辦公自動(dòng)化設(shè)備的使用和維護(hù)陳國(guó)先 (第二版) 第12章 數(shù)碼攝像機(jī)

第十二章數(shù)碼攝像機(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)的使用思考與練習(xí)十二12.1數(shù)碼攝像機(jī)的類型和主要技術(shù)指標(biāo) 12.1.1數(shù)碼攝像機(jī)的類型 數(shù)碼攝像機(jī)按記錄介質(zhì)和方式劃分，一般分為MiniDV、Digital8、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。

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。 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，通過模/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。 2)CCD尺寸 CCD有2/3英寸、1/1.8英寸、1/2.7英寸、1/3.2英寸四種。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)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。

4)CCD的片數(shù) 一般的民用數(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。

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，允許壓縮過程中損失一定的信息。雖然壓縮不能完全恢復(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，無窮多的數(shù)據(jù)可以無窮快的速度傳送。實(shí)際上，數(shù)據(jù)受記錄、傳輸和機(jī)械工藝的技術(shù)限制，既不可能無限多，也不可能無限快，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。

8)信噪比 信噪比表示有用的視頻信號(hào)和混入視頻信號(hào)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)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54dB，專業(yè)級(jí)攝像機(jī)的信噪比大于60dB。 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F8.0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。 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10～18bit。 11)最低照度 被拍攝物體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)。

12.2數(shù)碼攝像機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理 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，包含許多片凹凸不同的透鏡。拍攝物體時(shí)，被攝物體的光線透過攝像機(jī)的鏡頭感應(yīng)在固體攝像器件板上。 影像通過鏡頭聚焦成像，透過光學(xué)過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的方式分析影像，然后將信息轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)。 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1/5～1/3英寸(5～8.47mm)大小的CCD，像素?cái)?shù)為30萬(wàn)～300萬(wàn)。 2.數(shù)字化處理部分 數(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。 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5∶1。 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。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。12.3數(shù)碼攝像機(jī)的使用

12.3.1數(shù)碼攝像機(jī)的外觀 SONY數(shù)碼攝像機(jī)DCR-TRV60E的外觀如圖12-1所示。 圖12-1DCR-TRV60E數(shù)碼攝像機(jī)的外觀 (a)前視圖 圖12-1DCR-TRV60E數(shù)碼攝像機(jī)的外觀 (b)后視圖 圖12-1DCR-TRV60E數(shù)碼攝像機(jī)的外觀 (c)右側(cè)圖 圖12-1DCR-TRV60E數(shù)碼攝像機(jī)的外觀 (d)俯視圖 圖12-1DCR-TRV60E數(shù)碼攝像機(jī)的外觀 (e)仰視圖

12.3.2數(shù)碼攝像機(jī)的使用與保養(yǎng) 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。圖12-2開關(guān)設(shè)置的位置 (4)按OPEN開關(guān)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，然后關(guān)閉液晶顯示屏，退出錄像帶，最后切斷電源。 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。“T”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DZOOM值，可在20～120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)、拍攝或記憶方式下按BA