《数字摄影与摄像》 教案 2.1数字摄像机的分类与特点2.2数字摄像机的构造和原理2.3数字摄像机的调整.docx

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1、数字摄影与摄像课时教案课次第2周第2次课授课时间第2周星期X第1-2节授课地点XX授课方式讲授J课堂讨论讲练结合其他学时2授课主题题目第二章数字摄像机及其使用2.1 数字摄像机的分类与特点2.2 数字摄像机的构造和原理2.3 数字摄像机的调整教学目的要求目的及要求：通过该阶段的学习,使学生了解摄像的相关概念及数字摄像机的种类与特点，理解专业数字摄像机的基本构造及工作原理，掌握数字摄像机常用参数的调整和设置方法，能使用各种执机方式进行拍摄，并能将摄像的基本操作要领贯穿于拍摄过程中。教学重点难点重点：数字摄像机的分类特点、构造与原理以及调整难点：数字摄像机的调整教学资源教案、教学课件、教学图片或视

2、频素材教学进程1 .课程导入：对于处在专业学习起步阶段的影视及数字媒体专业学子们来说，掌握摄像的基本功是非常重要的，不仅能为今后的拍摄提供技术保障，还能为日后专业水平的提高打下坚实的基础。所谓“基础不牢，地动山摇”，这句针对我国农业在整个国民经济中的地位和作用的概括，同样适用于摄像。本章将带领学习者系统学习数字摄像机的相关技术、重要参数及基本概念，掌握数字摄像机的调整及使用方法。（5分钟）2 .讲授新课：理论讲解，结合案例分析，强化学生对概念及知识的理解。一、数字摄像机的分类与特点1数字摄像机的分类数字摄像机用途广泛，种类繁多，分类方法也多种多样，通常可以按成像质量、存储介质、传感器类型和清晰

3、度进行分类。（1）按成像质量分类按照成像质量的高低，数字摄像机可分为广播级、专业级和家用级3大类。它们在技术指标、价格等方面存在着明显的差异，用途也各不相同。1）广播级摄像机广播级摄像机主要用于广播电视领域，如大、中型电视台。这类摄像机性能稳定，信噪比通常为60dB以上，水平清晰度高达900电视线，但价格昂贵，体积也较大。根据其用途，又可分为以下3种。演播室专用（ESP）摄像机ESP摄像机主要用于演播室环境，需要三角架和CCU来配合使用，对照明强度、色温等要求较高。ESP摄像机通常采用较大尺寸的成像器件，因而清晰度高，信噪比大，图像质量好，但体积大，价格贵，通常高达几十万元。新闻采访（ENG）

4、摄像机ENG摄像机，由于其工作环境复杂多变，要求这类摄像机体积小，重量轻，便于携带，对非标准照明情况具有良好的适应性，在恶劣的气候条件下（如温差变化较大的环境）有良好的安全稳定性，具有调试方便、自动化程度高、操控灵活等特点，其画面质量比ESP摄像机稍低，价格也相对便宜些。现场节目制作（EFP）摄像机EFP摄像机工作条件介于上述两种摄像机之间，性能指标也兼顾到这两个方面。它们的图像质量与ESP摄像机相近，但体积小一些，能满足轻便型现场节目制作的需要。广播级演播室专用数字摄像机（BVP-E30P和BVP-900P）2）专业级摄像机专业级摄像机的水平清晰度一般在500750电视线之间，信噪比低于60

5、dB,价格一般在十万元以内，代表机型为Sony公司的DVCAM系列机型。专业级数字摄像机（DSR-250P和DSR-PD198P）3）家用级摄像机这类机型主要应用在对图像质量要求不高的非专业场合，比如家庭、娱乐等，体积小、重量轻，便于携带，图像质量和信噪比均低于专业级摄像机。这类摄像机的最大特点是操控简单，价格便宜，在发达国家已普遍进入家庭消费，由于其可单手操作的特性，有时被形象地称为“手掌机”。家用级数字摄像机（2）按存储介质分类数字摄像机使用的存储介质种类较多，有录像带、DVD刻录光盘、微型硬盘以及各种类型的存储卡、记忆棒等。1）磁带式这类摄像机使用金属蒸镀磁带来记录数字音视频信号。磁带种

6、类较多，常见的有HDCAMMEPGIMX、Digita1Be1aCamDVCAMDVCPRO和DV等。由于其具有技术成熟，信号稳定的优点，被广泛应用于各个领域，至今也是市场占有率最大的数字摄像机。常见的录像带2）光盘式光盘式即DVD光盘摄像机。这类摄像机采用DVD光盘（DVD-R,DVRR,DVD-RW和DVD+RW）来存储动态视频图像，操作简单、携带方便，可快速分享视频信息。拍摄中不必担心重叠拍摄，更不用浪费时间去倒带或回放，通过DVD播放器可直接播放，导入电脑就能进行后期编辑，省去了视频采集的许多麻烦。DVD光盘是目前各种介质中安全性和稳定性最高的，既不像录像带那样容易掉磁，对防震也没有苛

7、刻的要求。DVD光盘摄像机3）硬盘式2005年，JVC公司率先推出了第一款微硬盘数字摄像机，首次采用微型硬盘作为存储介质。第一款硬盘数字摄像机4）存储卡式为了满足视频制作的高清晰、信息化、网络化以及普及化的需求，闪存技术得到了空前发展，存储卡式摄像机应运而生。它不但拥有存取速度快、体积小的特点，还继承了硬盘摄像机拍摄时间长的优点，极大地满足了不同用户的各种需求。如Sony公司2009年发布的PMW-EX1R存储卡式摄录一体机，所有数据被记录在一张容量为16GB的SXSTM存储卡上。SXSTM存储卡及PMW-EX1R摄像机（3）按传感器类型分类按数字摄像机的传感器类型进行分类，可分为CCD摄像机

8、和CMOS摄像机。1） CCD摄像机CCD芯片的用途有很多，其中最主要的用处之一就是数字摄像机。它被用来替代传统摄像管，执行光电转换、电荷储存和转移等工作。CCD摄像机具有体积小、重量轻、寿命长、工作电压低、图像无失真以及抗灼伤等优点。目前，广播电视系统使用的摄像机大多都是以CCD作为光电转换器件。CCD摄像机2） CMoS摄像机CMOS摄像机和CCD摄像机一样，CMoS摄像机也有单片式和三片式之分。同时按照CMoS感光面积的不同，可分为1/5英寸、1/4英寸、1/2.88英寸、1/3英寸和1/2英寸几种类型，前三种多应用于家用级数字摄像机，后两种则主要出现在专业级摄像机。（4）按清晰度分类按

9、清晰度分类，数字摄像机可分为标清摄像机和高清摄像机。二者在外观结构、开关设置及操作使用上大致相同，最主要的区别在于分辨率。标清摄像机的图像分辨率为576i（i表示隔行扫描），即720X576,画幅长宽比为4：3或16：9,是现行电视制式下使用最广泛的摄像机。而高清摄像机的图像分辨率包括720p、1080i和108OP（P表示逐行扫描）,即1280X720和1920X1080,画幅长宽比一般为16：9,在画面效果和色彩还原度上远胜于标清摄像机。高清摄像机的高分辨率，意味着画面的高清晰度，从而使得所拍摄的画面细节层次表现更丰富。随着高清电视和高清非线性编辑系统的逐渐普及，高清摄像机的应用范围越来越

10、广。3） 数字数字摄像机的特点（1）高清晰度由于模拟摄像机记录的是模拟信号，所以画面清晰度（也叫解析度或分辨率）不高，最好的家用级摄像机其清晰度也只有400线，广播级摄像机最高也只能达到800线。而数字摄像机记录的是数字信号，与同级别的模拟摄像机相比，画面清晰度整体提高了30%,普通家用级数字摄像机的水平清晰度已经达到500线，广播级摄像机也超过了900线。个别高档的家用级数字摄像机的成像质量甚至已超过模拟的专业摄像机。（2）色彩更加纯正数字摄像机所拍摄画面的色度和亮度信号带宽几乎是模拟摄像机的6倍，而色度和亮度带宽是决定画面质量的最重要因素之一，因而数字摄像机的画面色彩更加纯正和绚丽，颜色还

11、原更接近真实。（3）无损复制数字摄像机使用录像带、光盘、硬盘和存储卡记录信号，可以无限制复制，画面质量丝毫也不会下降，这是模拟摄像机所望尘莫及的。二、数字摄像机的构造和原理1数字摄像机的基本结构数字摄像机是光学技术、微电子技术、数字信号处理技术与数据压缩编码技术相结合的产物。数字摄像机主要由6部分组成，即光学系统、成像系统、信号处理系统、存储与输出系统、控制系统和电源系统。电源系统控制系统存储与输出系统数字摄像机基本结构框图2 .数字摄像机的基本原理数字摄像机的光学变焦镜头捕获来自被摄物反射的光线信息，并将其聚焦成清晰画面。经过聚焦的光线照射到图像传感器上，光能被转换成相应的电荷。电流顺序通过

12、A/D转换器后，被转换成一系列的数字信号。该数字信号随后又送到编码解码器，编码解码器利用压缩算法压缩各帧的比特数，但不丢失任何可视信息。由于每一帧是分别压缩的，所以它可被用作一个单独的快照。压缩后的信号连同音频接口电路输出的数字音频信号被写入磁介质中，组成完整的视音频信息。三、数字摄像机的调整3 .滤色片正确选择滤色片是拍摄出满意画面的基础。滤色片包括色温转换片(CCFI1TER)和中密度滤光片(NDFI1TER),色温转换片用于色彩校正，可改变经过摄像机镜头的光线的色温；中密度滤光片不改变光线的色温，只改变景物入射光的透光率。(1)色温各种摄像光源色温概数比较人工光自然光光源色温(K)光源色

13、温(K)蜡烛光1900日出日落1850煤油灯2000日出日落前半小时2350家用白炽灯20W260-28009时一15时5500家用白炽灯IOOW28509时前、15时后4800-5000家用白炽灯500W2960平均日光5400水银灯5700夏季中午直射光5800碘铛灯3200秋季中午直射光6000-6500铛丝灯3200蓝天阴影中12500照相强光灯3400蓝天空光12500锄灯5500薄云天空光13000万次闪光灯500-6000云雾天空光7500-8500荧光灯4800阴天天空6400-7000在设计数码相机和摄像机时，都考虑了光源色温的因素。当光源的色温与机器的平衡色温相同时，画面色

14、彩还原正常；当光源的色温与机器的平衡色温不相同时，画面的色彩还原不正常，这时就需要对色温进行校正。（2）广播级数字摄像机滤色片选择广播级数字摄像机大多配备有双光学滤镜，即色温转换片和中密度滤光片，可方便地进行色彩和曝光控制。此外，有些摄像机还具有电子色温校正功能，拍摄时，可根据需要,选择光学方式或电子方式进行色温校正。常见广播级数字摄像机色温转换片和中密度滤光片对照表，分别见表。色温转换片对照表滤色片旋钮CC滤色片类型描述十字线滤镜可把星星、灯光等发出的光修饰成十字光，增强图像的感染力。B3200K在色温为3200K光照条件下使用。C4300K在色温为4300K光照条件下使用。D6300K在色

15、温为6300K光照条件下使用。中密度滤光片对照表滤色片旋钮ND滤色片类型描述1直接通过不减小光照强度。21/4ND使入射光的透光率降低到1/431/16ND使入射光的透光率降低到1/16。41/64ND使入射光的透光率降低到1/64。实际拍摄时，要根据光照条件选择不同的滤色片组合，以达到理想的拍摄效果。常见拍摄条件及滤色片组合举例。拍摄条件及滤色片组合举例拍摄条件CC滤色片ND滤色片日出和日落：演播室内B1晴朗的天空C或D2或3阴雨天气D1或2非常明亮（雪地、高原或海滨）C或D3或4（3）专业级数字摄像机滤色片选择常见的专业级数字摄像机，包括OFF档在内，共有三档中密度滤光片OFF、ND1和ND2,如图所示,选用的原则要根据现场光线的亮度而定。-般情况下，ND1表示1/4ND,相当于将光照强度减小到1