1、第十二章 數(shù)碼(shm)攝像機(jī) 12.1 數(shù)碼攝像機(jī)的類型和主要技術(shù)指標(biāo) 12.2 數(shù)碼攝像機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理12.3 數(shù)碼攝像機(jī)的使用思考(sko)與練習(xí)十二 共三十四頁(yè)12.1 數(shù)碼攝像機(jī)的類型(lixng)和主要技術(shù)指標(biāo)12.1.1 數(shù)碼攝像機(jī)的類型數(shù)碼攝像機(jī)按記錄(jl)介質(zhì)和方式劃分，一般分為Mini DV、Digital 8、CMOS超迷你型攝像機(jī)和數(shù)碼攝錄放一體機(jī)。數(shù)碼攝像機(jī)按使用范圍一般劃分為民用級(jí)、專業(yè)級(jí)和廣播級(jí)三類。共三十四頁(yè)民用級(jí)或稱家用級(jí)數(shù)碼攝像機(jī)是以普及為目標(biāo)設(shè)計(jì)的，一般體積小，重量輕，價(jià)格便宜，性能穩(wěn)定，操作方便，畫面質(zhì)量比廣播級(jí)和專業(yè)級(jí)低，主要滿足家庭使用。DV格

2、式和索尼公司D8格式的數(shù)碼攝像機(jī)均屬于民用級(jí)數(shù)碼攝像機(jī)。專業(yè)級(jí)或稱準(zhǔn)廣播級(jí)數(shù)碼攝像機(jī)，其各種指標(biāo)均比廣播級(jí)的要低，但清晰度、信噪比、色彩重現(xiàn)的準(zhǔn)確度都足以(zy)滿足一般企事業(yè)單位及學(xué)校教育電視系統(tǒng)對(duì)圖像質(zhì)量的要求。目前，索尼公司的DVCAM和松下公司的DVCPRO25屬于專業(yè)級(jí)數(shù)碼攝像機(jī)。 廣播級(jí)數(shù)碼攝像機(jī)的圖像技術(shù)指標(biāo)和調(diào)整精度都比較高，圖像質(zhì)量很高，價(jià)格也較高，主要供電視臺(tái)、廣告公司和電視劇制作單位拍攝使用。共三十四頁(yè)12.1.2 數(shù)碼攝像機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)1) CCD的類型數(shù)碼攝像機(jī)的關(guān)鍵在于CCD，CCD數(shù)碼攝像機(jī)的感光器件(即數(shù)碼攝像機(jī)感光成像的部件)能把光線轉(zhuǎn)變成電荷(dinh)，

3、通過(guò)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器芯片轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。目前數(shù)碼攝像機(jī)的核心成像部件有兩種：一種是廣泛使用的CCD(電荷(dinh)藕合)元件；另一種是CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)器件。CCD器件具有信噪比高，圖像解像度和靈敏度高，不受地磁影響，體積小，耗電少等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛使用。共三十四頁(yè)2) CCD尺寸CCD有2/3英寸(yngcn)、1/1.8英寸(yngcn)、1/2.7英寸(yngcn)、1/3.2英寸(yngcn)四種。尺寸越大，圖像的感光區(qū)越大，像素?cái)?shù)越多，圖像細(xì)節(jié)越豐富。3) CCD像素?cái)?shù) CCD像素?cái)?shù)是體現(xiàn)CCD器件解析能力的主要指標(biāo)。CCD上有許多微細(xì)的感光元件，感光元件的多少直接影響攝像機(jī)

4、的畫面質(zhì)量，這些感光元件稱為“像素”。CCD像素?cái)?shù)是體現(xiàn)攝像機(jī)性能的決定性因素。像素?cái)?shù)值越高，構(gòu)成畫面的微粒就越小，解像度就越高。共三十四頁(yè)4) CCD的片數(shù)一般(ybn)的民用數(shù)碼攝像機(jī)只有一片CCD，專業(yè)級(jí)、廣播級(jí)數(shù)碼攝像機(jī)多采用三片CCD，即三棱鏡將攝入鏡頭的光源分為三原色(紅、綠、藍(lán))，將它們輸進(jìn)不同的CCD。由于三片CCD的每一片都有一個(gè)很大的光線采集區(qū)域，因而形成圖像的顏色比單片的準(zhǔn)確程度要高，色彩還原效果好。5) 水平清晰度清晰度是描述攝像機(jī)在重現(xiàn)被攝物體的細(xì)節(jié)時(shí)所能達(dá)到某種程度的技術(shù)指標(biāo)。水平清晰度是指在水平方向上實(shí)際顯示的線條數(shù)。為了在同一系統(tǒng)中用相同的度量方法表示不同方向上

5、的清晰度，在電視技術(shù)中把畫面寬高比與水平方向上顯示線條數(shù)的乘積稱為電視線。民用數(shù)碼攝像機(jī)的水平清晰度在500線以上，專業(yè)級(jí)、廣播級(jí)攝錄一體機(jī)和便攜式攝像機(jī)的水平清晰度在750線以上，高清晰度HDTV攝像機(jī)的清晰度在1000線以上。共三十四頁(yè)6) 壓縮編碼方式數(shù)據(jù)壓縮的目的是在保證一定圖像質(zhì)量的前提下，以最小的數(shù)據(jù)來(lái)表達(dá)和傳遞圖像信息。視頻數(shù)據(jù)壓縮一般采用有損壓縮的方法，利用人們視覺對(duì)圖像中的某些頻率成分不敏感的特性，允許壓縮過(guò)程中損失一定的信息。雖然(surn)壓縮不能完全恢復(fù)原始數(shù)據(jù)，但是所損失的部分對(duì)理解原始圖像的影響較小。7) 壓縮比在理想的情況下，無(wú)窮多的數(shù)據(jù)可以無(wú)窮快的速度傳送。實(shí)際

6、上，數(shù)據(jù)受記錄、傳輸和機(jī)械工藝的技術(shù)限制，既不可能無(wú)限多，也不可能無(wú)限快，因此數(shù)據(jù)在記錄前最好先進(jìn)行壓縮，重放時(shí)再解壓縮。共三十四頁(yè)8) 信噪比信噪比表示有用的視頻信號(hào)(xnho)和混入視頻信號(hào)(xnho)的干擾噪聲之間的比例，一般用對(duì)數(shù)表示。信噪比越低，圖像的清晰度越差；信噪比越高，圖像的清晰度越好，傳輸圖像信號(hào)(xnho)質(zhì)量越高。目前，民用級(jí)數(shù)碼攝像機(jī)的信噪比一般大于54 dB，專業(yè)級(jí)攝像機(jī)的信噪比大于60 dB。9) 靈敏度靈敏度是反映攝像機(jī)光電轉(zhuǎn)換性能高低的指標(biāo)。靈敏度越高，在同樣環(huán)境下拍攝的圖像越清晰、透徹，層次感越強(qiáng)。民用攝像機(jī)一般不標(biāo)出攝像機(jī)的靈敏度，專業(yè)級(jí)攝像機(jī)的靈敏度在F8

7、.0以上。攝像機(jī)的高靈敏度使景深加深，并能得到滿意的聚焦，即使在最快的快門速度下，也可以在一定的光線下進(jìn)行拍攝。共三十四頁(yè)10) 量化量化是指將模擬信號(hào)在幅度上劃分為多少個(gè)等間隔的數(shù)量級(jí)，并用2的n次冪的形式表示，n稱為量化比特?cái)?shù)值。廣播級(jí)數(shù)碼攝像機(jī)的量化水平一般為1018 bit。11) 最低照度被拍攝物體(wt)的最低照度指拍攝所需的最低照明度，表示必須達(dá)到多少亮度才能進(jìn)行拍攝。最低照度越小，對(duì)拍攝環(huán)境要求越低，可以在較暗的照明條件下得到干凈的圖像，適應(yīng)性強(qiáng)。共三十四頁(yè)12.2 數(shù)碼攝像機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作(gngzu)原理1. 光電轉(zhuǎn)換部分鏡頭相當(dāng)于攝像機(jī)的眼睛，它由透鏡系統(tǒng)組合而成，包含許多

8、片凹凸不同的透鏡。拍攝物體時(shí)，被攝物體的光線透過(guò)攝像機(jī)的鏡頭感應(yīng)在固體攝像器件板上。影像通過(guò)鏡頭聚焦成像，透過(guò)光學(xué)過(guò)濾器落在帶有電荷耦合器件(CCD)的成像感應(yīng)頭上。這個(gè)感應(yīng)頭是由大約50萬(wàn)個(gè)被稱為“像素”的圖像單元陣列組成的。像素以光亮度的色彩(sci)的方式分析影像，然后將信息轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)。共三十四頁(yè)光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)是攝像機(jī)的核心，其中的固體攝像器件即電荷耦合器便是攝像機(jī)的“心臟”，上面排列上萬(wàn)個(gè)像素點(diǎn)。通常家用攝像機(jī)都使用一塊1/51/3英寸(yngcn)(58.47 mm)大小的CCD，像素?cái)?shù)為30萬(wàn)300萬(wàn)。2. 數(shù)字化處理部分?jǐn)?shù)碼攝像機(jī)的數(shù)字化處理部分多采用大規(guī)模集成電路進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算

9、處理。由于攝像機(jī)記錄的是活動(dòng)的彩色圖像信息，圖像數(shù)據(jù)量非常大，因此必須采用壓縮處理技術(shù)才能把大量的數(shù)據(jù)記錄到小尺寸的磁帶上。共三十四頁(yè)3. 數(shù)字化存儲(chǔ)和錄像部分DV格式的數(shù)碼攝像機(jī)采用幀內(nèi)壓縮技術(shù)，大大提高了壓縮和解壓縮的效率，壓縮比為51。錄像部分的工作非常重要，其記錄方式直接影響圖像信號(hào)和聲音信號(hào)的質(zhì)量(zhling)。DV格式的數(shù)碼攝像機(jī)其機(jī)芯只有常規(guī)錄像機(jī)機(jī)芯的1/6。這種機(jī)芯的優(yōu)點(diǎn)是，其低磁帶張力可以減少磁帶、磁鼓和磁頭之間的摩擦力，減少磁粉脫落，延長(zhǎng)磁帶和磁頭的壽命。DV格式的數(shù)碼攝像機(jī)其錄像系統(tǒng)將數(shù)字分量視頻信號(hào)壓縮到原始數(shù)據(jù)量的1/5，同時(shí)還能保證卓越的數(shù)字質(zhì)量和較長(zhǎng)的記錄時(shí)間

10、。共三十四頁(yè)12.3 數(shù)碼(shm)攝像機(jī)的使用 12.3.1 數(shù)碼(shm)攝像機(jī)的外觀SONY數(shù)碼攝像機(jī)DCR-TRV60E的外觀如圖12-1所示。 共三十四頁(yè)圖12-1 DCR-TRV60E數(shù)碼(shm)攝像機(jī)的外觀(a) 前視圖共三十四頁(yè)圖12-1 DCR-TRV60E數(shù)碼(shm)攝像機(jī)的外觀 (b) 后視圖共三十四頁(yè)圖12-1 DCR-TRV60E數(shù)碼攝像機(jī)的外觀(wigun)(c) 右側(cè)圖共三十四頁(yè)圖12-1 DCR-TRV60E數(shù)碼(shm)攝像機(jī)的外觀(d) 俯視圖共三十四頁(yè)圖12-1 DCR-TRV60E數(shù)碼(shm)攝像機(jī)的外觀 (e) 仰視圖共三十四頁(yè)12.3.2 數(shù)碼

11、攝像機(jī)的使用與保養(yǎng)(boyng)1. 拍攝圖像使用數(shù)碼攝像機(jī)拍攝圖像的步驟如下：(1) 取下鏡頭蓋并拉動(dòng)鏡頭蓋帶子將其固定。(2) 接通電源并裝入錄像帶。(3) 按POWER開關(guān)上的小綠色鍵，將其設(shè)定于CAMERA位置，攝像機(jī)處于待機(jī)狀態(tài)，如圖12-2所示。共三十四頁(yè)圖12-2 開關(guān)(kigun)設(shè)置的位置共三十四頁(yè)(4) 按OPEN開關(guān)(kigun)打開液晶顯示面板，圖像出現(xiàn)在液晶顯示屏上。(5) 按START/STOP鍵，攝像機(jī)開始拍攝，REC指示出現(xiàn)，位于攝像機(jī)前面的攝像指示燈點(diǎn)亮。若要停止攝像，再按一下START/STOP鍵即可。 攝像后應(yīng)先將POWER開關(guān)設(shè)定到OFF(CHG)位置，

12、然后關(guān)閉液晶顯示屏，退出錄像帶，最后切斷電源。共三十四頁(yè)2. 使用變焦功能(1) 移動(dòng)電動(dòng)變焦桿進(jìn)行緩慢變焦，大幅度移動(dòng)它則可進(jìn)行快速變焦。要獲得更好的攝影，應(yīng)妥善使用變焦功能?！癟”側(cè)用于望遠(yuǎn)拍攝(使拍攝對(duì)象變近)，“W”側(cè)用于廣角拍攝(使拍攝對(duì)象變遠(yuǎn))。(2) 使用大于10倍的變焦時(shí)，須在MENU設(shè)定中設(shè)置D ZOOM值，可在20120倍中設(shè)置。3. 逆光拍攝(1) 拍攝背后有光源或背景明亮的對(duì)象時(shí)，可使用逆光拍攝功能。(2) 在待機(jī)(dij)、拍攝或記憶方式下按BACK LIGHT鍵。 (3) 若要取消此功能，再按一下BACK LIGHT鍵即可。共三十四頁(yè)4. 在黑暗中攝影(1) 利用夜

13、間攝影功能可以在暗處拍攝物體(wt)。(2) 在待機(jī)、拍攝或記憶方式下，將NIGHT SHOT開關(guān)推至ON位置。打開夜間攝影燈會(huì)使拍攝的影像更清晰。(3) 若取消夜間拍攝功能，將NIGHT SHOT開關(guān)推至OFF位置即可。共三十四頁(yè)5. 自拍定時(shí)器的使用(1) 在待機(jī)狀態(tài)下按SELF TIMER鍵(此鍵在液晶顯示屏上顯示)，自拍定時(shí)器指示出現(xiàn)在液晶顯示屏或取景器中。(2) 按START/STOP鍵，自拍定時(shí)器倒數(shù)計(jì)時(shí)10秒后自動(dòng)開始攝影。要取消(qxio)自拍攝影，在攝影機(jī)處于待機(jī)狀態(tài)時(shí)按下SELF TIMER鍵即可。共三十四頁(yè)6. 在液晶顯示屏上監(jiān)視播放影像(1) 按POWER開關(guān)上的小綠鍵

14、，將其設(shè)定于VCR位置。(2) 按鍵倒帶。(3) 按鍵開始放影。液晶顯示屏可以朝取景器側(cè)轉(zhuǎn)約90，朝鏡頭側(cè)轉(zhuǎn)約180。要調(diào)節(jié)(tioji)亮度，按LCD BRIGHT上兩個(gè)鍵中的一個(gè)。共三十四頁(yè)7. 用計(jì)算機(jī)觀看圖像可以用以下方法將攝像機(jī)連接至計(jì)算機(jī)，在計(jì)算機(jī)上觀看存儲(chǔ)在memory stick(記憶棒)或錄制在錄像帶上的圖像。要在帶memory stick插槽的計(jì)算機(jī)上觀看圖像，可先從攝像機(jī)上退出memory stick，然后將其插入計(jì)算機(jī)的memory stick插槽。連接帶USB端口的計(jì)算機(jī)時(shí)，先完成(wn chng)USB驅(qū)動(dòng)程序的安裝，然后再將攝像機(jī)連接至計(jì)算機(jī)。若先將攝像機(jī)連接至計(jì)

15、算機(jī)，則可能無(wú)法正確安裝USB驅(qū)動(dòng)程序。 共三十四頁(yè)8. 使用數(shù)碼攝像機(jī)的注意事項(xiàng)(1) 拍攝時(shí)避免鏡頭長(zhǎng)時(shí)間直對(duì)陽(yáng)光。雖然攝像機(jī)使用的CCD對(duì)光強(qiáng)度有較大的容許范圍，但長(zhǎng)時(shí)間處在大型(dxng)聚光燈或太陽(yáng)的照射下難免還是會(huì)損傷CCD板，造成不可恢復(fù)的損傷。(2) 拍攝完畢要取出磁帶，卸下電池。如果主錄像帶留在錄像機(jī)中，錄像帶可能會(huì)變松弛而受損。若將電池長(zhǎng)時(shí)間留在錄像機(jī)之內(nèi)，可能導(dǎo)致電池電壓過(guò)低，以至于再也無(wú)法使用。共三十四頁(yè) (3) 避開磁性設(shè)備。如果在電視機(jī)、計(jì)算機(jī)附近使用攝像機(jī)，電磁輻射可能會(huì)引起圖像和聲音失真；揚(yáng)聲器和大型電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的強(qiáng)磁場(chǎng)，可能會(huì)損壞錄像帶拍攝的內(nèi)容或使圖像失真。如

16、果靠近無(wú)線電發(fā)射臺(tái)或高壓電線進(jìn)行拍攝，拍攝的圖像和聲音可能會(huì)受到不利影響。(4) 謹(jǐn)防受潮。攝像機(jī)保存時(shí)應(yīng)放置在干燥的地方，避免機(jī)器受潮；應(yīng)盡量避免在雨、雪天拍攝，如要拍攝應(yīng)妥善防護(hù)。在雨雪中或海邊使用時(shí)，應(yīng)小心勿讓攝像機(jī)進(jìn)水，不然攝像機(jī)和錄像帶可能會(huì)受損(無(wú)法維修)。在海邊或沙塵較大的地方使用時(shí)，小心勿讓沙子或微小(wixio)塵埃進(jìn)入攝像機(jī)內(nèi)。沙子和塵?？赡軙?huì)損壞攝像機(jī)和錄像帶(插入和取出錄像帶時(shí)須多加小心)，發(fā)現(xiàn)后應(yīng)及時(shí)清理。共三十四頁(yè)(5) 回避高溫、低溫環(huán)境。在高溫、低溫或過(guò)于潮濕的環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間拍攝(pish)，容易使機(jī)器老化。CCD攝像機(jī)在40以上高溫環(huán)境中使用，可能會(huì)出現(xiàn)信噪比下

17、降，疵點(diǎn)數(shù)目增加和固定圖形雜波加重等現(xiàn)象。(6) 防止凝露。寒冷的冬天從室外進(jìn)入室內(nèi)，機(jī)器容易結(jié)露，正確的方法是將攝像機(jī)罩在密封的塑料袋中，待機(jī)器與室內(nèi)溫度一致時(shí)再取出。(7) 定期清洗磁頭。一般拍攝3050小時(shí)后清洗磁頭一次。請(qǐng)使用專用清洗帶，清洗時(shí)間不要超過(guò)10秒。共三十四頁(yè)切勿在攝像機(jī)上噴灑殺蟲劑、揮發(fā)劑或稀釋劑進(jìn)行清潔，這些物質(zhì)可能會(huì)使機(jī)殼變形或引起表面涂層剝落。切勿使攝像機(jī)長(zhǎng)時(shí)間與橡膠或塑料制品相接觸。(8) 避免電池的記憶效應(yīng)。鎳鎘電池充電時(shí)，一定(ydng)要待電能使用完后再充電，防止產(chǎn)生記憶效應(yīng)。鋰電池不在此列。電池使用前一定(ydng)要充足電，單塊鎳鎘電池一般充電24小時(shí)，

18、最長(zhǎng)充電時(shí)間不應(yīng)超過(guò)12小時(shí)。使用中若想節(jié)省電源，應(yīng)盡量少變焦，關(guān)閉液晶顯示屏，關(guān)閉攝像機(jī)前、后錄像工作指示燈。不要在攝像機(jī)電源開關(guān)處于接通狀態(tài)時(shí)連通外接電源或更換電池，因?yàn)榇藭r(shí)會(huì)產(chǎn)生電涌脈沖，損壞固態(tài)器件或縮短這些器件的使用壽命。共三十四頁(yè)(9) 不應(yīng)挪作他用。不要將攝像機(jī)用作監(jiān)視器和其他工業(yè)目的。民用攝像機(jī)如果使用時(shí)間太長(zhǎng)，內(nèi)部溫度會(huì)升高，有可能導(dǎo)致功能失常。9. 數(shù)碼攝像機(jī)的整體保養(yǎng) 數(shù)碼攝像機(jī)需要經(jīng)常清潔，定期進(jìn)行測(cè)試和維護(hù)，才能保證處于最佳狀態(tài)。檢查、維護(hù)周期可根據(jù)攝像機(jī)的使用頻度和周圍環(huán)境情況(qngkung)確定。為了確保最佳畫質(zhì)，建議在使用500小時(shí)后清潔磁鼓及相關(guān)的磁帶通路；在使用1000小時(shí)后，更換錄像磁頭等已經(jīng)磨損的部件(當(dāng)然，這在很大程度上取決于溫度、濕度和灰塵等使用狀況)。共三十四頁(yè)在存放攝像機(jī)之前，應(yīng)取出錄像帶和電池，應(yīng)將所有的設(shè)備存放在溫度相對(duì)比較穩(wěn)定的干燥處(推薦溫度為1525，相對(duì)濕度(xingdu shd)為40%60%)，絕對(duì)不要將攝像機(jī)放置在高溫