摄像机

组成

　　摄像机主要由以下几个部分组成：镜头系统、主机、寻像器、附件。

　　（一）镜头

　　“镜头”有两种含义，一种是指安装在摄像机上的、由许多光学玻璃镜片及镜筒等部分组合而成的光学装置，另一种是指电影或电视拍摄时的一段固定或活动图象的内容。在本节中，我们主要用的是前一种。

　　摄像机上的镜头与普通照相机的镜头起着同样的作用，用来收集从物体反射来的光，并使其聚焦并投射到摄像器件的受光面上。

　　1.焦距

　　焦距是镜头的基本特性。

　　按透镜焦距的长短，可分为不同的镜头：有短焦距镜头；有长焦距镜头；介乎两者之间的镜头为中焦距镜头。而要实现从长焦距镜头到短焦距镜头或短焦距镜头到长焦距镜头的变化就需要用一个翅翘板式的按键控制以实现在一定范围内焦距连续可调。

　　变焦镜头从最长焦距到最短焦距，可以开始于任何焦距长度，然后推入（焦距变长）、拉出（焦距变短），改变着成像的大小和视场，使景物在视觉空间里移近或移远（未改变实际物距）。

　　2.调焦

　　调焦也可称为聚焦。当像平面落在摄像器件受光面的前方或后方时，拍摄的图象显得模糊不清，称为散焦。因此，我们必须通过调焦（聚焦）过程，使光线通过摄像机镜头后准确地会聚在摄像器件的受光面上，得到轮廓清晰的图象。一般摄像机都有前聚焦和后聚焦两种调焦。

　　前聚焦便是根据物体一方的距离调整镜头前部的调焦环（又称聚焦环）带动内部的调焦组透镜前后移动，让焦距稍微有所改变，使像平面落在受光面上。

　　后聚焦一般是调整镜头的后截距。

　　3.光圈

　　光圈是控制镜头透光能力的装置。

　　光圈的调整可以有两种方式，一种是手动调整，一种是自动调整。

　　手动调整就是当摄取的景物亮度变化范围较大时，摄像人员必须及时跟踪调整光圈，以保证图象信号电平处于正常范围，不出现“超幅”（超过0.7伏），否则图象处将失去灰度层次变化，出现“开花”现象。而自动调整是根据景物亮度，利用自动控制电路来改变光圈大小以适应各种光线条件，能自动地使图象信号的平均电平保持在标准状态。

　　4.景深

　　如果调焦环固定不动，一被摄物体在离摄像机不同的距离上前后移动时，它的图象有时是清晰的，有时是散焦的。图象看来是清晰时所对应的那段物体移动距离就是“景深”。

　　景深范围的大小究竟与什么有关呢？

　　（1）景深与镜头的焦距长短有关

　　（2）景深与光圈的大小有关

　　（3）景深与物距长短有关

　　5.镜头的工作特性

　　（1）标准（中焦距）镜头的工作特性

　　标准镜头的变焦镜头提供的视场和我们眼睛所看到的现场差不多（20°～27°左右），所拍摄的图象中，前景物、中景物和背景物之间比例的大小，深度等空间关系看起来也接近我们正常的视觉规律，有真实的透视感。这种镜头有着中等景深，在拍摄主体周围的很大区域内均可很好地聚焦，但在最远的背景和最近的前景上略有些散焦。

　　（2）广角（短焦距）镜头的工作特性

　　广角镜头提供一很小的图象放大率和广阔的水平视场（30°以上）。通过广角镜头的拍摄，将前景物、中景物和背景物之间的正常比例关系、深度上的空间

　　夸大了，即前景物看上去比背景物大了很会，根据人们正常的视觉规律就会造成前景物和背景物之间的距离加大，即深度增加了的错觉。

　　（3）窄角（长焦距）镜头的工作特性

　　长焦距镜头产生的视场很窄（小于20°），但物体放大率比较大。长焦距镜头摄取景物中有限的一部分，使它充满荧光屏，得到其它镜头摄不到的放大效果，而且不受距离的限制，即摄像机不必靠近就可以拍摄到远处物体的清晰的图象，所以这种镜头又叫望远镜头或远摄镜头。

　　长焦距镜头与广角镜头正相反，它压缩了前景物、中景物和背景物之间的比例关系，看起来被摄物体间的相对距离缩小了，造成被摄物密集的错觉。

　　（二）主机

　　主机也可称为摄像机回路。它是摄像机的主体部分，可将镜头形成的光学图象转变为适用的电视信号。

　　1.色温滤光镜

　　太阳和白炽灯发出的光都是白光，但它们的光谱成份并不相同。为了便于对不同的白光源进行比较，就需要选择一个基准来衡量与测定，这个基准就是黑体的温度--色温。黑体也称全辐射体，它是对入射光既不反射、也不透过、而且完全吸收的理想物体。对黑体加热时，它将辐射出连续光谱，其光谱能量的分布只与温度有关。当某一类光源与黑体在某一特定温度下辐射的光具有相同的特性时，这个特定温度就被定义为该光源的色温。色温的单位用温度单位--开氏度（K）表示。

　　色温滤光镜的作用是校正色温，把照明光源色温变换为3200K。

　　2.电子快门

　　在录像机上用慢速或静止画面来重放摄像机所拍摄的高速移动的景物时，由于摄像机的惰性，以及扫描速度的限制（相当于1/50秒的快门），使图象模糊，难以看清。

　　随着 CCD 摄像器件的发展，出现了电子快门，高速度的快门获得的清晰图象在录制各种体育运动以及某些领域里的快速过程的动态分析时是非常有用的。

　　3.增益

　　增益控制就是在电路中同时对三路图象信号放大量的调整。通常机上设有odB、9dB、18dB等档位以供选择。

　　4.黑白平衡

　　（1）白平衡

　　为保证摄像机所摄图象彩色还原正确，一项重要的工作就是调整白平衡。

　　拍教学片时，需要多台摄像机联合使用，应使各机在相同条件下调整日平衡，这样拍出的画面色调才能一致。

　　有些摄像机还设置了实时自动白平衡的功能，当色温在一定范围内变化时，可对白平衡进行实时自动校正。

　　（2）黑平衡

　　摄像机在拍摄黑色物体时，三个基色电平也应相等，这时显像管荧光屏上才能反映出不带任何其它颜色的纯黑色，这种现象叫黑平衡。摄像机只有白平衡和黑平衡都调整正确，所拍摄的图象才可能不论亮暗均不偏色。黑平衡也有手动调整和自动调整。自动调整通常与白平衡合用一个触发开关钮，只是拨动到相反方向。调好的数据也能存入记忆电路。

　　（三）寻像器

　　摄像机工作时，连续显示摄像机拍摄的各种图级的微型黑白监视器被称之为“寻像器”。它为摄像人员取景构图、调准焦点、调试机器以及显示机器的工作状态和监看来自录像机或特技台的视频运送信号，提供了一个方便的而且是不可缺少的观察场所。

　　（四）电源

　　便携式摄像机所需电源通常为12伏直流电。

　　（五）传声器（话筒）

　　为了在摄像机拍摄图象时能同时拾取声音，一些较小型的摄像机把话筒内装在摄像机的头部。而级的较大的摄像机则往往在机身头部有一个话筒支架，可用来安装话筒 , 在机身上有话筒电缆线的插座，连接后可以把话筒拾取的声音信号送入摄像机内，再经过摄像机电缆送人录像机录下。

　　（六）摄像机支撑系统及摄像机运动系统

　　1.底座

　　摄像机常用的底座设备有三种类型。

　　（1）三脚架／移动车

　　（2）演播室基座

　　（3）升降车

　　2.摇摄云台

　　3.摄像机托板

摄前准备

　　1、摄前准备

　　（1） 电源/磁带

　　选择好需要的电源、磁带的类型，并且要带足，避免因电力或磁带的不足而停机。

　　（2） 话筒

　　在不同场合情况使用不同类型的话筒，在摄前一定要事先作好准备。同时要注意话筒所用电池的容量。

　　（3） 摄像机电缆

　　传统摄像机与便携录像机之间的连接线是多芯电缆，外出拍摄时要带上这根电缆，一体机则没有这个问题。而如果需要在外景地通过监视器播放已拍镜头，就要带好需要的音频线等。

　　（4） 三脚架

　　如果要求画面的稳定性较高，一定要带上三脚架。

　　（5） 彩色监视器

　　使用彩色监视器随时监视拍摄的画面质量，看是否符合要求。

　　（6） 照明设备

　　要了解拍摄现场的情况，看是否需要灯光的照明，从而事先准备好照明设备，电源转接头和有关工具等。

拍摄时的调整

　　（1） 拍摄准备

　　准备好电池和磁带、开机预热；找好拍摄机位，固定好摄像机，将摄像机置于三脚架上进行调整，接好摄像机与外围设备的连线，插好电源，放好电池，使摄像机预热，并放置磁带。

　　（2） 选择滤色镜（档）

　　旋转滤光镜转盘，适当选择拍摄环境中光源色温的滤光镜档数。

　　A. 应根据具体的色温情况选择1、2、3、4号等等滤光镜。如1号用于室内以卤钨灯作光源的场合，3号适用于室外日光下或阴天等。

　　B． IN DOOR /OUT DOOR / AUTO是家用摄像机特别的色温选择档次指示。按照是室内3200K照明还是室外5600-6800K照明来选择相应档位，如选自动档，则可以对色温进行大致的调整，以保证拍摄过程中色温的变化不至于太大而影响图像色彩的协调。

　　（3） 调整光圈----正确曝光

　　光圈的正确调整对整个图像的亮度、对比度、视频电平的幅度等指标影响很大，所以在每个镜头的拍摄前都应注意。在拍摄前首先要调整监视器显示标准，再确定摄像机的光圈指数。

　　调整光圈时应边从寻像器或监视器中监看图像，边逐步增大光圈，直到图像中最明亮的部分呈现出“层次”时为合适好。

　　实拍时，可以利用寻像器，先调彩条的黑白对比度，通过经验加以判断加上颜色。同时也可以通过斑纹提示（ZEBRA）来调整光圈的大小，即如果在寻像器中中可看到图像中亮的部分会呈现出斑纹（0.6V左右），则可根据斑纹出现的条件来决定光圈的大小。

　　光圈调节的操作方法可分为手动、自动和即时自动。自动光圈使用起来非常方便，无论什么样的场景，自动光圈都能保持合适的进光量，得到规定的输出信号强度。拍摄运动镜头时，变化的景物会使图像亮度发生变化，即时自动光圈的使用就可以省掉不少调整的麻烦。但由于自动光圈是根据图像的平均亮度来确定光圈值，所以也会存在问题，例如我们希望通过画面的亮暗来表现白天与傍晚的特定情景，自动光圈却得到的是同样的输出电平。所以在光圈的调整时，建议先使用自动光圈测出光圈值，然后再换手动的，改变半档或一档光圈使用。

　　（4） 电子调节：电子调节可包含增大增益、加大超级增益以及采用电子快门。

　　A．增大增益（Gain）: 在增益增大的同时噪声也加大，一般来说拍摄时增益设置在0dB处，只有在灯光不足的情况下，才考虑加大增益，一般也只用到6dB或9dB档。

　　B．超级增益（Hyper-Gain）： 超级增益只在低照度的情况下使用。如18dB这档已使图像上的噪声点明显可见了，对于技术要求较高的电视片来说是不合适的，除了在某些特殊情况下并在万不得已时才使用，一般均不采用。

　　C． 加电子快门（Shutter）：电子快门的作用是：在拍摄快速运动物体时可以提升动态分解力。一般需要在强光下才能使用电子快门。总之，电子快门的特点是可将强光下运动画面拍摄得清晰；在曝光正确条件下，可起到加大光圈的作用；在拍计算机屏幕时可以消除黑白滚条等。

　　（5） 高亮背景调节

　　通过高亮背景调节，用电子方式衰减高亮信号的过亮部分的量，以增加可分辨的灰度层次，则过亮部分就可被限幅（过曝光所致）。

　　（6） 调整黑白平衡

　　因为在不同的时间、不同的角度下，色温条件是不同的，为了保证色彩的一致性，必须进行黑白平衡的调整。 白平衡调整可以通过光学粗调、电子细调、自动跟踪来达到色温的调整正确；黑平衡调整可以使在暗处时色温也不变。它一般是通过自动方式来调整的；一周调整一次即可。

　　黑白平衡调整的次序一般为：白平衡--黑平衡--白平衡。自动白、黑平衡的数据可以记忆，在拍摄条件不变、两次拍摄间隔不长的情况下，可以不再调整白、黑平衡。

　　（7） 聚焦调整

　　聚焦的调整包括前聚焦和后聚焦的调整。

　　为了使摄像机镜头在变焦过程中，无论是长焦还是短焦状态都能得到清晰的图像，需要对镜头的焦点进行适时聚焦调整。由于前后聚焦的调整会互相影响，所以一旦进行前后聚焦的调整时，应对前、后聚焦反复调整2-3次，以确保推镜头到最长焦距时图像被调清晰后，拉镜头到人和位置的全远景时所摄图像仍然是清晰的。

　　（8） 总黑台阶电平（Master Pedestal）调整

　　部分摄像机的总黑台阶电平的调整是靠旋转电位器的旋钮的，而带有字符发生器的摄像机一般是利用产生字符的按钮来进行。摄像机控制器上一般都设置总黑电平的旋钮，调整时也应边看波形监视器边调整。总黑电平调好后保持不动，不必每次拍摄都调整。

　　（9） 高亮背景调节

　　通过高亮背景调节，用电子方式衰减高亮信号的过亮部分的量，以增加可分辨的灰度层次，则过亮部分就可被限幅（过曝光所致）。

　　（10）同步锁相调整(H,V,fs)

　　同步锁相调整包括行同步相位的调整和彩色副载波相位的调整，只有在两台以上的摄像机同时拍摄，并且需在特技台对其中两个信号进行特技转换时，才会涉及调整摄像机的同步锁相问题。

　　（11）其他调整

　　电缆补偿( Cable Compensation ) - 利用有高频提升特性的放大器使信号恢复原样。因为信号在长距离传输时，电缆中的分布电容和分布电感对信号具有高频衰减的特性，若不作补偿，则高频信号损失。