免相機(jī)受到震動(dòng)、高溫、雨淋以及磁場(chǎng)的影響，長(zhǎng)期不用應(yīng)取出電池和存儲(chǔ)卡。數(shù)碼相機(jī)，特別要做好鏡頭和LCD顯示屏的清潔工作。鏡頭前最好配上UV精，不用時(shí)要蓋上鏡頭蓋。如果鏡頭上出現(xiàn)了灰塵，切忌使用手帕、衣角或直接使用手指進(jìn)行揩擦。謝謝觀賞第二章數(shù)字?jǐn)z像機(jī)及其使用分類與特點(diǎn)調(diào)整選購(gòu)與維護(hù)目錄12335構(gòu)造和原理12基本操作42.1數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的分類與特點(diǎn)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的分類數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的特點(diǎn)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的分類按成像質(zhì)量分類按存儲(chǔ)介質(zhì)分類按傳感器類型分類按清晰度分類2.1.1數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的分類按成像質(zhì)量分類廣播級(jí)攝像機(jī)廣播級(jí)攝像機(jī)主要用于廣播電視領(lǐng)域，如大、中型電視臺(tái)。這類攝像機(jī)性能穩(wěn)定，信噪比通常為60分貝以上。根據(jù)其用途，又可分為以下三種：（1）演播室專用（ESP）攝像機(jī)：ESP攝像機(jī)主要用于演播室環(huán)境，需要三腳架和CCU來(lái)配合使用，對(duì)照明強(qiáng)度、澀味等要求較高。（2）新聞采訪（ENG）攝像機(jī)：ENG攝像機(jī)，由于其工作環(huán)境復(fù)雜多變，要求這類攝像機(jī)體積小，重量輕，便于攜帶，對(duì)非標(biāo)準(zhǔn)照明情況具有良好的適應(yīng)性，在惡劣的氣候條件下有良好的安全穩(wěn)定性。（3）現(xiàn)場(chǎng)節(jié)目制作（FTP）攝像機(jī)：EFP攝像機(jī)的圖像質(zhì)量與ESP攝像機(jī)相近，但體積小一些，能滿足輕便型現(xiàn)場(chǎng)節(jié)目制作的需要。按成像質(zhì)量分類廣播級(jí)攝像機(jī)圖2-1廣播級(jí)演播室專用數(shù)字?jǐn)z像機(jī)(BVP-E30P和BVP-900P)近年來(lái)，數(shù)字?jǐn)z像機(jī)正朝著高集成度、高質(zhì)量、小型化、自動(dòng)化、高速化的方向發(fā)展。按成像質(zhì)量分類廣播級(jí)攝像機(jī)索尼NEX-EA50+ENG式攝影機(jī)近年來(lái)，數(shù)字?jǐn)z像機(jī)正朝著高集成度、高質(zhì)量、小型化、自動(dòng)化、高速化的方向發(fā)展。EFP攝像機(jī)按成像質(zhì)量分類專業(yè)級(jí)攝像機(jī)圖2-2專業(yè)級(jí)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)(DSR-250P和DSR-PD198P)這類機(jī)型一般應(yīng)用在其他專業(yè)電視領(lǐng)域，如中小型電視臺(tái)，文化宣傳、教育、交通、醫(yī)療衛(wèi)生等機(jī)構(gòu)，體積較小，價(jià)格適中，畫面質(zhì)量?jī)H次于廣播級(jí)攝像機(jī)。按成像質(zhì)量分類家用級(jí)攝像機(jī)家用級(jí)攝像機(jī)索尼cx180e這類機(jī)型主要應(yīng)用在對(duì)圖像質(zhì)量要求不高的非專業(yè)場(chǎng)合，比如家庭、娛樂(lè)等，體積小、重量輕，便于攜帶，圖像質(zhì)量和信噪比均低于專業(yè)級(jí)攝像機(jī)。家用攝像機(jī)索尼HDR-CX220E按成存儲(chǔ)介質(zhì)分類光盤式光盤式即DVD光盤攝像機(jī)。這類攝像機(jī)采用DVD光盤來(lái)存儲(chǔ)動(dòng)態(tài)視頻圖像，操作簡(jiǎn)單、攜帶方便，可快速分享視頻信息。圖2-5DVD光盤攝像機(jī)按成存儲(chǔ)介質(zhì)分類硬盤式硬盤攝像機(jī)具備很多好處，能夠確保長(zhǎng)時(shí)間拍攝，使外出旅行拍攝不會(huì)再有后顧之憂。硬盤攝像機(jī)按成存儲(chǔ)介質(zhì)分類存儲(chǔ)卡式為了滿足視頻制作的高清晰、信息化、網(wǎng)絡(luò)化以及普及化的要求，閃存技術(shù)得到了空前發(fā)展，存儲(chǔ)卡式攝像機(jī)營(yíng)運(yùn)而生。存儲(chǔ)卡攝像機(jī)攝像機(jī)間的缺點(diǎn)按成存儲(chǔ)介質(zhì)分類1)磁帶式：錄像帶易掉磁，畫面質(zhì)量無(wú)法得到保存。2)光盤式：ＤＶＤ光盤價(jià)格較高，而且可錄制時(shí)間相對(duì)較短。3)硬盤式：防震性能差。按傳感器分類CCD攝像機(jī)CCD芯片的用途有很多，其中最主要的用途之一就是數(shù)字?jǐn)z像機(jī)。CCD攝像機(jī)感光面積片數(shù)電荷轉(zhuǎn)移方式1/8英寸1/6英寸1/3英寸2/3英寸單片式雙片式三片式IT(行間轉(zhuǎn)移)FT(幀間轉(zhuǎn)移)FIT(行幀間轉(zhuǎn)移)按傳感器分類CCD攝像機(jī)CCD芯片的用途有很多，其中最主要的用途之一就是數(shù)字?jǐn)z像機(jī)。CCD攝像機(jī)按傳感器分類CMOS攝像機(jī)如今隨處可見的視像頭、閉路電視等，CMOS的身影無(wú)處不在。CMOS攝像機(jī)按清晰度分類標(biāo)清攝像機(jī)576i(i表示隔行掃描)高清攝像機(jī)720P（P表示逐行掃描）1080i1080P2.1.2數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的特點(diǎn)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的特點(diǎn)1)高清晰度：數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的是數(shù)字信號(hào)，與同級(jí)別的模擬相機(jī)的模擬攝像機(jī)相比，畫面清晰度整體提高了30%，普通家用級(jí)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的水平清晰度已經(jīng)達(dá)到500線，廣播級(jí)攝像機(jī)也超過(guò)了900線。2)色彩更加純正：數(shù)字?jǐn)z像機(jī)所拍攝畫面的色度和亮度信號(hào)幾乎是模擬信號(hào)攝像機(jī)的6倍，而色度和亮度寬帶是決定畫面質(zhì)量的最重要因素之一，因而數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的畫面色彩更加純正和絢麗，顏色還原更接近真實(shí)。3)無(wú)損復(fù)制：數(shù)字?jǐn)z像機(jī)使用錄像帶、光盤、硬盤盒存儲(chǔ)記錄信號(hào)，可以無(wú)限制復(fù)制。2.2數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的構(gòu)造與原理數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的基本結(jié)構(gòu)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的工作原理2.2.1數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的基本結(jié)構(gòu)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)是光學(xué)技術(shù)、微電子技術(shù)、數(shù)字ixnhao處理技術(shù)與數(shù)據(jù)壓縮編碼技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。數(shù)字?jǐn)z像機(jī)主要由6部分組成，即光學(xué)系統(tǒng)、成像系統(tǒng)、信號(hào)處理系統(tǒng)、存儲(chǔ)與輸出系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和電源系統(tǒng)。光學(xué)系統(tǒng)成像系統(tǒng)信號(hào)處理系統(tǒng)存儲(chǔ)與輸出系統(tǒng)控制系統(tǒng)電源系統(tǒng)2.2.1數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的基本結(jié)構(gòu)光學(xué)系統(tǒng)專業(yè)級(jí)以上數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)由變焦距鏡頭、濾色片和分光棱鏡三部分組成，通常為一個(gè)整體。變焦距鏡頭數(shù)字?jǐn)z像機(jī)之所以能攝影成像，主要是靠光學(xué)變焦距鏡頭將被攝物體結(jié)成影像投在圖像傳感器的感光面上，通過(guò)變焦距鏡頭可以調(diào)節(jié)入射光量和焦距，從而產(chǎn)生清晰的畫面。2.2.1數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的基本結(jié)構(gòu)光學(xué)系統(tǒng)專業(yè)級(jí)以上數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)由變焦距鏡頭、濾色片和分光棱鏡三部分組成，通常為一個(gè)整體。濾色片濾色片介于變焦距鏡頭和分光棱鏡之間，包括色溫校正片和中性濾光片。色溫校正片用于白平衡的調(diào)節(jié)。分光棱鏡專業(yè)級(jí)以上的數(shù)字?jǐn)z像機(jī)還裝配有分光棱鏡。分光棱鏡的作用是將進(jìn)入攝像機(jī)的光線按照一定的光譜響應(yīng)要求分解成R、G、B三路基色光，也就是說(shuō)將一副彩色圖像分解成三幅基色圖像，分別投射到三片CCD或CMOS攝像機(jī)的感光面上。2.2.1數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的基本結(jié)構(gòu)成像系統(tǒng)成像系統(tǒng)是獲得圖像信號(hào)的關(guān)鍵部分，其核心器件是圖像傳感器。主要作用是將光學(xué)系統(tǒng)捕獲的圖像從光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，通常才用CDD或CMOS作為圖像傳感器，這是數(shù)字?jǐn)z像機(jī)與傳統(tǒng)攝像機(jī)最本質(zhì)區(qū)別。2.2.1數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的基本結(jié)構(gòu)信號(hào)處理系統(tǒng)信號(hào)處理系統(tǒng)主要包括圖像預(yù)放電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、數(shù)字視頻信號(hào)處理與壓縮電路和數(shù)字音頻信號(hào)處理電路4部分。圖像預(yù)放電路由于處理系統(tǒng)傳感器輸出的圖像信號(hào)電平比較微弱，其中還混有很多干擾和雜波，在圖像傳感器的后面通常有一個(gè)預(yù)放電路，它對(duì)傳感器輸出的圖像信號(hào)進(jìn)行計(jì)算和分析，濾除雜波，放大信號(hào)，從而獲得最佳圖像。2.2.1數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的基本結(jié)構(gòu)信號(hào)處理系統(tǒng)信號(hào)處理系統(tǒng)主要包括圖像預(yù)放電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、數(shù)字視頻信號(hào)處理與壓縮電路和數(shù)字音頻信號(hào)處理電路4部分。A/D轉(zhuǎn)換電路A/D轉(zhuǎn)換電路是數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的重要組件，它的作用主要是將預(yù)放電路送來(lái)的亮度和色度信號(hào)進(jìn)行A/D變換，即將圖像傳感器上得到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成為數(shù)字電信號(hào)，并送到數(shù)字視頻信號(hào)處理電路中進(jìn)行處理。2.2.1數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的基本結(jié)構(gòu)信號(hào)處理系統(tǒng)信號(hào)處理系統(tǒng)主要包括圖像預(yù)放電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、數(shù)字視頻信號(hào)處理與壓縮電路和數(shù)字音頻信號(hào)處理電路4部分。數(shù)字視頻信號(hào)處理與壓縮電路DSP是數(shù)字視頻信號(hào)處理與壓縮電路的核心器件，主要運(yùn)用數(shù)字信號(hào)處理的方法對(duì)圖像信號(hào)進(jìn)行增益控制、白平衡調(diào)節(jié)、RGB色彩插值運(yùn)算、γ校正、亮色分離以及彩色圖像的標(biāo)準(zhǔn)格式化編碼等，最終輸出視頻信號(hào)。2.2.1數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的基本結(jié)構(gòu)信號(hào)處理系統(tǒng)信號(hào)處理系統(tǒng)主要包括圖像預(yù)放電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、數(shù)字視頻信號(hào)處理與壓縮電路和數(shù)字音頻信號(hào)處理電路4部分。由話筒、記錄信號(hào)放大器、音頻驅(qū)動(dòng)、音頻接口等電路組成音頻接口電路，用于音頻信號(hào)的A/D變換，將話筒模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字音頻信號(hào)，音頻接口電路輸出的音頻與壓縮編碼后的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)合成后送存儲(chǔ)系統(tǒng)進(jìn)行記錄。數(shù)字音頻信號(hào)處理電路2.2.1數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的基本結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)與輸出系統(tǒng)存儲(chǔ)與輸出系統(tǒng)主要利用AV信號(hào)記錄電路，把經(jīng)過(guò)數(shù)字化處理和壓縮編碼后的視音頻信號(hào)以指定的格式記錄到存儲(chǔ)介質(zhì)（如磁帶、存儲(chǔ)卡、硬盤）上，或傳送至各種輸出接口（如AV、BNC、S-Video和SDI）。同時(shí)還可以將數(shù)字信號(hào)處理器輸出的亮度、色度信號(hào)送至尋像器（取景器）和LDC顯示屏進(jìn)行顯示。2.2.1數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的基本結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)用于控制、協(xié)調(diào)全機(jī)各功能電路的狀態(tài)切換及機(jī)械動(dòng)作，根據(jù)人的干預(yù)操作指令完成各種操作。它主要由微型處理器接收人工操作指令和各種狀態(tài)傳感器的反饋信號(hào)，進(jìn)行比較判別，輸出正確的控制指令，經(jīng)驅(qū)動(dòng)與執(zhí)行電路完成工作狀態(tài)的切換及操作要求，從而使畫面聚焦更清晰，曝光更精準(zhǔn)，色彩還原更真實(shí)。2.2.1數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的基本結(jié)構(gòu)電源系統(tǒng)電源系統(tǒng)是為數(shù)字?jǐn)z像機(jī)各電子元件及電路提供工作電壓的電路，它主要是由直流變換電路（DC/DC轉(zhuǎn)換器）和電源等部分組成。因?yàn)樵跀?shù)字?jǐn)z像機(jī)中，不同的電子元件需要不同的工作電壓，如鏡頭驅(qū)動(dòng)馬達(dá)、LDC顯示屏、背光等。而電池（或交直流充電器）只能提供一種電壓，經(jīng)DC/CD轉(zhuǎn)換后可輸出多種電壓共各部件使用。2.2.2數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的工作原理數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的工作原理數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的光學(xué)變焦鏡頭捕獲來(lái)自被攝物反射的光線信息，并將其聚焦成清晰畫面。經(jīng)過(guò)聚焦的光線照射到圖像傳感器上，光能被轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電荷。電流順序通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器然后被轉(zhuǎn)換成一系列的數(shù)字信號(hào)，該數(shù)字信號(hào)隨后又被送到編碼解碼器，編碼解碼器利用壓縮算法壓縮各幀的位數(shù)，但不丟失任何可信信息。數(shù)字?jǐn)z像機(jī)通常還具有防抖功能，能夠穩(wěn)定因攝像機(jī)的手抖動(dòng)而產(chǎn)生的畫面晃動(dòng)。2.2.2數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的工作原理光線影像傳感器模數(shù)轉(zhuǎn)換數(shù)字信號(hào)處理與壓縮存儲(chǔ)與輸出光學(xué)系統(tǒng)三基色光數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的工作原理2.3數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的調(diào)整黑平衡濾色片光圈白平衡聚焦變焦其他調(diào)整后聚焦145823672.3.1濾色片正確選擇濾色片是拍攝出滿意畫面的基礎(chǔ)。綠色片包括色溫轉(zhuǎn)換片（CCFILTER）和中密度濾色片（NDFILTER）。色溫轉(zhuǎn)換片用于色彩校正，可改變經(jīng)過(guò)攝像機(jī)鏡頭的光線的色溫；中密度濾色片不改變光線的色溫，只改變景物入射光的透光率。濾色片色溫廣播級(jí)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)濾色片選擇專業(yè)級(jí)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)濾色片選擇2.3.1濾色片色溫色溫是用來(lái)描述光源光譜輻射特性的表述方法，它所表示的是光源的色彩成分，而不是光源的實(shí)際溫度。其含義是當(dāng)絕對(duì)黑體在某一特定溫度的作用下，所輻射出的光與某一光源的光具有相同的性質(zhì)時(shí)，這時(shí)的特定溫度就被定義為該光源的色溫，單位為開爾文（K）。2.3.1濾色片色溫圖2-1各種攝像機(jī)光源色溫概述比較2.3.1濾色片廣播級(jí)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)濾色片的選擇廣播級(jí)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)大多配備有雙光學(xué)濾鏡，即色溫轉(zhuǎn)換片和中密度濾光片，可方便地進(jìn)行色彩和曝光控制。此外，有些攝像機(jī)還具有電子色溫校正功能，拍攝時(shí)，可根據(jù)需要選擇光學(xué)方式或電子方式進(jìn)行色溫校正。圖2-2色溫轉(zhuǎn)換片對(duì)照表2.3.1濾色片廣播級(jí)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)濾色片的選擇圖2-4拍攝條件及濾色片組合舉例圖2-3中密度濾光片對(duì)照表2.3.1濾色片專業(yè)級(jí)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)濾色片選擇對(duì)于專業(yè)級(jí)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，已經(jīng)取消了色溫轉(zhuǎn)換片，取而代之的是寬帶白平衡放大器，即通過(guò)電子方式來(lái)校正色溫。因此中密度濾光片成了專業(yè)級(jí)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)唯一的光學(xué)濾鏡，從而使攝像機(jī)的操作變得更加簡(jiǎn)單。常見的專業(yè)級(jí)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，包括OFF檔在內(nèi)，共有三擋中密度濾光片——OFF、ND1和ND2。2.3.2黑平衡廣播級(jí)攝像機(jī)都有黑平衡調(diào)整電路，它是攝像機(jī)的一個(gè)重要參數(shù)，指攝像機(jī)在拍攝黑色景物或者蓋上鏡頭蓋時(shí)，輸出的三個(gè)基色電平應(yīng)相等，使在監(jiān)視器屏幕上重現(xiàn)出黑色。如果黑平衡調(diào)整不準(zhǔn)確，畫面中黑色部分就會(huì)帶色彩，如黑頭發(fā)、黑衣服會(huì)變成黑紅色、黑紫色等，造成色彩還原失真，所以黑平衡對(duì)畫面的色彩還原也是至關(guān)重要的。通常在調(diào)節(jié)黑平衡時(shí)，攝像機(jī)一般置于自動(dòng)光圈位置，然后啟動(dòng)黑平衡調(diào)整開關(guān)，攝像機(jī)的光圈會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，經(jīng)過(guò)幾秒黑平衡調(diào)整會(huì)自動(dòng)完成。專業(yè)攝像機(jī)的情況專業(yè)級(jí)攝像機(jī)一般沒有黑平衡調(diào)整功能。2.3.3白平衡由于不同的光源會(huì)產(chǎn)生不同的光線色彩，而隨著光線的變化，處在光線照射下的被攝物表面顏色會(huì)發(fā)生變化因此，每當(dāng)光源改變的時(shí)候，都需要對(duì)白平衡進(jìn)行調(diào)整。所有數(shù)字?jǐn)z像機(jī)都包含自動(dòng)白平衡調(diào)整功能，專業(yè)級(jí)以上攝像機(jī)還可以進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整，以達(dá)到更加精準(zhǔn)的色彩還原。專業(yè)攝像機(jī)的白平衡白平衡的調(diào)整就是攝像機(jī)根據(jù)光源中光譜成分的變化，通過(guò)調(diào)整圖像傳感器輸出的視頻信號(hào)電平，使紅、綠、藍(lán)三路信號(hào)電平保持１:１:１的狀態(tài)，以準(zhǔn)確地重現(xiàn)白色。2.3.4光圈目前的數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的鏡頭光圈的控制上通常采用自動(dòng)控制和手動(dòng)控制兩種方式。自動(dòng)控制自動(dòng)光圈一般是按景物的平均亮度來(lái)衡量曝光值，它的效果和目的完全是出于技術(shù)上的考慮，當(dāng)景物亮度分布比較均勻，明暗反差不大時(shí)，自動(dòng)光圈可以獲得比較滿意的效果。專業(yè)的數(shù)字?jǐn)z像機(jī)還有瞬間自動(dòng)光圈功能，可快速完成光圈的自動(dòng)調(diào)節(jié)手動(dòng)控制在特殊情況，比如明暗反差較大或者逆光環(huán)境下，運(yùn)用手動(dòng)光圈進(jìn)行人工處理成為必要。通常情況，可以根據(jù)自動(dòng)光圈所確定的曝光值，結(jié)合拍攝時(shí)的主觀想法，適當(dāng)開大或縮小光圈，以充分表現(xiàn)景物亮部或暗部的層次細(xì)節(jié)。2.3.5變焦變焦（Zoom）,即在拍攝過(guò)程中改變焦距，其作用是將鏡頭推出（遠(yuǎn)攝）或拉近（廣角），以改變被攝物在畫面中的大小，使景物處于理想位置。攝像機(jī)有電動(dòng)變焦（S）和手動(dòng)變焦（M）兩種方式。自動(dòng)變焦可以快速變焦，用來(lái)產(chǎn)生特殊的效果。手動(dòng)變焦用來(lái)進(jìn)行進(jìn)行平穩(wěn)的、均勻的變焦。2.3.6聚焦聚焦（FOCUS）調(diào)節(jié)是保證畫面清晰度最重要的一環(huán)，攝像機(jī)聚焦的過(guò)程就是對(duì)畫面清晰度調(diào)節(jié)的過(guò)程。自動(dòng)聚焦自動(dòng)聚焦受光線的影響很大，光線明亮?xí)r，自動(dòng)聚焦能達(dá)到比較理想的效果。此時(shí)，攝像機(jī)光圈縮小，景深變大，對(duì)焦范圍變寬，容易得到清晰的畫面。手動(dòng)聚焦即使被攝像移動(dòng)或進(jìn)行運(yùn)動(dòng)拍攝，，也不會(huì)出現(xiàn)焦點(diǎn)不實(shí)的現(xiàn)象，而在光線較暗的環(huán)境下拍攝時(shí)，由于攝像機(jī)光圈開大，景深變小，自動(dòng)聚焦將變得困難，應(yīng)切換到手動(dòng)聚焦。2.3.6聚焦應(yīng)使用手動(dòng)聚焦的情況拍攝主體遠(yuǎn)離畫面中心；被拍攝主體位于布滿灰塵或水滴的透明體后面；拍攝在欄柵、網(wǎng)格、成排的樹木后的景物；拍攝表面光滑或高反光物體；拍攝快速運(yùn)動(dòng)物體；拍攝運(yùn)動(dòng)物體后面的物體；拍攝反差太小或輪廓不明顯的景物；在下雨、下雪天氣進(jìn)行拍攝。2.3.7后焦距后焦距的調(diào)整又稱為法蘭（F.B）焦距調(diào)整，主要是通過(guò)調(diào)整后焦環(huán)（F.B環(huán)）來(lái)調(diào)節(jié)攝像機(jī)鏡頭軸向定位面到焦平面之間的距離，使理想的像平面與圖像傳感器的靶面重合。拍的時(shí)候，如果鏡頭從長(zhǎng)焦向廣角變焦時(shí)畫面變虛，則需要對(duì)后焦距進(jìn)行調(diào)整。應(yīng)使用手動(dòng)聚焦的情況（1）將星形后焦調(diào)整卡放置于距離攝像機(jī)3m遠(yuǎn)的位置，松開后焦環(huán)的鎖定裝置，將鏡頭的光圈開到最大，使用手動(dòng)聚焦并推至最長(zhǎng)焦距。（2）調(diào)整聚焦環(huán)，使星形卡的中心點(diǎn)在視覺感受中匯聚到最?。醋钋逦?。應(yīng)使用手動(dòng)聚焦的情況（3）將聚焦拉到光角端，轉(zhuǎn)動(dòng)后焦環(huán)（而非聚焦環(huán)），同樣也將星形卡的中心點(diǎn)調(diào)到最小。（4）反復(fù)上述調(diào)整，直到星形卡無(wú)論是在聚焦處于最長(zhǎng)焦的位置，還在處于廣角的位置都非常清晰時(shí)調(diào)整完畢。鎖定后焦距，再次使用攝像機(jī)時(shí)無(wú)需調(diào)整。一般情況下，只有廣播級(jí)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)才具有后焦距的調(diào)整功能。注2.3.7后焦距2.3.8其他調(diào)整在這里，介紹幾個(gè)其他方面的調(diào)整操作。它們包括增益、斑馬線、快門。增益斑馬線快門2.3.8其他調(diào)整增益通過(guò)增益電路可以提升畫面的視頻信號(hào)輸出電平，從而能在較暗的環(huán)境下得到較明亮的畫面效果。增益功能的說(shuō)明由于增益功能是不加任何區(qū)別地提升整體信號(hào)的電平幅度，這就使增益電路在提升有效視頻信號(hào)的同時(shí)，也相應(yīng)地放大了噪波信號(hào)。具體表現(xiàn)就是在畫面中會(huì)出現(xiàn)不希望見到的“雪花點(diǎn)”。因此，從技術(shù)上考慮，應(yīng)盡可能少地使用增益功能。增益幅度的選擇如何選擇增益幅度，要根據(jù)拍攝的內(nèi)容而定。2.3.8其他調(diào)整斑馬拍攝時(shí)光線強(qiáng)度的一個(gè)參數(shù)，用來(lái)指示攝像機(jī)進(jìn)光量。設(shè)置斑馬紋目的為了在低照度下應(yīng)用手動(dòng)光圈時(shí)能觀察到攝像機(jī)輸出視頻信號(hào)的幅度。它配合手動(dòng)光圈使用，在調(diào)節(jié)光圈時(shí)畫面中出現(xiàn)斑馬紋，則表明畫面曝光基本正常。斑馬紋的顯示值中性灰度，主要用在以人物為主的拍攝場(chǎng)合，給人物的膚色提供準(zhǔn)確的曝光。顯示值70%指沒有任何細(xì)節(jié)的純白，主要用于拍攝自然風(fēng)光，它提供天空準(zhǔn)確的曝光值。顯示值100%2.3.8其他調(diào)整快門快門即電子快門，是指入射光進(jìn)入攝像機(jī)鏡頭后光電轉(zhuǎn)換的采樣頻率。數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的快門速度一般設(shè)置有1/25s、1/50s、1/60s、1/125s、1/250s、1/500s、1/1000s和1/2000s等，可選擇高速快門速度來(lái)拍攝快速移動(dòng)的物體，以獲得清晰畫面。數(shù)字?jǐn)z像機(jī)中電子快門的功能通常處于關(guān)閉狀態(tài)，這時(shí)快門速度一般默認(rèn)為1/60s。2.4數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的基本操作數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的基本結(jié)構(gòu)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的工作原理數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的基本結(jié)構(gòu)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的工作原理2.4.1數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的準(zhǔn)備工作為了確保拍攝的順利進(jìn)行，拍攝前，除了要對(duì)使用的攝像機(jī)非常熟悉外，還要對(duì)使