高清攝像機高清攝像機是什麽高清電視攝像技術問題解決
什麽是高清攝像機
高清攝像機，即是可以高質量、高清晰影像，拍攝出來的畫面可以達到720線逐行掃描方式、分辨率1280*720，或到達1080線隔行掃描方式、分辨率1920*1080的數碼攝像機。
高清概念
可能很多人還只能依稀的知道1080P什麽的。當妳在廣告中看到數字電視機時，總會說支持1080i/1080P這樣標準，我們來看看1080i和1080P都代表著什麽意思1080i和720p都是在國際上認可的數字高清晰度電視標準。其中字母i代表隔行掃描，字母P代表逐行掃描。而1080、720則代表垂直方向所能達到的分辨率。1080P是目前最高規格的家用高清信號格式。
高清標準
高清視頻監控隨著社會的進步得以迅速發展，主要是為了解決人們在正常監控過程中細節看不清的問題。高清即高分辨率，關於高清的定義，最早來源於數字電視領域，高清電視，又叫HDTV，是由美國電影電視工程師協會確定的高清晰度電視標準格式。電視的清晰度，是以水平掃描線數作為計量的，它的集中高清劃分方式如下：
(1)1080i格式，是標準數字電視顯示模式，1125條垂直掃描線，1080條可見垂直掃描線，16:9，分辨率為19201080，隔行/60Hz，行頻為33.75KHz。
(2)720p格式，是標準數字電視顯示模式，750條垂直掃描線，720條可見垂直掃描線，16:9，分辨率為1280720，逐行/60Hz，行頻為45KHz。
高清攝像機特點
1、圖像清晰度高
高清IP網絡攝像機，它采用500萬像素的逐行掃描CMOS圖像傳感器清晰度可達720P(1280*720分辨率)/1080P(1920*1080分辨率)全實時廣播級圖像畫質，清晰度遠遠高於傳統意義上的CCD模擬攝像機，真正實現了高清監控的目標。
2、系統的環境適應性強
系統具有自適應的智能調節模式，會根據不同光線環境自動調節攝像機的光圈、增益、降噪等參數，能夠始終保持最完美的畫面效果。由於系統實現了監控從采集到存儲的全數字化，因此，對於傳統意義上所存在的攝像機受到光線變化影響直接影響畫質的現象將不會存在。同時對於線路傳輸中普遍存在的視頻信號幹擾等也將徹底消失。
3、色彩還原逼真
系統采用的視頻采集壓縮芯片，是來自於美國的世界著名品牌，也是sony松下等專業廣播級視頻采集芯片的提供商，色彩顯示堪比專業3CCD攝像機的色彩還原，在圖像的色彩的高保真、色彩信息處理、寬動態、系統降噪等多方面都有著絕對優勢。
4、系統壽命長
由於系統采用了CMOS圖像傳感器，因此，在攝像機功耗、發熱量低。穩定性也遠遠高於傳統的模擬攝像機。同時由於組件相對簡單，故障率也相對較低。將支持POE供電，直接通過網線供電，解決了現場供電的問題。
高清電視攝像技術問題解決
對於已經熟悉標清電視攝像技術的攝像師來說，妳要想拍攝高質量的高清電視節目，首先要了解高清電視的技術標準和高清電視攝像機的特點，其次妳還要具備高超的高清電視攝像的技術和解決在高清電視攝像中出現的壹些技術問題的能力。如：曝光問題、焦點問題、照明問題、構圖問題等。這些技術問題在標清電視攝像中要求不是很高，但是在高清電視攝像中就必須精心對待、認真解決，否則就會影響高清電視畫面的質量。
壹、高清攝像機的特點
高清攝像機與標清攝像機的主要不同在於掃描格式上，其他如外觀結構，開關設置和操作使用等大致相同。以下介紹SONY公司HDW-750CE高清晰度攝像機的壹些特點。
HDW-750CE數字攝錄壹體機是SONYHDCAM高清節目制作系列產品中的新成員。作為1080/50i的高清節目制作前期設備，HDW-750CE是繼1080/24P的HDW-F900之後推出的全新的前期設備，尤其適合中國廣播電視用戶的要求。其主要特點如下。
HDW-750CE采用了最先進的220萬像素的CCD，高質量的10比特數模轉換以及最新的數字電路處理技術(DSP)，所以它們具有更高的靈敏度，更好的信噪比，以及極小的垂直拖尾電平。即使在惡劣的環境中，它們也能保證再現出逼真的圖像。
HDW-750CE能提供許多先進的圖像處理功能，如：多點彩色矯正矩陣，增強色溫平衡功能，增強對比度控制，增強高亮度控制和三通道皮膚細節調整。這些手段使得攝像師通過簡便的調整就可以更加充分體現導演的意圖。
HDW-750CE內置HD-SDI輸出接口，可以滿足攝錄壹體機高清信號現場回放的要求。如果通過選購的下變換板，它們也可提供SDI和復合視頻信號輸出，以適合眾多現有用戶的需要。
二、高清電視與標清電視清晰度的比較
電視的清晰度是指畫面再現物體細部的能力，即對不同色調物體的極小的相鄰面積，極其細節部分的分辨能力。清晰度的高低直接影響著電視的畫面質量。電視畫面的清晰度除了受電視系統的設備影響外，還受照度、明暗對比度、光線性質和光線方向等各種因素的影響。
不論是高清還是標清電視，現代電視攝像機中使用最多的攝像器件是電荷耦合器件(CCD)，CCD是壹種有限像素攝像器件，因此其清晰度受到像素數量的限制。目前高清攝像機使用的CCD水平方向像素大約是2000個(實際是1920個)，標清攝像機大約1000個(實際是980個)。因此，高清晰度攝像機能夠達到的水平清晰度為2K，標準清晰度攝像機是1K。不過，由於傳輸帶寬的限制高清攝像機輸出信號的清晰度只有1.55K，標準清晰度攝像機只有0.64K。由於技術水平的限制，目前實用的高清錄像機采用了帶寬限制技術，高清電視攝像機實際記錄的電視信號水平清晰度大約相當於1.25K。
三、曝光技術
攝像師站在攝像機前，面對所要拍攝的景物，觀察在壹定的光線照明條件下，根據被攝景物所反映的明亮程度以及明亮程度分布的範圍，然後確定曝光量，確定光圈的大小，調整伽瑪特性等措施，將景物亮度範圍最有效的部分攝取到感光器件(CCD)的界面上，形成色度飽和、明暗適中的視頻圖像。
在實際拍攝中，景物亮度範圍有時比較大，超過了CCD所能容納的亮度範圍。這時正確地曝光是決定畫面成像質量的關鍵。曝光過度，畫面反映泛白甚至限幅，導致畫面的高亮部分層次丟失。曝光不足，畫面的層次少，尤其是暗部的層次不能主動體現。對於高清攝像來說，我認為正確的曝光量應該控制在0.5檔光圈的範圍內。
攝像機的曝光值壹般是根據尋像器中的斑馬線和自動光圈來確定的。但在實際工作中我們發現，攝像機尋像器中的光圈檢測值與鏡頭的刻度不能完全壹致，不能反映出半檔光圈的變化。所以在曝光的精度方面，建議在拍攝現場增加標準監視器和示波器。特別是在照度比較大的外景拍攝時，應註意對高光部分層次的保留。
1、伽瑪特性的調整
攝像時，有時場景中有高光部分，它會超出CCD的感光動態範圍，拍攝成的畫面在高光部分不能反映景物的質感，這就要通過調整伽瑪特性，來取得最佳曝光效果。
在正常亮度範圍內，CCD呈現理想的線性光電轉換特性，如圖1所示。圖中的直線表示光導電特性。光導電特性在有限範圍內，景物亮度與輸出電平呈現正比例關系，能如實再現景物亮度,再現值總是與被攝對象的亮度、色調成正比。在超過上限幅電平(0.7V)或下限幅電平(0V)以外時，景物亮度、色調就會突然再現成壹片空白或者是壹片漆黑。光導電曲線的直線部分是陡直上升的，故表示被攝體亮度範圍較窄，動態範圍(電影為寬容度)有限或偏低。
弧線表示伽瑪特性。伽瑪特性是非線性電路(伽瑪校正電路)處理後形成的曲線特性，經過伽瑪校正電路處理的光導電特性呈現非線性特征，特別是對比度被壓縮了的高光部分增強了感光能力(從點劃線到虛線範圍)，在高清攝像機技術中把高光部分的斜率處理稱為拐點處理。高清攝像機采用了精密的數字處理電路，攝像師可以通過設置菜單精確地分段調整攝像機的伽瑪特性，以實現不同的曝光意圖，以達到控制畫面的影調層次和高清晰度的目的。
2、確定曝光值的參考工具
在拍攝現場為了精確曝光，我們可以通過彩色監視器和示波器來觀察、調整曝光值。這是保證高清電視畫面質量的有效措施。因此，監視器和示波器參數的調整就顯得非常重要。
監視器的調整。為了調整顏色，我們首先要給監視器輸入彩條信號，大家知道，藍色成分是分布在彩條信號左邊的白、黃、蘭、綠四個條裏，在標準的75%彩條裏，相應的藍信號在這四個條裏的幅度是完全壹致的。監視器上壹般都有壹個只看藍色的按鍵，我們按下去以後，只有藍色的信號在屏幕上顯示出來，我們只需要調整色度，使相應的四個條亮度壹致就可以了。用這種方法，可以使監視器能比較準確地再現畫面的色彩和影調。
亮度和對比度的調整。亮度調整是讓我們進行黑電平調整，對比度調整是使我們將亮度層次拉開。調整亮度電平時，亮度信號是整體提升或下降。如果我們不正確地調整亮度，可能在亮的區或比較暗的區，信號發生重疊，細節分辨不出來。相反，如果我們把對比度放大或縮小，暗部的基點是不動的，各個彩條的灰度發生亮度程度變化。
為了調整亮度的信號，需要輸入三電平調整信號(PLUGE)，三電平調整亮度的信號包括-3%黑、0%黑、+3%灰。調整時，我們使-3%黑與0%黑兩個條都相對壹樣，但是+3%的灰條壹定要看到，這就是正確的亮度信號。
對比度調整，實際上沒有壹個相應的嚴格標準，我們可以根據環境以及感覺調到壹個合適的電平。但是，高對比度可能會使相應的清晰度下降。每壹臺監視器都有壹個相應預置的對比度值，把對比度值調整到這個位置即可。
示波器提供了圖像的壹系列窄角測光表的讀數，它是對相應的被攝體亮度的準確表達。設置示波器要相對容易些。我們將黑色電平調校在示波器上7.5IRE的位置。這表明，最暗的被攝體影調在7.5IRE處而不是在0.0IRE刻度處。
其次是決定場景的曝光值。我們將18%的灰板的亮度信號安排在50IRE單位，這是通過設置攝像機的光圈，並保證照明強度與該攝像機光圈值相適宜而實現的。設置光圈可利用灰板，或基於使用入射光型測光表,事先計算好攝像機的曝光系數當量。這樣，我們就得到了位於7.5IRE處的黑色電平和該場景的光圈值。對場景中的高光部分，可以用攝像機的拐點設定使它位於100IRE處。簡而言之，設置示波器首先要設置黑色電平在7.5IRE，並將灰色曝光為50IRE。然後通過照明或拐點處理，使重要的高亮度落在示波器的100IRE單位上。
四、聚焦技術
高清攝像機的焦點不易對準是大家反映的壹個普遍問題。其實高清的焦點問題是由高清的高清晰度引起的，因為高清的分辨率高，水平視場角比標清大，畫面包容的景物多，景深比標清小很多，所以聚焦時要格外小心。
在外景拍攝時高清攝像機的尋像器與標清的壹樣，要想找到準確高清晰的焦點確實比標清困難。如果攝像師把握不準，建議還是使用標準監視器，而且越大越好。
高清電視拍攝時，為了獲得最佳清晰的影像，高清攝像的聚焦技術與標清攝像的聚焦技術有所不同。正確的調焦方法如下：
高清拍攝靜態鏡頭時，應把變焦距攝影鏡頭變焦至某擋焦距處(即適當景別)，當作定焦距鏡頭使用，則具體使用哪壹擋焦距拍攝，就應直接在該當焦距狀態下精確調焦，直到尋像器中被攝主體的影像最清晰時為止，或直至調焦基線所指示的刻度值剛好等於用皮尺所直接測量出的調焦距離值時為止。
標清拍攝靜態鏡頭時，往往習慣於先將變焦環變焦至最大焦距處精確調焦，然後再將其變至預選短焦距處拍攝。這種方法不適合高清攝像技術的調焦要求，因為變焦距鏡頭在變焦時，普遍存在著微量的像面漂移現象，不同焦距處的最佳焦點位置未必精確壹致，此外，使用推拉式變焦距鏡頭時，還容易在調焦完畢後的變焦過程中，使調焦位置在無意中被誤觸動而改變。故此，在高清攝像時，為了獲得被攝主體的最清晰影像，就必須在所用焦距狀態下直接精確調焦後拍攝，否則畫面的焦點將變軟而影響畫面的清晰度。
五、照明技術
電視畫面的清晰度除了受照度而引起的光圈、景深影響外，還受照明的明暗對比度和光線的性質等因素的影響。
值得註意的是畫面清晰度的高低，並不取決於整個畫面的明亮程度和采用大量的照明光線。關鍵在於使用適度的明暗對比度和相應的光線性質。
1、明暗對比度與清晰度
電視屏幕上最亮部分與最暗部分亮度的比值稱作對比度。對比度大時圖像黑白分明，明暗反差大，電視畫面的清晰度與照明的對比度有關。照明的對比度除了被攝體與背景以外，還有被攝體本身不同光線方向之間的明暗對比度。如果照明使畫面的灰度等級(從最亮到最暗可以分辨出的深淺不同的層次數)愈多，那麽，電視顯示圖像細節的能力越強，清晰度越高，質量越好。
照明對被攝體與背景對比度的處理，在壹般情況下，被攝體要比背景亮。因為過亮的背景不僅會分散人的註意力，而且會使被攝體變暗，光線暗的區域其立體感和細節部分的顯示就差，清晰度就必然降低。對照在被攝體上不同方向的光線照明也要正確地控制其明暗對比度，使最亮部分與最暗部分的影調層次得到充分的體現。任何過渡暗和過渡亮的光線都能掩飾圖像的細節，而使畫面模糊。照明的明暗對比度對高清電視來講顯得更重要。
2、光線性質對畫面清晰度的影響
物體在高清電視畫面上呈現的清晰度，不僅與光線的對比度有關，而且同光線的性質有關。光線性質的硬與軟對物體外觀的清晰度同樣有很大的影響。值得註意的是照明光線性質的選擇，是由物體表面結構決定的，即物體表面結構不同，其采用的光線性質也不同，壹般來說，粗糙物體的表面宜用硬光照明;光滑的物體表面宜用柔和的散射光照明。在電視拍攝時，我們會發現在陰天下拍攝的景物因沒有影子而顯得平淡呆板，表面質感消失，而壹旦受到陽光的逆向照射，物體輪廓就會立即脫穎而出，可見，光線性質對畫面清晰度有很大的影響。
從畫面的總體效果來說，由於硬光能勾劃出被攝景物的輪廓，質感十分明顯，所以使我們感到空間感強。而柔光照明很容易產生平淡的無立體感的圖像，因而就不能提供最佳清晰度。
但從畫面的局部效果來說，可能由於硬光造成的過大的明暗反差，而使物體細部的再現能力降低。而柔光所造成的細膩的影調層次，相反能提高我們對物體細部的分辨能力，故此感覺畫面清晰度高。高清攝像照明時應使用較軟的光線，這對提高畫面的清晰度十分有利。
總之，畫面清晰度是有很多因素決定的。照明對光線的明暗、軟硬、方向的選擇，應根據我們要突出的重點和景別而定，這樣才能提高畫面的清晰度。
3、高清電視的照明特點
高清電視本身的特定技術條件，決定了高清電視照明的特殊要求，其特點是：
光線要柔和。照明時應采用軟光照明，盡量少用硬光。特別是用於人物臉部的光線，最好采用柔和的散射光。可在聚光燈前加上柔光片或紗網使光線變軟。
布光要勻。就是演區的光線要均勻。在布光時，不同方向的光線照向演區時，同壹方向光線的照度要壹致，以保證攝像機變換機位連續拍攝時，前後畫面影調的壹致性。因此，電視照明的均勻性是指演區的照度和反差的壹致性。
光比小。光比小就是要調整被攝對象與背景，被攝對象本身各個不同方向燈光的相對亮度比，以及畫面中不同的物體之間的相對亮度比。高清電視照明的光比壹般為2：1~3：1，但隨著光線角度的不同和我們需要突出的重點應增大或縮小光比。高清電視照明的光比要小，是與電影照明相比較而言的。
透視感強。即畫面的透視感要強，當然透視感與很多因素有關，但高清電視照明必須要註意影調與色調的階調變化，著力於立體感，層次感、空間感的表達，這是高清照明區別於標清照明的顯著特點。
六、畫面構圖的特點
在畫面構圖方面，高清電視和標清電視根本上是非常相近的，只有壹些小的差異，其中的壹個不同，就是畫幅的不同，即16:9和4:3的畫幅問題。我們如果要用高清拍攝，標清播出，壹定要註意構圖的畫幅結構的問題。高清電視下變換成標清電視時(16:9畫幅變成4:3畫幅)，有三種模式：信箱模式(上下的部分會出現黑邊，有效畫面範圍變窄)，壓縮模式(橫向壓縮使圖形變形，但是整個的信息都出現在屏幕中)，切邊模式(左右兩邊的信息被去掉，畫面內容不完整)。我國觀眾已習慣信箱模式。
16:9和4:3畫幅所帶來的取景問題，攝像師如能認識到4:3取景的範圍，便可以用16:9的高清攝像機拍攝，比較方便的生成完整的4:3的圖像。通常采用在攝像機的尋像器中加4:3的標識框來解決這個問題。此外，由於使用了16:9模式取景，在鏡頭處理上與常規的4:3模式也有較大的區別，水平方向視角的變大導致水平運動的物體在屏幕上停留的時間變長，考慮到人眼的視覺感受，可能要求攝像師加快攝像機鏡頭的搖攝速度，以加快鏡頭節奏。
七、電視電影畫面質量的調整技術
用高清攝像機，若想拍攝出電視電影的畫面效果，首先要清楚電影畫面的效果是什麽樣的。電影與電視相比，電影畫面的細節比較柔和自然，灰階的過渡比較平緩，因此層次比較豐富，在圖像高光部分，由於膠片的寬容度比電視的寬，因而保留了大量的高光部分的細節層次，而在低照度區域則壓縮幅度較大。顯得整個畫面比較灰暗。
通過以上對電影畫面效果與攝像機畫面的比較和分析，我們就可以利用攝像機的強大的畫面調整能力，去有目的營造電影畫面效果。
1、畫面影調與反差的調整
畫面影調與反差，可以通過伽瑪菜單的調整，使畫面的質量得到改善。調整黑電平、黑伽瑪、主伽瑪、拐點、斜率和白切割電平等項目的參數，為每個鏡頭的場景亮度關系定制出壹條最匹配的伽瑪曲線，使場景的亮度間距以最適合的比例壓縮或擴展到CCD全部可用的動態範圍之內。
適度的調整主黑電平，拍攝白天外景戲時設置在-10~-15左右，拍攝夜景戲或室內戲時，設置在0~4左右，當然，設置參數要根據劇情具體要求而定。再調整主黑伽瑪，適當降低壹些黑伽瑪電平，實現暗部區域的局部影調壓縮，增加暗部區域的表現力。這樣的設定可以保證暗部有足夠的密度。其次，調整主伽瑪電平到-20~-50之間，將中灰影調的過渡放得平緩，以豐富直線區域的色飽和度和層次。在選擇了合適的灰度過渡後，需要針對相應的色彩還原作調整，這項工作可以在矩陣菜單項(MATRIX)中完成。
對於高光部分，適當調整拐點的增加和斜率的減少，同時，依據畫面要求調整白切割電平，可以擴大影調的範圍，盡可能多地容納更多的高光細節和層次。
通過以上的調整，可以將畫面的影調調整到與電影效果極為相近的程度。尤其在畫面的暗部和灰部過渡部分，與電影畫面相差無幾。高光部分的差別還是比較明顯的，但是，如果在攝像機上使用電影鏡頭，效果會有明顯改善。至於景深的差異，可以通過加大相應檔位的光圈或使用相當的長焦距鏡頭來彌補。
2、輪廓清晰度的調整
由於CCD上的感光單元在水平方向和垂直向都是分離的，所以它在這兩個方向上都是以抽樣的方式傳送圖像信息的，這樣，在重現圖像時沿著水平和垂直方向的黑白突變處就變模糊了，同時因為高頻信號幅度下降而使圖像細節變模糊，這種現象也稱為孔闌失真。
孔闌失真的特點是只有高頻幅度降低，而沒有相位失真。因此，它必須用特殊電路進行校正，這種電路就是輪廓增強電路，通過提高圖像信號上升沿和下降沿的陡度，以增強圖像黑白突變處的對比度，甚至給圖像勾畫邊沿，實現改善圖像輪廓清晰度的目的。輪廓增強電路，能明顯的提高畫面中景物的輪廓清晰度。高清攝像機都設有輪廓清晰度(DETAIL)開關和菜單調整項。
在拍攝高清電視時，有的人為了畫面更柔和壹些，關閉攝像機上的輪廓清晰度開關，以達到接近膠片的畫面效果。我們覺得如果是拍攝帶人物的中近景，高清對於人的面部和服裝的溝邊現象很突出，容易給人以生硬的感覺，出現這種情況就要關掉輪廓清晰度開關。但對風光畫面就不壹定非得這樣做，因為高清的焦點本來就軟，再關掉輪廓清晰度開關，和膠片比起來畫面就會顯得更加模糊。必要的輪廓細節反差增強還是必要的。關鍵是如何把握好尺度，壹般使輪廓清晰度參數值控制在30~75之間，規律是這樣的，如果要拍全景或日景，會調高壹些。如果拍近景或夜景就要調低壹些。特別是低照度的時候，我們發現輪廓清晰度值提高的同時，把雜波也提高了，這壹點要特別註意。
對於高清攝像技術的運用，我們仍然處於嘗試和探索中。我們相信，隨著高清攝像技術的發展與成熟，電視攝像師將伴隨攝像技術的進步，與時俱進，在創作實踐中積累經驗，邁向技術與藝術的新境。