【正文】 學(xué)習(xí)目標(biāo)： 了解電視攝像機(jī)的發(fā)展歷史及分類方法 了解電視攝像機(jī)的基本工作原理 了解 (CCD)攝像器件的工作原理 了解攝像機(jī)的主要性能指標(biāo)及其含義 數(shù)字影像攝制技術(shù) —— 彩色電視攝像機(jī) 基本內(nèi)容： 一 、 彩色攝像機(jī)的發(fā)展 二 、 彩色攝像機(jī)的分類 三 、 彩色攝像機(jī)的基本組成 四 、 攝像機(jī)的主要性能指標(biāo) 五 、 攝像機(jī)的主要附件 彩色電視攝像機(jī) *彩色攝像機(jī)發(fā)展至今 ， 大致經(jīng)歷了 4個(gè)重要時(shí)期 一、 彩色攝像機(jī)的發(fā)展 年代 機(jī)器形式 20世紀(jì) 30年代到 60年代初 電子管 20世紀(jì) 60年代初到 70年代末 晶體管和集成電路 20世紀(jì) 80年代初到 80年代末 大規(guī)模集成電路 20世紀(jì) 90年代以后 數(shù)字化和 CCD *彩色攝像機(jī)種類繁多 ，用途廣泛 ，可從多個(gè)側(cè)面對其分類 ，如右表所示： 二、 彩色攝像機(jī) 的分類 按攝像器件的類型分類 真空管 (已淘汰 ) 固體 (CCD、 CMOS) 按用途分類 廣播 專業(yè) 家庭 特殊 按攝像器件的數(shù)目分類 三片 (廣播、專業(yè) ) 單片 (非 專業(yè)、家庭 ) 按攝像器件的尺寸分類 有多種尺寸 (2/ 1/ 1/1/4英寸等等 ) 按功能分類 普通 (指攝像 ) 攝錄一體 按使用場所分類 臺(tái)式 (座機(jī)、演播室用 ) 便攜式 (攝錄一體 ) 按清晰度分類 標(biāo)準(zhǔn)清晰度 高清晰度 按存儲(chǔ)介質(zhì)分類 磁帶、光盤 硬盤、存儲(chǔ)卡 廣播級(jí)攝像機(jī) 專業(yè)級(jí)攝像機(jī) 家用級(jí)攝像機(jī) 演播室攝像機(jī) 高清晰度攝像機(jī) 索尼 HVRA1C手持式高清攝錄一體機(jī) 光盤攝像機(jī) 索尼 PDWF330高清光盤攝錄一體機(jī) 專業(yè)光盤攝錄像機(jī)標(biāo)志及專業(yè)光盤外觀 存儲(chǔ)卡攝像機(jī) 松下 P2卡攝錄一體機(jī) 8GB P2卡 存儲(chǔ)卡攝像機(jī) 松下 P2卡攝錄一體機(jī) “掌中寶”插卡攝錄一體機(jī) 主要內(nèi)容： 彩色攝像機(jī)的基本工作原理 光學(xué)系統(tǒng) 攝像器件 視頻處理 編碼器 同步信號(hào)發(fā)生器 三、 彩色攝像機(jī)的基本組成 *利用 三基色原理 ， 通過光學(xué)系統(tǒng) ，將景物的彩色光像分解為 3幅單色光 ，然后由攝像器件完成光電轉(zhuǎn)換 ， 并經(jīng)過視頻通道進(jìn)行校正 、 處理 、 編碼后形成所需的分量信號(hào) 、 復(fù)合信號(hào)等 。 彩色攝像機(jī)的基本工作原理 彩色和光 人眼的視覺特性 彩色三要素和三基色原理 附錄： 三基色原理 ⑴ 可見光的特性 ① 電磁波波譜及可見光光譜 *可見光是波長范圍在 380nm~780nm之間的電磁波。 彩色和光 *可見光是波長范圍在 380nm~780nm之間的電磁波。 宇宙射線 無線電波 紅外線 紫外線 X射線 103 1010 1020 1025 1015 可見光譜 f/Hz *可見光的波長范圍只占整個(gè)電磁波波譜中極小的一部分。 ⑴ 可見光的特性 ② 可見光的特性 (電視角度 ) *不同波長的光呈現(xiàn)的顏色不同。只含有單一波長的光稱為單色光，它 呈現(xiàn)的色調(diào)稱為譜色；復(fù)合光呈現(xiàn)的混色稱為非譜色。 彩色和光 ⑵ 光源與物體的顏色 *物體呈現(xiàn)的顏色，不僅取決于物體本身反射或透射某種光譜的屬性，同時(shí)也取決于光源的特性。 *當(dāng)白色光照射不發(fā)光、不透明的物體時(shí)，一部分光波被吸收，一部分光波被反射或透射，由于反射光或透射光的光譜與入射光不同，因此物體呈現(xiàn)出一定的顏色。 (例如太陽光照在綠葉上，日光中其余波譜成分全部被吸只反射綠色光，因而綠葉呈綠色。當(dāng)太陽光照射紅色濾色片時(shí)，由于濾色片吸收其它色譜而只能讓紅色通過，因此紅色濾色片呈紅色。 ) *照射光源不同，同一物體會(huì)使人眼感受到不同顏色，即物體所呈現(xiàn)的彩色與光源有關(guān)。 彩色和光 ⑴ 人眼的彩色感覺 *人眼視網(wǎng)膜里存在大量形狀分為桿狀和錐狀兩類的光敏細(xì)胞。 ① 桿狀細(xì)胞 *約一億三千萬個(gè)，感光靈敏度較高，感色靈敏度差。 ② 錐狀細(xì)胞 *約七百萬個(gè)，具有辨色能力，感光靈敏度較低；它們又分為紅敏 ﹑ 綠敏 ﹑ 藍(lán) 敏細(xì)胞。 人眼的視覺特性 ⑵ 人眼的亮度感覺 人眼的視覺特性 ⑶ 相對視敏曲線 綠 紅 亮度曲線 藍(lán) (20倍 ) 人眼相對靈敏度 (%) 100 80 60 40 20 650 700 600 500 400 750 人眼三種錐狀細(xì)胞的光譜響應(yīng)特性 人眼的亮度感覺 λ/nm 人眼的光譜響應(yīng)特性 700 600 500青 400 綠 明視覺 暗視覺 λ/nm 相對視敏度 相對視敏曲線 ⑷ 人眼的視覺特性 *人眼對黑白細(xì)節(jié)的分辨能力遠(yuǎn)大于對彩色細(xì)節(jié)的分辨力 ,同樣條件下的發(fā)光點(diǎn) ,若是黑白兩點(diǎn)可能分得很清楚 ,而換成兩個(gè)彩色點(diǎn) ,可能早就分不清顏色了。 *人眼對單色光的分辨率又大于對混合色的分辨率。對不同的單色 ,人眼的分辨力也不同。 *人眼對亮度細(xì)節(jié)的分辨能力 (視力 )的極限值為 ′ ，而對彩色細(xì)節(jié)分辨力極限值為610′ 。 眼睛對太小的物體是色盲 。 人眼的視覺特性 ⑴ 彩色三要素 *亮度 、 色調(diào) 和 色飽和度 稱為彩色三要素，由這三個(gè)參量可以確切地表示任何一種彩色光。 ① 亮度： 表示彩色光引起人眼視覺的明亮程度，它和彩色光的光強(qiáng)度成正比。 ② 色調(diào)： 表示彩色的種類，它由彩色光的主色光的波長決定。 ③ 色飽和度： 指彩色的純度 (濃度 )，即參入白光的程度。它的高低和彩色的亮度有關(guān)，對于同一色調(diào)的彩色光，色飽和度越高則顏色越深或者說越純。它是一個(gè)相對參量。 *色調(diào) 和 色飽和度 合稱為 色度 。它即表示了彩色的種類，又表示了彩色的濃淡。 彩色三要素和三基色原理 ⑵ 三基色 *三基色 ： 自然界中的各種顏色幾乎都可以由三種基色光按不同的比例混合得到。反之，任意一種彩色都可以分解為三基色。在彩色電視技術(shù)中，用 紅 (R)、 綠 (G)、 藍(lán) (B)三種單色光進(jìn)行不同比例的混合，可以呈現(xiàn)出幾乎所有的自然色彩。因此， 紅 、 綠 、 藍(lán) 三色稱為三基色。 *三基色原理的主要內(nèi)容： ① 三種基色是相互獨(dú)立的，即其中任一種不能由另外兩種合成得到。 ② 自然界中幾乎所有的色彩都可以用三基色按一定比例混合出來 。反之 。任何色彩都可以分解為強(qiáng)度不同的三基色。 ③ 混合色的亮度等于參與混合的基色亮度之和。 ④ 混合色的色調(diào)和飽和度 (即色度 )由三基色的比例確定。 彩色三要素和三基色原理 ⑶ 混色方法 *利用三基色按不同比例混合來獲得彩色的方法叫混色法。彩色電視采用的是相加混色法。 彩色三要素和三基色原理 綠 59% 藍(lán) 11% 紅 30% 白 100% 41% 紫 89% 黃 70% 青 相加混色圓及各色亮度 藍(lán) 藍(lán) 綠 綠 紅 白 紫 黃 青 紫 藍(lán) 紫 紅 青 綠 黃 綠 橙 相加混色的色度三角形 三片 CCD攝像機(jī)的組成方框圖 彩色攝像機(jī)的基本工作原理 *攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)由變焦距鏡頭 、 分色棱鏡和各種濾色片等組成 。 *變焦距鏡頭的作用是將所攝取的景物成像于攝像器件上 。 *分色棱鏡的作用是將景物的入射光分解成紅 (R)、 綠 (G)、 藍(lán) (B)3幅單色圖像 ， 分別傳送到 R、 G、 B的三個(gè) CCD感光面上 。 *濾色片的作用是使進(jìn)入各攝像器件的彩色光的強(qiáng)度及光譜特性符合電視系統(tǒng)的要求 。 光學(xué)系統(tǒng) (1)變焦距鏡頭 *鏡頭一般由若干片透鏡組裝而成 ， 其作用是使景物成像在攝像器件上 。 *變焦距鏡頭是能在一定范圍內(nèi)改變焦距的鏡頭 。