高清摄像技术课件

电视摄像技术 Tel：1电视摄像技术1标题添加点击此处输入相关文本内容点击此处输入相关文本内容前言点击此处输入相关文本内容标题添加点击此处输入相关文本内容2标题添加点击此处输入相点击此处输入前言点击此处输入标题添加点相机历史相机的工作原理其实就是小孔成像。早在公元前四百多年，我国的墨经一书就详细记载了光的直线前进、光的反射，以及平面镜、凹面镜、凸面镜的成像现象。塔影图 郑复光清3Page2相机历史相机的工作原理其实就是小孔成像。早在公元前四百多年，照相机从刚开始的暗箱，经过无数代人的不断改进，到今天我们普遍使用的“傻瓜”相机、专业相机和数字相机，其成像原理却一直未变，那就是“针孔成像”：景物透过针孔后，在其对面形成景物的倒影(其像与实际景物相反：上下左右皆相反)。4照相机从刚开始的暗箱，经过无数代人的不断改进，到今17171717世纪末到世纪末到18181818世纪，画家们用手提暗箱作为远景绘画的工世纪，画家们用手提暗箱作为远景绘画的工具，这种手提暗箱就是目前广泛使用的镜头反光照相机的具，这种手提暗箱就是目前广泛使用的镜头反光照相机的前身。前身。17171717世纪末，出现了带有反射观察系统的小型手提式世纪末，出现了带有反射观察系统的小型手提式暗箱。暗箱。1839183918391839年，法国画家达盖尔公布了他发明的年，法国画家达盖尔公布了他发明的“达盖尔达盖尔银版摄影术银版摄影术”。达盖尔银版照相法是利用镀有碘化银的钢板在暗箱里进行曝光，然后以水银蒸汽进行显影，再以普通食盐定影，得到的实际上是一个金属负像，但十分清晰而且可以永久保存。由于曝光大约需要 20到 30分钟静物 达盖尔相机历史相机的起源5Page417世纪末到18世纪，画家们用手提暗箱作为远景绘画的工具，这从1839年至1924年为照相机发展的第一阶段，同时还出现了一些新颖的钮扣形、手枪形等照相机。从1925年至1938年为照相机发展的第二阶段。这段时间内，德国的莱兹、罗莱、蔡司等公司研制生产出了小体积、铝合金机身等双镜头及单镜头反光照相机。相机历史从1939年之后到六十时代之前为照相机发展的第三个阶段。相机的发展6Page5从1839年至1924年为照相机发展的第一阶段，同时还出现了数码相机历史数码相机数码相机的历史可以追溯到上个世纪六七十年代，的历史可以追溯到上个世纪六七十年代，美国为了发展航天航空事业，研制出航天事业用的美国为了发展航天航空事业，研制出航天事业用的数字化照相机，通过卫星系统从太空中向地面发送数字化照相机，通过卫星系统从太空中向地面发送航天照片。航天照片。1995199519951995年，年，以生产传统相机和拥有强大胶片生产能力的以生产传统相机和拥有强大胶片生产能力的 柯柯达达 公司向市场发布了其研制成熟的民用消费型数码相机公司向市场发布了其研制成熟的民用消费型数码相机DC40DC40DC40DC40。柯达 DC407Page6数码相机历史数码相机的历史可以追溯到上个世纪六七十年代，美国1）专业数码单镜头反光式相机 （Digital Single Lens Reflex）数码单反相机（DLSR)是在现成的35mm单反相机的机体上加上CCD、CMOS等相关部件组成一个整体构成，可以更换传统相机的专业镜头，尼康 D3X、D700、D300、D90、D60,佳能 EOS-1Ds Mark III、EOS 5D Mark II，索尼A900、A700、A350、A300、A200，奥林巴斯E-3、E-30、E-520、E-420，宾得 K20D、K200D、KM(K2000)，松下L10、L1，徕卡S2，三星GX-20等均为这类。目前数码单反相机所拍摄的照片已基本上能与卤化银照片相比拟。随着技术的发展和价格的降低，大众爱好者也能轻松购买和使用数码单反相机。数码单反8Page71）专业数码单镜头反光式相机数码单反8Page7CANON EOS-1Ds Mark IIINIKON D3XSONY A900LEICA S2顶级单反数码单反9Page8CANONEOS-1DsMarkIIINIKONCANON EOS 5D Mark IINIKON D700SONY A700KOLYMPUS E-3专业级单反数码单反10Page9CANONEOS5DMarkIINIKOND72）数码相机（Digital Camera)DC是利用电子传感器CCD把光学影像转换成电子数据的相机。这类相机的CCD普遍较小，大多只有DLSR的十几甚至二十几分之一。特点在于便携、外型时尚、使用简单，价格便宜等。根据不同用途可分为：1.卡片机2.2.长焦机长焦机3.3.专业机专业机SONY T700KODAK Z980CONON G10数码相机11Page102）数码相机（DigitalCamera)根据不同用途传统相机12Page11传统相机12Page11数码相机结构图13Page12数码相机结构图13Page12传统相机成像过程：传统相机成像过程：1.1.1.1.经过镜头把景物影象聚焦在胶片上经过镜头把景物影象聚焦在胶片上 2.2.2.2.胶片上的感光剂随光发生变化胶片上的感光剂随光发生变化 3.3.3.3.胶片上受光后变化了的感光剂经显影液显影和定影胶片上受光后变化了的感光剂经显影液显影和定影 形成和景物相反或色彩互补的影像。形成和景物相反或色彩互补的影像。数码相机成像过程：数码相机成像过程：1.1.1.1.经过镜头光聚焦在经过镜头光聚焦在CCDCCDCCDCCD或或CMOSCMOSCMOSCMOS上上 2.CCD2.CCD2.CCD2.CCD或或CMOSCMOSCMOSCMOS将光转换成电信号将光转换成电信号 3.3.3.3.经处理器加工，记录在相机的内存上经处理器加工，记录在相机的内存上 4.4.4.4.通过电脑处理和显示器的电光转换，或经打印机打印便形通过电脑处理和显示器的电光转换，或经打印机打印便形 成影像。成影像。传统相机与数码相机成像过程区别14Page13传统相机成像过程：传统相机与数码相机成像过程区别14Pag数码相机的感光元件CCD(Charge-Coupled Device)COMS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)15Page14数码相机的感光元件CCD(Charge-CoupledDCCD CCD(Charge-Coupled Device)CCD的感光方式是以本身所暴露的光线强弱，相對产生强弱不同的 电荷。光线强电荷强光线弱电荷弱排列方式矩形方式一个紅色感光单元、两个绿色感光单元与一个蓝色感光单元。Nikon D70 ccd16Page15CCD(Charge-CoupledDevice)C COMS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)互补金属氧化物半导体由矽与锗制成的半导体，使其在CMOS上共存着带N（带电）和P（带+电）级的半导体，这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片纪录和解读成影像。优点成本低、耗电量低。缺点因电流快速变化产生热，而有杂点。CANON 20D COMS17Page16COMS(ComplementaryMetalOxi 像素像素（像素（PixelPixelPixelPixel）是由是由 Picture(Picture(Picture(Picture(图像图像)和和 Element(Element(Element(Element(元素元素)这两这两个单词的字母所组成的，是用来计算数码影像的一种单位个单词的字母所组成的，是用来计算数码影像的一种单位 每个像素都是独立单元，不能再分裂每个像素都是独立单元，不能再分裂每个像素都有其具体位置每个像素都有其具体位置像素值有其颜色信息来定义像素值有其颜色信息来定义每英寸的像素数每英寸的像素数=图象分辨率图象分辨率(PPIPPIPPIPPIpixel per inch)=pixel per inch)=pixel per inch)=pixel per inch)=图象质量图象质量（DPIDPIDPIDPIdots per inch)dots per inch)dots per inch)dots per inch)最大像素（最大像素（Maximum PixelsMaximum PixelsMaximum PixelsMaximum Pixels）有效像素（有效像素（Effective PixelsEffective PixelsEffective PixelsEffective Pixels）18Page17像素像素（Pixel）是由Picture(图像)和数码相机与传统相机1、实时显影。2、可大量拍摄，节省材料。3、储存容易快捷。4、后期修改方便。5、照片包含EXIF信息。6、携带方便。7、细节更为逼真，方便放大观察。8、根据需要，输出相应尺寸照片。9、LCD取景更为实用。10、增加了视频录制功能。11、电子图片在互联网时代的广泛传播性。1、画质离胶片机还有一定距离。2、DC的快门速度较慢。3、价格相对昂贵。数码相机数码相机的的优点优点：数码相机数码相机的的缺点缺点：19Page18数码相机与传统相机数码相机的优点：数码相机的缺点：19Pag 数码相机与传统相机传统相机的缺点：1、需要感光药剂重显画面，操作复杂，要求较高。2、冲印操作有废水污染问题。3、耗材昂贵（如底片、相纸）。4、需到店家冲印，比较麻烦。5、不易分类保存。6、不方便网络浏览、传输。7、拍摄后不能立即看到结果。8、不能进行LiveView取景。传统相机的优点：1、画质好，解析度高。2、快门迅速。3、价格相对便宜。4、做工扎实。5、故障率低，容易修理。6、拍照过程简单。7、机械快门寿命更长。20Page19数码相机与传统相机传统相机的缺点：传统相机的优点：20Pa起源起源Summary数码时代胶片时代胶片时代21Page20起源Summary数码时代胶片时代21Page20摄影技术Photographic Technique基本概念光圈快门快门感光度感光度ISOISOISOISO调焦调焦白平衡白平衡WBWB景深景深Depth of field相机的基本概念相机的基本概念镜头镜头三角架三角架快门线快门线测光表测光表遮光罩遮光罩 附件附件22Page21摄影技术PhotographicTechnique基本光圈（Aperture）光圈是一个用来控制光线透过镜头，进入机身内感光面的光量的装置，它通常是在镜头内。光圈f值=镜头的焦距/镜头口径的直径完整的光圈值系列如下:f1，f1.4，f2，f2.8，f4，f5.6，f8，f11，f16，f22，f32，f44，f64不同光圈的口径大小不同光圈的口径大小23Page22光圈（Aperture）光圈是一个用来控制光线透过镜头，1.景深是指在摄影机镜头或其他成像器前沿能够取得清晰图像的成像所测定的被摄物体前后距离范围。在聚焦完成后，在焦点前后的范围内都能形成清晰的像，这一前一后的距离范围，便叫做景深。一、景深的概念241.景深是指在摄影机镜头或其他成像器前沿能够取得清晰图像的2景深分为前景深和后景深两部分，靠近镜头的景物形成前景深，远离镜头的景物形成后景深。后景深大于前景深，是前景深的两倍。252景深分为前景深和后景深两部分，靠近镜头的景物形成前景深，如图所示：26如图所示：26景深（Depth of field）指在照相机镜头前沿着能够取得清晰图像的成像器轴线所测定的物体距离范围。景深的特点：(1)、光圈大小 光圈越大，景深越小；光圈越小，景深越大；(2)、镜头焦距镜头焦距越长，景深越小；焦距越短，景深越大；(3)、拍摄距离距离越远，景深越大；距离越近，景深越小。27Page26景深（Depthoffield）指在照相机镜头前沿着能弥散圆（circle of confusion）在焦点前后，光线开始聚集和扩散，在焦点前后，光线开始聚集和扩散，点的影象变成模糊的，形成一个扩点的影象变成模糊的，形成一个扩大的圆，这个圆就叫做弥散圆。大的圆，这个圆就叫做弥散圆。画幅24mm x 36mm6cm x 9cm4 x 5弥散圆直径0.035mm0.0817mm0.146mmPage27弥散圆（circleofconfusion）画幅24m允许弥散圆（Permissible circle of confusion）允许弥散圆的直径是不变的，所以景深随镜头的焦距、允许弥散圆的直径是不变的，所以景深随镜头的焦距、光圈值、拍摄距离而变化。对于固定焦距和拍摄距离，光圈值、拍摄距离而变化。对于固定焦距和拍摄距离，使用光圈越小，景深越大。使用光圈越小，景深越大。29Page28允许弥散圆（Permissiblecircleofco大景深1.1.光圈小2.2.镜头焦段广而短3.3.相机机位距离较远30Page29大景深1.光圈小30Page29中景深1.1.光圈合适2.2.镜头焦段标准3.3.相机机位距离居中31Page30中景深1.光圈合适31Page30浅景深1.1.光圈大2.2.镜头焦段长3.3.相机机位距离较近32Page31浅景深1.光圈大32Page31快门（Shutter）快门一般是由金属片或胶质绸布制成的，它的作用是控制镜头通光的时间，使感光片能得到正确曝光，并使静止的和运动中的被摄物均可获得清晰的影像。操纵和控制快门开启和闭合的动力，分为机械动力和电子动力两种。机械快门用机械弹簧或电子、电磁手段，控制几片叶片的开闭，以幕帘的左右或上下以一定宽度的缝隙划过进行曝光。（镜间快门和焦点平面快门）电子快门利用了CCD感光系统不通电不工作的原理进行对像场曝光。33Page32快门（Shutter）快门一般是由金属片或胶质绸布制成的，它快门速度快门速度决定胶卷或传感器的曝光时间。不同的快门速度可以制造出不同的画面效果。快门迅速地开启关闭，适合于体育竞技、新闻采风，运动物体等方面的拍摄。捕捉富有动感、稍瞬即逝的精彩一刹那。高速快门34Page33快门速度快门速度决定胶卷或传感器的曝光时间。快门迅高速快门35Page34高速快门35Page34高速快门36Page35高速快门36Page35快门速度 快门释放较为缓慢，适合于表现流体效果。比如瀑布、河水、车水马龙体，光线等。形成虚无缥缈、影像残留的效果。慢速快门慢速快门37Page36快门速度快门释放较为缓慢，适合于表现流体效果。比如瀑慢速快门慢速快门38Page37慢速快门38Page37B门摄影“B”门也就是Boundless（无限制）曝光需要三脚架、快门线、测光表等器材辅助。慢速快门慢速快门39Page38B门摄影“B”门也就是Boundless（无限制）曝光慢速快变焦追随 拍摄者在面对迎面而来的动体时,利用变焦镜头,在变焦中追随拍摄.这时动体的四周会出现放射线条,有迸出的效果,动感很强。慢速快门慢速快门40Page39变焦追随拍摄者在面对迎面而来的动体时,利用变焦镜头,在白平衡（White Balance）所谓白平衡就是在不同的光线条件下，调整好红、绿、蓝三原色的比例，使其混合后成为白色。使摄影系统能在不同的光照条件下得到准确的色彩还原。色温，就是定量地以开尔文温度（K）来表示色彩。不同的光照场景下，色温相应不同。在相机上可以分为以下图标档位：自动、日光、多云、阴影、白炽灯、荧光灯、钨丝灯等41Page40白平衡（WhiteBalance）所谓白平衡就是在不同的光色温 不同的白平衡效果约5400K色温 约6000K色温 约4000K色温 约5200K色温 2760-2900K色温 约6600K色温 42Page41色温不同的白平衡效果约5400K色温约6000K色温数码单反内置白平衡调整43Page42数码单反内置白平衡调整43Page42常用白平衡表44Page43常用白平衡表44Page43焦距,是光学系统中衡量光的聚集或发散的度量方式，指从透镜中心到光聚集之焦点的距离。在照相机中，从镜片中心到底片或CCD等成像平面的距离。根据拍摄需要，随着物距的不同而改变胶片或CCD到镜头光心的距离，这个改变的过程就是我们平常说的“调焦”。相机机的镜头是一组透镜，当平行光线穿过透镜时，会会聚到一点上，这个点叫做焦点，焦点到透镜中心的距离，就是焦距。焦距固定的镜头，即定焦镜头；焦距可以调节变化的镜头，就是变焦镜头。调焦45Page44焦距,是光学系统中衡量光的聚集或发散的度量方式，指从透镜中心焦距46Page45焦距46Page45 镜头镜头剖面图47Page46镜头镜头剖面图47Page46定焦镜头其焦距固定不可变，因而可以简化镜头组的结构并有助于提高成像质量。特点：1.解像力、色彩还原，眩光控制较好。2.光圈更大，最近对焦距离短，虚化更好。3.体积小，重量轻，携带方便。4.广角成像效果好，畸变控制较好。5.光学结构简单，价格相对便宜。6.对焦速度相对更快。佳能EF50mm F1.4 USM48Page47定焦镜头其焦距固定不可变，因而可以简化镜头组的结构并有助于变焦镜头可以在不更换镜头的情况下改变焦距。变焦镜头具有可以变化的焦距。优点：1.多个焦段集于一身的轻便，省去换镜头的麻烦；2.减少费用开支；3.方便取景构图。缺点：1。价格昂贵；2。体积大；3。对焦速度相对较慢；4。在任何确定的焦距下,其成像往往都不如最好的定焦镜头成像清晰细腻。49Page48变焦镜头可以在不更换镜头的情况下改变焦距。变焦镜头具有可以变定焦镜头类型CANON EF 14/2.8L II USM广角定焦广角定焦中焦定焦中焦定焦NIKON AF-S VR 105/2.8G微距定焦微距定焦标准定焦标准定焦长焦定焦长焦定焦NIKON AF-S VR 300/2.8G IF-EDZEISS PLANAR T*85/1.4LEICA M 50/150Page49定焦镜头类型CANONEF14/2.8LIIUSM广根据焦距的不同划分的镜头类别 1.标准镜头 2.广角镜头 3.摄远镜头 51Page50根据焦距的不同划分的镜头类别51Page5052Page5152Page51标准镜头标准镜头LEICA M 50/1LEICA M 50/153Page52标准镜头LEICAM50/153Page5254Page5354Page53普通广角普通广角Nikon AF35/2Nikon AF35/255Page54普通广角NikonAF35/255Page54Nikon Nikkor AF 14mm F2.8D 超广角超广角56Page55NikonNikkorAF14mmF2.8D超广角鱼眼广角57Page56鱼眼广角57Page5658Page5758Page57Nikon ais 600/5.6 ED Sigma 200-500/2.8 ED Canon 70-200/2.8 Canon 500/4 USM Nikon 500/4 ED Nikon 80-200/2.8 ED59Page58Nikonais600/5.6EDSigma20060Page5960Page59数码单反相机镜头焦距换算镜头焦距都是按照135135传统胶片相机来算的。在数码时代，由于数码相机的影像传感器大小和135135传统胶片大小不一样了。所以就有一个转换的过程。传统胶片大小为36*24mm36*24mm，其对角线大约为43mm43mm。对于非全画幅的传感 器来说。如佳能，其传感器（非全画幅单反）是22.214.8mm 22.214.8mm，其对角线长度大约为27mm27mm。所以如果镜头装在佳能的非全画幅单反相机上。就要乘以一个转换系数，这个系数就等于画幅对角线的比值，即43/27=1.6 43/27=1.6 左右 。61Page60数码单反相机镜头焦距换算镜头焦距都是按照135传统胶片相机来全副镜头与非全副镜头62Page61全副镜头与非全副镜头62Page61全副镜头与非全副镜头63Page62全副镜头与非全副镜头63Page62其它类型镜头微距镜头折反镜头 微距镜头移轴镜头折折反反镜镜头头64Page63其它类型镜头微距镜头移轴镜头折反镜头64Page63微距镜头(macro lens)微距镜头 微距镜头是一种可以非常接近被摄体进行聚焦的镜头，它所形成的影像大小与被摄体自身的真实尺寸差不多相等。它可以是任何焦距的镜头，既有50mm50mm的微距镜头，也有100mm100mm的微距镜头或70-180mm70-180mm的微距变焦镜头，给镜头冠以微距的名称，只不过是说明这种镜头除了具有确定焦距的普通镜头的功能外，跟一般镜头相比还可以聚焦更近的被摄体，在胶片上形成实物般大小的影像。65Page64微距镜头微距镜头是一种可以非常接近被摄体进行聚焦微距作品66Page6566Page65折反镜头(ReflexLens)又称反射式镜头、反射远摄镜头，是超远摄镜头的特殊形式。其相当于在普通镜头的基础上加用一片中心带孔的凹面镜和一片装在透镜中心的小凹面镜，将通过镜头前端透镜折射进去的光线经过两次反射，使光路折成三段，从而使得镜头的长度比相同焦距的远摄镜头缩短一半左右，整个长度只为焦长的四分之一，重量大大减轻，拍摄、携带都显得灵活、方便，而且没有色差，像质优良。仅有一档光圈且是较小的光圈。成像时景深外的高光点呈现一个个小圆圈形成美丽的环状散焦。拍摄景深小，聚焦要十分细心。67Page66折反镜头(ReflexLens)又称反射式镜头、反射远摄Sony reflex 500/F868Page67Sonyreflex500/F868Page67THANK YOU!69Page68THANKYOU!69Page68 摄像入门基础l摄像既是一种把连续图像记录的技术，也是一门艺术。l标清与高清画面、电视画面的基本特征以及特性，理解影视节目的制式，知道数字摄录像机的格式以及输入、输出接口。70摄像入门基础摄像既是一种把连续图像记录的技术，也是一门艺第一节标清与高清画面1.1什么是电视画面电视画面，是从电影画面借用来的。人们习惯于把一个电影镜头叫做一个电影画面。对于摄像来说，电视镜头是摄像机从按下摄录按钮到再次按下摄录按钮之间所记录下来的一个不问断的片断，电视镜头又称为电视画面。（停机再拍）一个画面的时间可以长到几分钟，也可以短到几秒钟，甚至可以短到不到一秒钟只有几个画幅。比如闪电、炮击，三、五帧即可构成一个画面。71第一节标清与高清画面1.1什么是电视画面71构成一部影片、一部电视片的元素有很多，有影像、语音、音乐、字幕。在这些元素中，最重要的就是影像，影像就是由镜头提供的。没有语音、音乐和字幕，可以构成影片。但是没有了画面，影片也就不存在了。所以画面始终是构成影片的第一要素画面始终是构成影片的第一要素。影片和电视片不管它们如何错综复杂，它们都是由一个个镜头所结构而成的。所以电视画面是构成影片的最小单位，电视镜头的好坏直接影响到影片的质量。拍好一部影片我们要从镜头抓起，要求摄像师不但要熟练运用摄像技术，而且要用艺术的眼光构造形象画面。72构成一部影片、一部电视片的元素有很多，有影像、语音、音乐、字第一节标清与高清画面1.2电视画面的基本特征电视画面的基本特征有画面的像素、宽高比、几何形状、亮度、色度、对比度等。像素电视画面的图像是借助于摄像的光电转换，显像的电光转换手段，通过布满屏幕上的小光点呈现出来的。这些小光点称为像素。像素的多少及其排列的密集程度，决定着图像的清晰度。73第一节标清与高清画面1.2电视画面的基本特征73像素是构成图像的最小单位，构成图像的像素数越多，图像就越清晰。对于达到标准清晰度的电视信号或达到DvD质量的图像的像素为720 x 57641472()个像素(PAL制)，对于高清晰度的电视信号的图像像素高达1 9201 0802 073 600个像素影片和电视片不管它们如何错综复杂，它们都是由一个个镜头所结构而成的。所以电视画面是构成影片的最小单位，电视镜头的好坏直接影响到影片的质量。拍好一部影片我们要从镜头抓起，要求摄像师不但要熟练运用摄像技术，而且要用艺术的眼光构造形象画面。74像素是构成图像的最小单位，构成图像的像素数越多，图像就越清晰电视画面的宽高比电视画面的几何尺寸是电视系统的重要特征，它影响电视的一系列指标。电视图像是个矩形画面，在屏幕上显示出来有图像宽度和图像高度，宽度与高度之比称为图像的宽高比75电视画面的宽高比电视画面的几何尺寸是电视系统的重要特征，它影电视画面的画幅形式是固定不变的，虽有大小尺寸的区别，但长宽之比是不变的。均为4：3（或16：9）。电影画面的普同画幅为22：16（1：1.37），遮幅画面为1：1.66-1:1.68，宽银幕压缩画面为22：18.5，用变型镜头放映出来的画面为1：2.5，除此还有全景电影、环幕电影等形式。高清晰度电视采用了图像宽高比16：9的标准。76电视画面的画幅形式是固定不变的，虽有大小尺寸的区别，但长宽之亮度是指画面的明暗程度，即对人眼引起亮睹感觉的程度。色调是彩色的类别，例如红色、黄色、蓝色等不同颜色。饱和度是颜色的深浅程度，也即颜色的浓淡或鲜艳程度，饱和度越大颜色越浓，饱和度越小颜色越淡。色调与饱和度又可以合称为色度。亮度、色调、饱和度是构成人眼对彩色光感觉的三个要素。对比度是指不同颜色之间的差异。对比度越大，两种颜色之间的差异越大，反之则越接近。77亮度是指画面的明暗程度，即对人眼引起亮睹感觉的程度。77第一节标清与高清画面1.3高清画面的显示格式传统的电视画面一般指的是模拟电视画面。DTV表示数字电视，数字电视是指全部采用数字方式制作、发送、传送和接收的电视节目。高清晰度数字电视HDTV是指与现行电视相比，其水平和垂直两个方向的图像分辨率都提高1倍以上，使用大屏幕显示器近距离观看时，图像细腻逼真，无闪烁和粗糙感。78第一节标清与高清画面1.3高清画面的显示格式78高清画面与传统电视画面的区别是数字电视的图像像素高、清晰而稳定，图像质量不会因信号传输距离的远近而变化，而模拟电视画面会随着信号传输距离越远，图像质量越差。HDTv有三种显示格式，分别是：720P(1280720，逐行)，1080i(19201080，隔行)，1080P(19201080，逐行)。高清晰度电视的图像像素密度可达35电影胶卷的图像质量。79高清画面与传统电视画面的区别是数字电视的图像像素高、清晰而稳第一节标清与高清画面1.3电视画面的特性1显示特性电视画面是由很多像素所组成的。一个个彩色点在屏幕上排列而构成一幅电视画面。电视画面非自然色彩自然界的景物的颜色是五彩缤纷的，而电视画面呈现在我们面前的颜色只有红、绿、蓝三基色以及由三基色混合得到的彩色。视画面是不同强度的电子束撞击屏幕E的发光体产生出不同亮度、不同色彩的光点(相加混色)直接作用于人眼，所以电视画面呈现的不是实际景物的颜色。80第一节标清与高清画面1.3电视画面的特性803矩形框架电视屏幕的外部形状是个矩形框架，每个镜头都是在矩形框架内完成。通过框架对被摄对象作不同范围的截取，从而形成不同的电视景别。矩形框架给观众有了一个稳定的观看视点。同时又由于框架的存在，限制了电视画面外的运动的表现。4平面特性电视镜头呈现在我们面前的是矩形平面。平面特性是电视画面的局限，平面特性制约着现实生活三维世界的表现。突破这个局限就要求摄像师选择合适的摄像点，利用物体的大小对比、影调浓淡对比、线条的疏密对比，在平面上创造出具有纵深感的立体空间。利用运动摄像技术，调动观众的视点的运动。捕获画面的运动物体，随着运动物体向深处运动，可以在视觉上形成立体的纵深空问。813矩形框架电视屏幕的外部形状是个矩形框架，每个镜头都是在5活动画面的非真实性电视画面是发光体，电视画面是不连续画面以每秒钟25帧(或2997帧)的速度快速显示，利用眼睛的视觉残留特性实现了时间混色，从而使我们感觉到的是活动图像。所以，电视的活动画面与真实世界的活动是有差异的，是非真实性的。电视画面时间的压缩和扩展电视画面呈现的时间形态有三种：一是一个电视画面实际占有的时间，二是这个电视画面实际播放的时间，三是人们在观看时主观感觉的时间。825活动画面的非真实性电视画面是发光体，电视画面是不连续画电视画面时间的倒流客观现实世界中时间只是不断向前运动而从不倒退。而电视画面时间除了可以表现向前流动的时间，又可以表现时间的倒流。83电视画面时间的倒流83第二节电视节目的制式电视摄像机把被摄景物和现场声音转化成图像信号和音频信号，并以一定方式编码后形成电视信号。各国的电视标准不同，图像信号的编码方式也不同，也即制式不同。为此需要了解摄像机摄取图像的制式问题。84第二节电视节目的制式电视摄像机把被摄景物和现场声音转化成图像第二节电视节目的制式21电视传送图像知识1电视图像分解与传送如前所述，电视画面也可以称为电视图像，一帧图像的像素一水平方向像素垂直方向像素。电视图像的像素数越多，则图像越清晰。对于DVD来说，PAL制式的像素为720X 576，NTSC制式的像素为720X480。DV与DVD的像素相同。PAL SVCD的像素为480576，NTSC SVCD的像素为480480。PAL VCD的像素为352288，NTSC VCD的像素为352240。85第二节电视节目的制式21电视传送图像知识85一幅(帧)电视图像是整体的，无法整体传送，所以只能把一幅图像的所有像素点的信息，一点一点、一行一行传送，这个过程就是扫描。扫描是将图像转变成顺序传送的电信号过程，扫描有行扫描、场扫描、帧扫描。行扫描实现的是水平方向的扫描，它实现的是自左而右，又从右回到左的扫描。场扫描实现的是垂直方向的扫描，它进行的是自上而下，又从下回到上的扫描。86一幅(帧)电视图像是整体的，无法整体传送，所以只能把一幅图(1)逐行扫描。逐行扫描指的是沿水平方向从左到右，从卜到下对屏幕一行紧接着一行的扫描，从而形成一帧电视图像。扫描行数越大，图像越清晰。当扫描行数大到一定程度时，人眼就分辨不出行的存在，就看到一个均匀发光的屏幕。87(1)逐行扫描。逐行扫描指的是沿水平方向从左到右，从卜到下(2)隔行扫描。隔行扫描是指将一帧图像分成两场进行扫描，第一场(也称为奇数场)扫出光栅的专数行，第二场(偶数场)扫出光栅的偶数行。二场光栅均匀镶嵌，形成隔行扫描光栅。88(2)隔行扫描。隔行扫描是指将一帧图像分成两场进行扫描，第一1080i格式，分辨率为19201080i/60Hz，行频为33.75kHz1080p格式，分辨率为19201080逐行扫描，专业格式如果采用1080p/25Hz格式拍摄高清晰度内容，则可以方便地将每一帧完整的1080p图像拆成两帧隔行扫描的1080i图像。这样1080p/25Hz格式就变成了1080i/50Hz的图像，方便应用于欧洲和中国这些原PAL制国家的数字高清晰度电视。891080i格式，分辨率为19201080i/60Hz，行频第二节电视节目的制式各国使用的制式情况PAL电视标准每秒25帧，电视扫描线为625线，奇场在前，偶场在后，标准的数字化PAL电视标准分辨率为720*576,24比特的色彩位深，画面的宽高比为4：3,PAL电视标准用于中国、欧洲等国家和地区，PAL制电视的供电频率为50Hz，场频为每秒50场，帧频为每秒25帧，扫描线为625行，图像信号带宽分别为4.2MHz、5.5MHz、5.6MHz等。NTSC电视标准场频为每秒60场，帧频为每秒30帧，扫描线为525行画面的宽高比为4：3或16:9美国、日本、中国台湾、韩国等采用NTSC90第二节电视节目的制式各国使用的制式情况903SCEAM制法国，前苏联、匈牙利、罗马尼亚、捷克、斯洛伐克等东欧国家，伊拉克、伊朗、沙特、埃及等国采用SCEAM制。913SCEAM制91一幅(帧)电视图像是整体的，无法整体传送，所以只能把一幅图像的所有像素点的信息，一点一点、一行一行传送，这个过程就是扫描。扫描是将图像转变成顺序传送的电信号过程，扫描有行扫描、场扫描、帧扫描。行扫描实现的是水平方向的扫描，它实现的是自左而右，又从右回到左的扫描。场扫描实现的是垂直方向的扫描，它进行的是自上而下，又从下回到上的扫描。92一幅(帧)电视图像是整体的，无法整体传送，所以只能把一幅图第三节电视信号的格式及输入输出接口电视画面也就是电视图像，对应的电信号就是图像信号。图像信号包含了亮度信号与色度信号，亮度信号与色度信号合在一起后也可以称为视频信号(或称为电视信号)。电视信号有复合视频信号、sVideo信号、分量信号三种形式。93第三节电视信号的格式及输入输出接口933.1电视信号的格式复合信号将亮度信号、色度信号和同步信号合成为一个信号被称为复合视频信号，简称复合信号。S一Video信号在YUV中，“Y”表示亮度、而“U”和“V”表示色差信号。将两个色差信号u、V以一定的方式(例如正交平衡调幅)组合后形成一个色度信号C，以YC格式进行记录，这就是svideo信号。svideo信号由于色度信号与亮度信号分开，不会产生色串亮和亮串色现象，所以质量好于复合信号。943.1电视信号的格式94为了实现彩色电视与黑白电视系统的兼容，表现彩色图像的RGB三基色信号必须要转换为Y、BU,RV。YUV(也称YQCb)是被欧洲电视系统所采用的一种颜色编码方法，这就是分量信号。分量信号不用解调，质量优于sVideo信号。95为了实现彩色电视与黑白电视系统的兼容，表现彩色图像的RGB三32输入输出接口.1模拟接口(1)复合信号接口。复合信号接口也叫AV接口，如图27所示，图(a)为RCA插头，就是常说的莲花插头9632输入输出接口96(2)SVideo(S端子)接口。s端子是五线插头，两路亮度信号，两路色度信号，一路公共屏蔽地线，一些计算机显卡或非线性编辑卡也有用七芯插头，其外形与S端子一样，只是又包含了复合视频信号。97(2)SVideo(S端子)接口。97(3)分量信号接口。模拟分量信号YuV接口如图29所示，是三个RcA插座，可以用三个RcA插头连接。绿色接亮度信号Y，蓝色接色差信号u(可用cb或Pb表示)，红色接色差信号V(可用Cr或Pr表示)。在一些专业级视频工作站/编辑卡专业级视频设备或高档影碟机等家电上看到有YUV、YcbCr、Y/B-Y/B-Y等标记的接口标识，其优越的性能比远远超过同级别的S端子信号，在业界已取得了广泛的应用。98(3)分量信号接口。98VGA接口。VGA传输信号是RGB模拟信号，VGA接口如图210所示，一般用于电脑和显示器的接口。99VGA接口。VGA传输信号是RGB模拟信号，VGA接口如图2数字接口(1)DVI接口。DVI的全称为DigitalVisualInterface：，即“数字视频接口”，它是1999年由英特尔、硅化图像、康柏、IBM、惠普、NEC、富士通等公司共同组成de数字显示工作组)推出的接口标准。DVI接口的传输信号采用全数字格式。与之对应的是采用模拟信号的VGA接口。一般也用于电脑和显示器的接口。1002数字接口100HDMI接口。HDMI接口是由日立、松下、飞利浦、硅化图像、索尼、汤姆逊、东芝开发的高清晰度多媒体接口。HDMI的英文全称为HighDefinitionMultimediaInterface，即“高清晰数字多媒体接口”。HDMI接口可以提供高达5Gbs的数据传输带宽，可以传送无压缩的多声道音频信号及不压缩的高分辨率视频信号和智能格式与命令数据。已经成为HDTV的连接标准。101HDMI接口。101SDI接口。SDI接口是Serial【)igitalInterface的缩写，也就是串行数字接口102SDI接口。102串行接口是把数据字的各个bit以及相应的数据通过单一通道顺序传送的接口。由于串行数字信号的数据率很高，在传送前必须经过处理。用扰码的不归零倒(NRZI)来代替早期的分组编码，其标准为SMPTE一259M和EBUTech一3267，标准包括了含数字音频在内的数字复合和数字分量信号。在传送前，对原始数据流进行扰频，并变换为NRZI码确保在接收端可靠地恢复原始数据。这样在概念上可以将数字串行接口理解为一种基带信号调制。SDI接口能通过270Mbs的串行数字分量信号，对于16：9格式图像，应能传送360Mbs的信号。103串行接口是把数据字的各个bit以及相应的数据通过单一通道顺序SDI信号中可以嵌入数字音频信号，因为在4：2：2串行数字分量流中，视频行消隐和场消隐期问的信息是不需要的，因而不进行取样。这样音频数据以辅助数据形式插入到数字视频分量不要的两空隙之中，也就是将数字音频信号插入到视频信号的行、场同步脉冲(行、场消隐)期间与数字分量视频信号同时传输。104SDI信号中可以嵌入数字音频信号，因为在4：2：2串行数字HDSDI接口。HDSDI接口是专业高清设备所采用的无压缩高清视频15Gbs传输接口，。该接接口始于1996年，于2006年进行过一次升级。SMTPE292M标准定义了如何以1485Gbs的速率，通过串行数字接VI传输10bit1024级4：2：2采样格式的高清分量视频。该数字分量包含了74250MHz采样的全带宽亮度通道，两个独立的37125MHz采样的半带宽色差通道，可以中等距离传输高清信号。105HDSDI接口。105SMTPE372M标准定义了双链路HDsDI接口传输4：4：4信号(两条独立却协同工作的同轴电缆，每个接口的传输速率为1485Gbs，那么总的传输速率就是2970Gbs)。SMTPE372M通过两个独立的通道来传输图像信号。数字影院通常采用12bit4：4：4格式的信号，每个通道均是全带宽的12bitRGB基色或是YuV分量信号，24帧的逐行扫描。所以双链路HDsDI接口还可以对数字影院的信号传输。106SMTPE372M标准定义了双链路HDsDI接口传输4：第四节摄像机的分类20世纪70年代，美国安培(AHlpex)公司推出世界上第一台摄像机。1976年，日本JVC公司推出了第一台家用型的摄像机，它采用VHs格式，用摄像管作为摄像元件，录像带经过缩减体积后，演变成可在电视上播放的早期“大录像带”。80年代，相继出现了摄像机和H谗摄像机(8 rnnl录像带)。1995年7月，索尼公司和松下公司同时推出了首台数码(Dv带)摄像机。107第四节摄像机的分类20世纪70年代，美国安培(AHlpex)41按信号方式分类按信号方式不同可分为模拟摄像机与数字摄像机。1模拟摄像机模拟摄像机处理输出的是模拟信号，即视频信号、音频信导的幅度和时间都是随时问连续变化的信号。模拟摄录像机的格式有VHS格式、SVHS格式和BatacamSP格式等。10841按信号方式分类108数字摄像机数字摄像机内部采用数字信号处理方法。输出的是数字信号，即视频信号、音频信号的幅度和时问都是离散的数据。数字摄像机也可以称为数码摄像机。数字信号有比模拟信号便于加工处理的优点，可以长期保存和多次复制，抗干扰和噪声能力强，尤其是在远距离传输时不会产生模拟电路中不可避免的信噪比劣化、失真度劣化等损害，大大提高了电视节目的制作质量。因此，数字摄像机也在广播电视系统得到越来越广泛的运用。模拟电视信号最高为480电视线，现阶段的标清电视信号已超过520电视线109数字摄像机109信噪比也是摄像机的一个重要的性能指标。当摄像机摄取较亮场景时，监视器显示的画面通常比较明快，观察者不易看出画面中的干扰噪点；而当摄像机摄取较暗的场景时，监视器显示的画面就比较昏暗，观察者此时很容易看到画面中雪花状的干扰噪点。干扰噪点的强弱（也即干扰噪点对画面的影响程度）与摄像机信噪比指标的好坏有直接关系，即摄像机的信噪比越高，干扰噪点对画面的影响就越小。110信噪比也是摄像机的一个重要的性能指标。当摄像机摄取较亮场景时42按摄像器件分类摄像器件即摄像机用来进行光(图像)电转换的器件。按摄像器件可以分为摄像管摄像机与CCD电荷耦合器件摄像机。1摄像管摄像机摄像管摄像机的摄像器件使用的是摄像管。摄像管的靶面材料常采用氧化铅、硒砷碲等。因此摄像管摄像机可按其光电靶材料不同分为氧化铅管摄像机与硒砷碲管摄像机等。氧化铅管摄像机常用作广播级摄像机，其图像质量好，灵敏度高，光电转换线性好。硒砷碲管摄像机常用作专业级摄像机，价格较低，图像质量和性能接近氧化铅管摄像机。11142按摄像器件分类111112112摄像管在电视传输系统中的作用是：将被摄景物图像分割成若干小单元（像素），顺序将各像素的亮度转变成与之成正比例的随时间变化的电脉冲信号。这种电脉冲信号便于传输，输送到电视机或监视器可再还原成光的图像，也可将电脉冲信号记录在磁带或记忆器件中。113摄像管在电视传输系统中的作用是：将被摄景物图像分割成若干小单CCD摄像机CCD摄像机采用CCD电荷耦合器件替代摄像管，实行光电转换、电荷储存与电荷转移。CCD的功能相当于摄像管摄像机内的摄像管。ccD摄像器件具有小型、轻重量、长寿命、低工作电压、图像无几何失真、抗灼伤等摄像管无可比拟的优点。目前，广播电视系统用的摄像机绝大多数为CCD摄像机。114CCD摄像机114cCD摄像机拍摄的图像质量与CCD的数量、CCD的感光面积、CCD的工作方式有很大关系。按CCD数量可分为：单片、三片式摄像机。三片的色还原最好，广播电视系统均采用三片式CCD摄像机。CCD11221所示，现在的数字摄像机基本上都用CCD。115cCD摄像机拍摄的图像质量与CCD的数量、CCD的感光面积CCD的优势在于成像质量好，但是由于制造工艺复杂，只有少数的厂商能够掌握，所以导致制造成本居高不下，特别是大型CCD，价格非常高昂。同时，这几年来，CCD从30万像素开始，一直发展到现在的600万，像素的提高已经到了一个极限。在相同分辨率下，CMOS价格比CCD便宜，但是CMOS器件产生的图像质量相比CCD来说要低一些。116CCD的优势在于成像质量好，但是由于制造工艺复杂，只有少数的43按质量分类按摄像机质量的不同，可分为家用级、专业级、广播级。1家用级摄像机家用级摄像机应用在图像质量要求不高的场合，如DV格式的摄像机，清晰度约在500电视线以上，信噪比约在50 dB以上。11743按质量分类117DV与模拟摄像机相比有如下特点：一是DV的清晰度高。模拟摄像机记录的是模拟信号，VHS模拟摄像机的清晰度只有240线，较好的Hi8机型也只有400线。而DV记录的则是数字信号，其清晰度已经达到了50()540线，可以和专业模拟摄像机相媲美。二是DV拍摄的影像的色彩纯正和绚丽，达到了专业模拟摄像机的水平。三是无损复制，DV记录的是数字信号，因而多次转录影像质量保持不变，模拟摄像机无法相比。118DV与模拟摄像机相比有如下特点：一是DV的清晰度高。模拟摄2.专业级摄像机专业级摄像机应用在影视制作公司、院校、工业生产与医疗卫生等除了广播电视以外的专业领域。3广播级摄像机广播级摄像机应用于广播电视领域，图像质量非常高，色彩还原相当正确，性能全面，但价格比较昂贵1191194.4按清晰度分类按清晰度分类可以分为标准清晰度摄像机与高清晰度摄像机，简称标清摄像机与高清摄像机。我国彩色电视标准采用PAL制，标清时的图像清晰度为720X576分辨率。也即水平方向可以分辨720个像素，垂直方向可以分辨576个像素。标清时的图像宽高比可以为4：3或16：9。标清时的视频图像采用隔行扫描的方式。高清(HighDefinition)简称HD，高清时的图像清晰度为720p、1080i和1080p。1204.4按清晰度分类120这里P指的是逐行扫描，i指的是隔行扫描。720p的图像清晰度为1280720分辨率，1080i或1080plJ图像清晰度为19201080分辨率。高清时的图像宽高比为720p和1080i的高清一般称为标准高清，1080p是高清的最高规格，我国已经确定将1080p作为在广播电视演播室的拍摄标准。从视觉效果来看，高清的图像质量可达到或接近35mm宽银幕电影的水平。从画质来看，由于高清的分辨率基本上相当于传统模拟电视的5倍，画面清晰度、色彩还原度都要远胜过传统电视。而16：9的宽屏显示也带来更宽广的视觉享受。从音频效果看，高清电视节目将支持数字杜比51声道环绕声，而高清影片节目将支持杜比51TrueHD规格，这会给我们带来超震撼的听觉享受。121这里P指的是逐行扫描，i指的是隔行扫描。720p的图像清晰度1.HDCAM高清数字摄像机2DVCPROHD高清数字摄像机3.PROHD4XDCAMHD高清光盘摄像机5HDV高清摄像机HDV是在20C)3年9月由索尼、JVc、佳能、夏普四家摄像机厂商联合宣布的普及型高清晰度摄像机标准。HDV的图像清晰度为l4401080分辨率，MPEG一2压缩，8bit数字记录，4：2：O(PAL)采样。HDV录像带与普通DV带大小相同、磁迹宽度相同、带速相同(Z7C)1221.HDCAM高清数字摄像机12245按记录介质分类按记录介质的不同可以分为：MiniDV(采用MiniDV带)、【)igital8DV(采用D8带)、DVCAM摄像机(采用DVcAM带)、DVPR()摄像机(采用DVPR()带)、BetacamSP摄像机(采用BetacamSP带)、DVD摄像机(采用可刻录DVD光盘)、硬盘摄像机(采用微硬盘存储)、HDV高清摄像机(采用HDV带)、HDCAM高清摄像机(采用HDCAM带)、VHS摄像机(采用VHs录像带)等。部分摄像机与录像带12345按记录介质分类123124124第五节数字摄录像机的格式电视节目制作中的格式有两种：一种是指在广播电视设备中用于记录电视信号的格式，通常指录像带的格式，如Betacom、DVCPRO等；另一种是指在基于计算机的数字电视后期制作中的各种各样的数字影片格式，如A、MOV、MPEG等。本节论述数字摄录像机的格式。51格式的定义格式是指表达、记录图像信息的方式。在数字视频标准中最基本的参数是扫描格式，规定了每行像素数、每帧行数、每秒帧数、隔行扫描或逐行扫描等。数字格式是指将数字流按一定的方式记录在载体上的规定，一般指数字录像机的记录格式。125第五节数字摄录像机的格式电视节目制作中的格式有两种：一种是指52数字录像机记录格式的分类数字录像机诞生至今已有十几年了，数字录像机的优势是可以消除复制时图像质量的降低，并可直接进入计算机和由计算机控制的数字化设备。数字录像机的记录载体可分为磁带、硬盘和光盘，最常用的记录载体是磁带。数字录像机的记录格式可以分为标准清晰度(简称标清)和高清晰度(简称高清)，又可分为非压缩格式和压缩格式。对于标清的非压缩格式的数字录像机有D1、D2、D3、D5。对于标清的压缩格式的数字录像机，主要有家用DV格式、DVCPRO格式、DVCAM格式12652数字录像机记录格式的分类126数字标清的压缩格式压缩格式的录像机采用了数字压缩技术，大大减少了记录的数据量，从而降低了设备成本。采用压缩方式的录像机有DV格式、DVCPRO格式、DVCAM格式、数字Betlacam格式、Digitials格式和BetacamSX格式等，它们都采用了数字分量记录方式。亮度信号与色差信号的采样比4：1：1(或4：2：0)与4：2：2是区分数字视频是家用级、专业级与广播级的一个标准。127数字标清的压缩格式1271DV格式DV是DigitalVideo的缩写，译成中文就是“数字视频”的意思。DV机简称为DV，它是指通过数码方式拍摄并记录动态影像。DV是一种民用格式，是为了避免重演模拟录像机格式之争，在1995年由索尼、松下、JVC、夏普、东芝和佳能等多家公司联合制定的一种数码视频格式。DV已成为国际标准。对于PAI。制信号来讲，DV格式采用4：2：O的采样格式、8bit量化和DCT帧内压缩方式，压缩比为5：1，记录码率为25Mbs，信噪比可达54dB。2DVCAM格式3DVCPRO格式1281DV格式128提问与解答环节Questionsandanswers129提问与解答环节129结束语CONCLUSION感谢参与本课程，也感激大家对我们工作的支持与积极