第一节 数字摄录一体机
一、数字摄像机类别
摄像机种类繁多，用途越来越广泛，我们可以从多个侧面对其进行分类。
1.按用途分类
（1）广播电视用摄像机
摄像机按其性能和用途不同，可划分为广播档、业务档和家用档。广播档摄像机是最高档，主要用于广播电视领域，图像质量最好，彩色、灰度都很逼真。在允许的工作范围内，图像质量变化很小。即便是在工作环境恶劣的情况下，也能拍出比较满意的图像，性能稳定，自动化程度高，遥控功能全面，体积稍大，价格也最高。
业务档摄像机主要用于电化教育、闭路电视、工业和医疗等领域。图像质量低于广播档，价格便宜、小巧轻便。
家用档摄像机主要用于家庭娱乐，如旅游、婚礼、生日和聚会等场合，图像质量一般，价格低廉。但它也可用在节目制作上，如业余人员遇上某些突发事件，可用家用档摄像机拍摄。
有时也常以制作方式来区分：演播室（ESP）用摄像机，图像质量最好，清晰度最高，信噪比最大，体积也稍大；现场节目制作（EFP）用摄像机，图像质量等指标略低于演播室用摄像机；电视新闻采集（ENG）用摄像机，主要用于外景工作环境下，体积小、重量轻、便于携带和操作简单。
值得注意的是，上述相互间的质量比较，是对同一产品而言的。由于摄像机技术的不断发展，高质量、小型化、自动化、数字化程度不断提高，新一代专业档摄像机的性能质量高于上一代广播档摄像机的事也屡见不鲜。
（2）特殊用途用摄像机
除了广播电视外，其他用途的摄像机可称为特殊用途用摄像机，如工业、交通、医疗、商业监视、图像通讯等方面。此类摄像机轻便耐用、价格便宜，图像质量一般，但常常具有特殊的功能，如夜晚监视交通情况，需用对红外线有高灵敏度的摄像机；医学方面需用对X光有高灵敏度的摄像机等，记录的影像同样可用于电视节目的制作。
2.按摄像器件分类
根据摄像器件的种类不同，摄像机可分为固体器件摄像机和摄像管摄像机两大类。
固体器件摄像机的光电转换是由半导体摄像器件完成的，其中广播电视用摄像机是由电荷耦合器件（CCD）构成的。其主要方式有三种，行间转移方式，简称IT方式；帧间转移方式，简称FT方式；帧—行间转移方式，简称FIT方式。
摄像管摄像机已经淘汰。
3.按摄像器件的数量分类
（1）三片CCD摄像机
摄像机采用三个CCD芯片，分别产生出红、绿、蓝三个基色电信号，能够得到很高的图像质量，彩色还原好，清晰度与信噪比高，用于广播档和业务档摄像机。
（2）两片CCD摄像机
两片CCD摄像机的图像质量低于三片CCD摄像机，价格不便宜，是一种过渡型机种。
（3）单片CCD摄像机
摄像机采用一个CCD芯片，用特殊的方法产生出红、绿、蓝三个基色电信号，图像质量一般，多用于监视系统及家庭娱乐类摄像机。
4.按摄像器件的尺寸分类
摄像器件的尺寸大小与图像质量有直接的关系，尺寸大，有效像素数多，图像清晰度也就好，当然体积也大。
5.一体化摄录机
一体化摄录机是摄像机和录像单元结合成一体的设备。可分离型摄录一体机是摄像机配以摄像机附加器，可单独作为摄像机用；不可分离型摄录一体机是摄像机与录像单元完全组合成一个整体，不可分离。
一体化摄录机按存储单元类型分类，使用硬盘做记录单元的摄像机称为硬盘摄录机；使用光盘做记录单元的摄像机称为光盘摄录机；使用存储卡做记录单元的摄像机称为卡式摄录机。
6.CCD摄像器件
摄像机的基本原理：摄像机是进行光电转换的设备，它利用三基色原理，通过光学系统，把彩色景物的光像分解为红、绿、蓝三种基色光像，由摄像器件完成光信号到电信号的转换，然后进行信号处理编码，形成彩色全电视信号。
行间转移式CCD结构，它在垂直方向有逐个排列的感光单元组成感光列，每个单元为一个像素，沿水平方向有许多感光列。受光照时，每个单元产生光电子，由于感光单元上加有正电压，光电子存储在感光单元内。
CCD摄像器件分为：
（1）行间转移式（IT式）
在感光单元内左侧是垂直转移寄存器，它上面有遮光层，是不感光的。它加有脉冲电压，能存储电子，也能使电子移动。每个感光单元的右侧是溢出漏，当光照过强时，多余的电子从感光单元流到溢出漏中排出。由于溢出漏的作用，CCD摄像面在高光点处不会产生“开花”和“拖彗尾”的现象。
在上部沿水平方向放置的水平转移寄存器，它上面加有驱动脉冲，可使电荷经过它向输出端转移。在输出端，电荷转变成信号电压送到放大器。
在电视的场扫描正程期间，光图像在CCD的感光部分形成电荷像，每个感光单元内都储存一个电荷包，其电荷量与该点照度成比例。在场逆程期间，全部电荷包迅速从感光单元转移到左侧的垂直转移寄存器中，在下一场正程期间，一方面感光产生新的电荷现象，另一方面上一场的电荷包在垂直转移寄存器中，一行行地向水平转移寄存器转移。在每个行逆程期间，向水平转移寄存器移进一行电荷包。在行正程期间，电荷包在水平转移寄存器中逐一向输出端转移，在外电路上形成信号电压。每个电荷包的转移都是靠时钟脉冲的作用来完成的，移动速度是完全恒定的，线性良好。
（2）帧间转移式（FT式）
FT式的CCD结构，它分感光区和存储区两部分。感光区能够感光，产生电荷像。感光单元一列列紧密排列，两列之间只有溢出漏，没有垂直转移寄存器。存储区与感光区的电荷转移到垂直区内，并存储在那里。在场正程期间，电荷包从感光区转移到水平转移寄存器。与行间转移式CCD一样，在行消隐期间，向水平转移寄存器转移一行电荷包，在行正程期间一行像素的电荷包沿着水平转移寄存器移出CCD，形成信号电压输出。
（3）帧－行间转移式（FIT式）
FIT式CCD结构，下部的结构与行间转移式的相同，图上部所示的是一块不感光的CCD存储器，它的存储单元与感光单元的结构与数量完全一致。在帧－行间转移式中，光像转移成电荷像的过程与行间转移的完全相同。但是，在场逆程期间，电荷包从感光单元转移到垂直寄存器后，又立即转移到存储区，即在垂直转移寄存器中停留的时间很短。在场正程期间，从存储区一行行地向水平转移寄存区转移，以后的过程与行间转移式CCD相同。由于电荷在垂直转移寄存器内停留时间很短，白色拖尾可以减轻到很短、很轻的程度，几乎可以忽略。
二、数字摄像机性能
数字摄像机具有先进的12比特数字信号处理能力，提高了清晰度，扩展了图像细节校正，提供了更灵活的色度控制，增加了更大的曝光信号的控制，具有16∶9/4∶3可转换的两种格式。
高级数字数据处理技术，可以对亮度、细节和其他重要参数提供新的调整方法，通过调整图像参数可以达到各种效果，尤其是拍摄戏剧节目、流行音乐节目和“脱口秀”等节目。
1.拐点控制
内部装备自动拐点/拐点孔阑电路，因而可以获得强光部分没有畸变但有灰度感的画像或宽域的动态范围。传统的拐点处理电路使得拍摄物体高亮度区的饱和度降低，而通过拐点饱和度控制可以减少发白的区域，使高亮度区的色调更自然地重现。例如拍摄背景窗外高亮度的画面。
2.暗部扩展和压缩
图像的黑区对比度可用暗部扩展/压缩控制功能做各种调整。暗部扩展（Black Stretch）加强暗区内的对比度，只提高暗度部分的视频电平，从而可改善被摄物体黑暗部分低沉色调，有3档可切换。暗部压缩（Black Compress）则加深暗度。
3.细节控制
自适应细节控制通过减少高对比度信号的细节信号而不是采用简单的剪切方式，可以获得自然的没有“黑斑”效果的图像细节。为了能得到更自然的再现图像，通过细节优化控制，可以不移动扩展信号的峰值频率而减少细节信号的水平细节宽度。
4.电子柔焦
电子柔焦通过减少原始信号的细节信号使得画面的锐度降低，提供与柔焦滤色片相似的效果。这个功能与肤色细节校正功能配合使用，能够使得粗糙的皮肤变得光滑。
5.肤色自动光圈
控制光圈对有效区域进行自动检测，皮肤细节调整可以使拍摄对象的脸部肤色令人满意，同时仍保持画面其他部分的清晰度。例如在新闻演播室的应用中，发言人面部的曝光情况不会因翻动新闻稿而发生变化。
6.参数存储卡
参数存储卡能存储4个场景文件和2个操作者文件。操作者文件允许每个操作者设置自己偏爱的操作设置，如文本显示数量、安全区域、中心交叉点和音频设置等。可以将大量的设定参数存储于参数存储卡上，使摄录一体机的现场设置快捷准确。不同摄录一体机的设置可预先在电视台内调整好，并存储在参数存储卡上。当同一个节目需要不同时间来拍摄，或是同一时间需要遥控不同位置的摄像机时，参数存储卡可使多台摄录一体机的设定参数匹配。
7.综合菜单控制
综合菜单控制参数的设定分为两层菜单：用户菜单和工程菜单。用户菜单只能设置用户所需的基本功能，工程菜单则可以设置摄录一体机的所有参数。菜单可显示在摄录一体机的寻像器上，或通过视频输出显示在屏幕上。摄录一体机有专用旋钮开关进行设定控制系统的操作。
8.双重斑马纹
双重斑马纹有两种同时显示的斑马纹图形，即ZEBRA 1和 ZEBRA 2。ZEBRA 1可以按1 IRE的增长率在70IRE到90IRE的范围内设定。ZEBRA 2可在任何一个大于100%视频电平的画面区内提供一个斑马纹图形。这两种斑马纹图形可分别显示，也可同时显示，叫做双重斑马纹显示。
9.电气色温滤色片
电气色温滤色片通过电路控制，在保证灵敏度不出现下降的前提下，进行色温转换。由于滤色片与自动白平衡相连动，所以可简单地进行操作。不仅适合从正午到黄昏的拍摄，而且在高色温的照明下，也能用最合适的条件去进行摄像。
为增加拍摄时的灵活性，提供特殊的光滑转变方法。当选择这一方式并手动转换成增益或白平衡设定时，光滑转变发挥作用，色彩或光线强度无明显跳跃。
10.自动跟踪白平衡（ATW）
通过自动跟踪白平衡（ATW）功能可快速地进行白色跟踪，以满足需求。提高了白平衡调节的精确度。
11.EZ模式功能
只要按下EZ模式键，可迅速将摄像机设置到标准或自动状态。有两种EZ模式选择：标准（STANDARD）或用户（CUSTOM）。当设置成用户（CUSTOM EZ）模式时，摄像机设置将随用户所选定的菜单设置而变化。EZ聚焦功能可帮助用户进行精确聚焦而不必停下来改变镜头光圈。按下EZ聚焦（EZ Focus）键将自动打开光圈而使景深降低，使关键的聚焦调节变得易如反掌。在录像时，EZ聚焦功能不起作用。
12.连续自动黑平衡
连续自动黑平衡（CAB）电路通过对CCD的光学黑电平进行采样，随时校正系统的黑平衡。连续自动黑平衡电路确保本机在不同的环境中建立完美的黑平衡而不需要摄像员中断拍摄去调节。
13.自动电平控制
自动电平控制功能使得机器可以在任何光线下连续地自动拍摄，而不用停下来变换增益或加入ND滤光片。例如，在一个很暗的地方拍摄，在光圈已开足的情况下，增益会自动地提升来获得恰当的视频信号。如果这时接着移动到室外的阳光下，负增益的1/2光圈会缓和自动光圈的变化，直到扩展电子光圈起作用，即产生连续可变的快门，因而无须再加ND滤光片。
14.伽玛曲线可选
提供多种伽玛类型，可连续调整伽玛值，提高色还原性并可重现难以还原的高对比度图像，尤其是黑伽玛功能增加了对画面低亮度区伽玛特性曲线斜率的选择。
15.帧记录功能
卡式摄像机的一项独特功能，特别适用于动画的拍摄。使用此功能按下记录按钮时，可以记录预先定义好帧数的图像。
16.多种格式的记录
扫描模式可以在1920×1080、1280×720和1440×1080分辨率之间切换。帧速率可以选择隔行扫描和逐行扫描（59.94i、50i、29.97P、25P和固有的23.98P）。在1280×720模式下还可以选择59.94P和50P逐行扫描记录。存储卡可以同时保存多个这些记录格式的文件。
17.新型非线性记录介质
使用存储卡，摄像机能够提供非线性功能，例如直接随机存取基于文件的操作。配备两个存储卡的插槽，在一块卡转换到另一块卡记录时，不会发生帧损失，可以完成无缝切换。由于是在存储卡上完成图像记录，可以随时进入记录状态，摄像机操作人员不用担心会覆盖以前拍摄好的图像，也无须搜索整个影片确定开始下一个图像记录的正确位置，因为新的图像记录是在存储卡的空白区域上开始的。
专业术语
摄像器件CCD 帧—行间转移 参数存储卡 帧记录 电气色温滤色片行间转移帧间转移 广播档
第二节 摄录一体机使用
一、摄录一体机的构成
（一）镜头
一般摄像机镜头为变焦距镜头，其各部分操作部件位置。
1.聚焦环
转动此环可使透镜聚焦于被摄体。
