攝影攝像基礎(chǔ)教案

攝影攝像基礎(chǔ)教案

攝影攝像基礎(chǔ)教案第一章：攝影攝像基礎(chǔ)知識教學(xué)目的：了解攝影攝像的基礎(chǔ)知識，掌握攝影攝像的基本原理。教學(xué)重點(diǎn)：光圈、快門、感光度、曝光等基本概念。教學(xué)難點(diǎn)：曝光的控制和調(diào)節(jié)。一、光圈光圈是指鏡頭的光線通過的孔徑大小。光圈大小的變化會影響到照片的深度和清晰度。光圈大小的表示方法為f/數(shù)，f/數(shù)越小，光圈越大，進(jìn)光量越大，景深越淺。二、快門快門是指相機(jī)的快門速度，即每次快門打開的時(shí)間長短?？扉T速度的變化會影響到照片的清晰度和運(yùn)動的呈現(xiàn)效果?？扉T速度的單位為秒或分之一秒，快門速度越快，運(yùn)動的呈現(xiàn)效果越好，但照片的清晰度會受到影響。三、感光度感光度是指相機(jī)底片或傳感器對光線的敏感程度。感光度的變化會影響到照片的曝光量和噪點(diǎn)程度。感光度的單位為ISO，ISO值越高，相機(jī)的感光度越高，但噪點(diǎn)也會越明顯。四、曝光曝光是指相機(jī)光線照射到底片或傳感器上的時(shí)間長短。曝光的控制和調(diào)節(jié)是攝影攝像中最重要的基本技巧之一。正確的曝光能夠保證照片的清晰度和色彩還原度。曝光的控制和調(diào)節(jié)需要根據(jù)光圈、快門和感光度三個(gè)因素進(jìn)行綜合考慮。五、攝影攝像的基本原理攝影攝像的基本原理是利用光線的投射和記錄，將景物的影像記錄在底片或傳感器上，再通過放大或投影的方式展示出來。攝影攝像的基本原理包括光學(xué)原理、化學(xué)原理和電子原理等。通過研究攝影攝像的基礎(chǔ)知識和基本原理，可以更好地掌握攝影攝像的技巧和方法，提高攝影攝像的水平。2-1光和彩色的基本知識加色法與減色法的對比加色法和減色法是兩種產(chǎn)生彩色的方法。加色法是通過混合三原色（紅、綠、藍(lán)）來產(chǎn)生彩色，而減色法是通過混合三原色的互補(bǔ)色（青、品紅、黃）來產(chǎn)生彩色。加色法主要應(yīng)用于電視和計(jì)算機(jī)顯示器等領(lǐng)域，而減色法則主要應(yīng)用于印刷和繪畫等領(lǐng)域。人眼對彩色細(xì)節(jié)的分辨力人眼對彩色細(xì)節(jié)的分辨力遠(yuǎn)低于對亮度（黑白）細(xì)節(jié)的分辨力。例如，在白色背景上，可以分辨出黑色細(xì)節(jié)直徑為1毫米，但在相同條件下，在紅色背景下，綠色細(xì)節(jié)的直徑要增大到2.5毫米，而藍(lán)綠色則需要5毫米。此外，不同色調(diào)的彩色也會影響細(xì)節(jié)的分辨力?？稍斐蓪Ρ鹊纳室蛩厣{(diào)、飽和度和亮度是造成對比的三個(gè)主要色彩因素。色調(diào)是指顏色的種類，飽和度是指顏色的純度，亮度是指顏色的明暗程度。不同的組合可以產(chǎn)生不同的對比效果。色調(diào)造成對比不同的色調(diào)之間可以產(chǎn)生對比效果，例如紅色和綠色、黃色和紫色等。飽和度造成對比不同飽和度的顏色之間也可以產(chǎn)生對比效果，例如鮮艷的顏色和灰暗的顏色之間的對比效果更強(qiáng)烈。亮度造成對比不同亮度的顏色之間也可以產(chǎn)生對比效果，例如明亮的顏色和暗淡的顏色之間的對比效果更強(qiáng)烈。和諧在彩色設(shè)計(jì)中，要注意顏色的和諧性。顏色的和諧性可以通過選擇相鄰顏色、互補(bǔ)顏色或類似顏色來實(shí)現(xiàn)。2-2攝像機(jī)基本組成與工作原理攝像機(jī)的基本組成無論是小巧玲瓏的“掌中寶”攝錄一體機(jī)，還是碩大無比的演播室用攝像機(jī)，它們的工作原理都是相似的。攝像機(jī)主要由光學(xué)系統(tǒng)、光電轉(zhuǎn)換器件、視頻處理電路、調(diào)整與控制、尋像器和電源部分組成。攝錄一體機(jī)還包括信號記錄存儲、話筒等部分。攝像機(jī)的基本原理攝像機(jī)通過鏡頭選擇一定范圍的景致，并聚焦形成彩色光學(xué)圖像。分色棱鏡將彩色光像分解成紅、綠、藍(lán)三個(gè)單色光像。在三個(gè)單色光像的成像位置處，分別安置了三個(gè)光電轉(zhuǎn)換器件（CCD），它們將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)化成電信號，稱為視頻信號。這個(gè)視頻信號能被電視機(jī)轉(zhuǎn)化成人眼可以看到的屏幕光像。隨著技術(shù)的發(fā)展，攝像機(jī)向小型輕量、數(shù)字化、智能化方面發(fā)展，操作調(diào)整也愈來愈簡單快捷。CCD的性能指標(biāo)是決定攝像機(jī)質(zhì)量最重要、最直接的因素。無論是“優(yōu)良的畫面”還是“不夠好的畫面”，都可以在CCD中找到最主要的答案。攝像機(jī)的基本組成包括光學(xué)系統(tǒng)、光電轉(zhuǎn)換器件、視頻處理電路、調(diào)整與控制、尋像器和電源部分。攝錄一體機(jī)還有信號記錄存儲部分和話筒。視頻信號是由CCD轉(zhuǎn)換出來的電信號，需要經(jīng)過視頻信號處理電路的放大校正加工，才能形成符合一定標(biāo)準(zhǔn)的視頻（圖像）信號輸出。調(diào)整與控制也是攝像機(jī)狀態(tài)調(diào)整和功能控制的重要組成部分。模擬視頻信號有不同的分類和接口，包括三基色信號、分量信號、亮色分離信號、復(fù)合信號和高（射）頻信號。不同的接口適用于不同的場合和設(shè)備。ColorXXX:Hue。n。andBrightnessYUV:ncomponentsignalconsistingofXXX.Appendix2:XXXDiagramAppendix3:ColornStandardsChapter4:CameraXXXXXX:UnderstandcameraXXXXXX:nofcameralensesTeachingDifficulties:XXXXXXconvenience。XXXbasicparametersandcharacteristicsofzoomlenses。XXX。aperture。focus。anddepthoffield。arethesameasthoseoffixed-focuslenses。sotheywillnotbeXXX.I。ImagingSizeImagingsizereferstothesizeoftheopticalimageformedontheCCDchip。whichisrelatedtothesizeoftheCCDchipused.CCDdiagonalimagingsize(width×height)XXXreferencemodel2/3〞11.0mm8.8×6.6mm9～143mmAJ-D910WAE1/2〞8.2mm6.6×4.8mm8.5～102mmAJ-D700E1/3〞5.9mm4.7×3.5mm5.1～51mmDCR-PC330E1/3.6〞5.0mm4.0×3.0mm4.5～45mmDCR-TRV75E1/4〞4.5mm3.6×2.7mm4.2～42mmDCR-PC115E1/4.7〞3.8mm3.0×2.3mm3.6～43mmDCR-HC1000E1/53.6mm2.9×2.2mm3.2～32mmDCR-VD210E1/63.0mm2.4×1.8mm2.3～23mmDCR-DVD91EII。FieldofViewOncetheimagingsizeisdetermined。thelenshasafixedfieldofview。Themaximumangleofheightorwidthofthefieldofviewiscalledthefieldofviewangle。Therearetwotypesoffieldofviewangles:verticalandhorizontal。IftheimagingheightisH。XXX"standardlens"Generally。XXXoftheimagingsurfacecapturesimagesthatareclosertotheperspectiveofhumann。withahorizontalfieldofviewofapproximately45XXXarecalled"standardlenses."ItisextremelyimportantforcameramentoknowtheimagingsizeoftheCCDusedinthecamera。sothattheycandeterminetheXXXcorrespondingtostandard。wide-angle。andtelephotolenses。Thefieldofviewangleallowsustoaccuratelycalculatethesizeofthefieldofview.Fieldofviewangle。XXX。andimagingsize.視場角、焦距和成像尺寸之間有很大的關(guān)系。從表格數(shù)據(jù)可以清楚地看出，焦距相同的鏡頭，用在成像尺寸不同的攝像器件上，其視場角會有很大的差別。一般來說，由于攝像器件成像尺寸較小，裝在攝像機(jī)上的變焦鏡頭的廣角明顯不足，而長焦則略顯富裕（相對于常用的135mm照相機(jī)鏡頭而言）。倍率鏡也稱為擴(kuò)展鏡或放大鏡。加入倍率鏡后，原鏡頭的焦距可以擴(kuò)展若干倍。例如，加入2倍（×2）的倍率鏡，原鏡頭焦距為9-143mm，則變?yōu)?8-286mm。需要注意的是，加入倍率鏡后，到達(dá)成像面上的光通量會減少。加入×2的倍率鏡后，光通量是未加時(shí)的1/4，光圈要增大2檔。鏡頭的最后一個(gè)透鏡表面到成像面之間的距離稱為后焦（截）距。在此之間放置色棱鏡。后焦距調(diào)整好后，不要輕易變動，否則聚焦不清晰（現(xiàn)象為：長焦端清晰，拉開后短焦端模糊）。為了拍攝出影調(diào)適當(dāng)、層次豐富的畫面，需要掌握好曝光。被攝主體的亮度范圍是指被攝主體最亮處的亮度值與最暗處的亮度值的差值范圍。目前，彩色電視系統(tǒng)能反映景物的亮度范圍一般為一比幾十，大約為5至6個(gè)亮度等級（1：32至1：64）。不同的景物有不同的亮度范圍。例如，在畫面中有太陽的風(fēng)景中，亮度范圍為1：2，000，000，而在晦暗的室內(nèi)拍攝窗外的風(fēng)景中，亮度范圍為1：100，000.根據(jù)不同的情況，需要進(jìn)行曝光控制。了解攝像拍攝的光線需要是本章的教學(xué)目的。被攝主體的亮度范圍是本節(jié)的教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)。瞬時(shí)光圈通常用于拍攝主體處于逆光情況下，圖像明暗反差很大的場合。當(dāng)手動光圈拍攝時(shí)，突然拍攝到亮度差別較大的景物，需要立即調(diào)節(jié)光圈時(shí)，也可以使用瞬時(shí)光圈。此外，瞬時(shí)光圈還可用作測光表。需要注意的是，自動光圈和瞬時(shí)光圈是攝像機(jī)中方便曝光的兩項(xiàng)功能。電子快門可以提高物體動態(tài)清晰度，改善快速運(yùn)動物體的圖像清晰程度，減輕圖像模糊程度。同時(shí)，電子快門和光圈的配合使用，可以對曝光量進(jìn)行控制，影響景深。在沒有電子快門作用時(shí)，光像轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮拥臅r(shí)間為常設(shè)的1/50秒，這時(shí)運(yùn)動物體的光像在CCD感光面上的位移，會造成圖像的模糊。而使用電子快門時(shí)，采樣時(shí)間可大為縮短（可根據(jù)運(yùn)動物體速度選擇電子快門速度），產(chǎn)生圖像模糊的信息也隨之減少，運(yùn)動物體的輪廓就會清晰起來。使用電子快門時(shí)，采樣時(shí)間變短，等效于降低了攝像機(jī)的靈敏度，視頻信號的電平也會隨之降低。為了保證視頻信號的幅度，必須開大光圈，電子快門速度每提高一檔，光圈也要提高一檔。動態(tài)對比度控制電路（DCC）可以增加攝像機(jī)的動態(tài)范圍，專業(yè)攝像機(jī)一般都裝有該電路。使用該電路時(shí)，攝像機(jī)可根據(jù)輸入信號電平自動調(diào)整白壓縮的起點(diǎn)（也稱拐點(diǎn)）。當(dāng)景物亮度范圍超過數(shù)十時(shí)，拐點(diǎn)降到85%，使重現(xiàn)圖像的高亮度區(qū)仍有一定的灰度層次，雖然有些失真，但不至于是什么層次都沒有的慘白一片。DCC電路的使用，可將被攝景物的亮度（動態(tài)）范圍擴(kuò)大到逼近電影膠片的對比度范圍——600%。增益控制可以調(diào)節(jié)攝像機(jī)的靈敏度，提高圖像的亮度。但是，增益控制也會增加視頻信號的噪聲，因此需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，避免過度增益導(dǎo)致圖像質(zhì)量下降。3.白平衡的調(diào)整方法是將攝像機(jī)的鏡頭對準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)白色，并使其充滿視場。按下白平衡調(diào)整按鈕，如果色溫轉(zhuǎn)換片使用恰當(dāng)，幾秒鐘后攝像機(jī)會自動顯示裝置（信號燈、微機(jī)字符顯示等）會顯示白平衡已調(diào)整好。如果沒有調(diào)整好，需要更換色溫轉(zhuǎn)換片再進(jìn)行調(diào)整。4.白平衡調(diào)整的實(shí)質(zhì)是根據(jù)光源的色溫不同（光譜成分能量的不同），改變攝像機(jī)視頻處理電路中紅、綠、藍(lán)三個(gè)通道對信號增益量的大小，使得輸出的三基色信號電壓幅度相等，從而達(dá)到白平衡。5.掌握了XXX調(diào)整的實(shí)質(zhì)后，攝像師就能夠根據(jù)藝術(shù)需要，人為地控制和改變被攝景物的色彩。例如，可以使畫面的影調(diào)比正常情況偏紅或偏藍(lán)。具體做法是，在調(diào)整白平衡時(shí)使用帶有該顏色補(bǔ)色的白板，例如，如果想使畫面偏紅，就需要使用白板偏紅色的補(bǔ)色——青色。由于青色中含有綠色和藍(lán)色，因此在調(diào)整白平衡時(shí)，綠色和藍(lán)色通道的增益量必須小于紅色通道的增益量，也就是說紅色通道增益量大于綠色和藍(lán)色通道的增量。使用這種工作狀態(tài)下的攝像機(jī)拍攝出的畫面，自然就會偏紅。6.如果要拍攝偏黃的畫面，可以使用偏藍(lán)的白板調(diào)整白平衡，方法和偏紅的相似。7.在混合光源下，為了控制色彩，可以盡量統(tǒng)一光源色溫，例如，在低色溫的光源前加藍(lán)色透明紙。同時(shí)，以強(qiáng)光的色溫來調(diào)整白平衡。如果畫面中有人物，一定要以人的膚色還原為準(zhǔn)，白板可放置人臉附近調(diào)整白平衡，在光源色溫不一致時(shí)更要如此。8.黑平衡是指攝像機(jī)在拍攝黑色物體或蓋上鏡頭蓋時(shí)，輸出的三個(gè)基色信號電壓幅度應(yīng)相等，此時(shí)顯象管熒光屏上能重現(xiàn)純黑色。只有達(dá)到黑平衡后，攝像機(jī)才能正確重現(xiàn)被攝景物的色彩和確定視頻信號的電平。調(diào)整黑平衡的方法是將攝像機(jī)的鏡頭蓋蓋上，按下自動黑平衡的按鈕，幾秒鐘后，顯示裝置會顯示黑平衡已調(diào)整好。需要注意的是，調(diào)整黑白平衡的次序以最后一次調(diào)整白平衡為準(zhǔn)，有時(shí)黑白平衡需要反復(fù)調(diào)整。作為一名攝像師，了解攝像機(jī)的主要電子特性是非常必要的。這些知識可以幫助你獲得曝光準(zhǔn)確、色彩鮮艷的畫面，并且可以解釋為什么有時(shí)畫面會出現(xiàn)粗糙的顆粒狀，給你帶來困惑。所有不成功的拍攝都有原因，我們應(yīng)該盡量避免。1.分辨率和電視線攝像機(jī)能夠分解圖像細(xì)節(jié)的能力稱為分辨率，也稱為清晰度。衡量標(biāo)準(zhǔn)是在攝像機(jī)拍攝一個(gè)黑白相間垂直條紋的測試卡時(shí)，在電視畫面的中心部位，人眼能夠分辨出的水平方向上的黑白線數(shù)。攝像機(jī)的分辨率一般用電視線（TVLine）表示。如果有N條黑白相間垂直條紋落在像寬W的范圍內(nèi)，那么在水平方向上等于像高H的寬度內(nèi)的線數(shù)就是：NH/W。電視系統(tǒng)中，將這樣經(jīng)過折算后的線定義為電視線，簡稱線。2.信噪比（S/N）信噪比是指有用的圖像信號與夾雜在其中的無用的干擾信號的比值。這個(gè)數(shù)值越大，說明其拍攝出的畫面，干擾愈小，也就是業(yè)內(nèi)人士常說的，畫面“干凈”、“透徹”。這種感覺初學(xué)者要通過仔細(xì)觀察來體會了。信噪比用dB（對數(shù)）表示。即得到比值后再取對數(shù)。DV數(shù)碼攝像機(jī)可輕松達(dá)到60dB,有些機(jī)型已達(dá)62dB。3.靈敏度攝像機(jī)需要光線才能進(jìn)行拍攝，但需要多強(qiáng)的光線才能拍攝出“良好”的畫面，卻不易確定。對攝像機(jī)靈敏度的描述，常用兩種方式：其一，用在良好的照明條件下（工程上常用在2000勒克斯照明下）攝像機(jī)上的光學(xué)鏡頭其光圈數(shù)為多少來衡量它的靈敏度。顯然F值為8的攝像機(jī)的靈敏度要高于F值為5.6的攝像機(jī)。攝像機(jī)的靈敏度受鏡頭質(zhì)量、CCD像素?cái)?shù)目的多少、視頻帶寬等因素影響。一般3片式1/2英寸CCD攝像機(jī)為800線左右，2/3英寸CCD攝像機(jī)為880線左右。DV攝像機(jī)的清晰度有兩種：攝像機(jī)水平清晰度和記錄水平清晰度。記錄水平清晰度指記錄在DV錄像帶重放時(shí)能夠達(dá)到的指標(biāo)，一般為500線以上，目前廠商標(biāo)注的最大值為540線。一般攝像機(jī)的水平分辨率要高于錄像機(jī)的水平清晰度。2-7攝像機(jī)的電子特性之二，當(dāng)在微光情況下拍攝，例如只有幾個(gè)XXX的照明時(shí)，攝像機(jī)鏡頭的光圈一般開到最大。此時(shí)，觀察拍攝出來的電視畫面的質(zhì)量是很重要的，盡管在低照度情況下，判斷的依據(jù)更多的是主觀感覺。有些攝像機(jī)號稱可以在低至幾個(gè)XXX的微光下進(jìn)行拍攝，但是拍攝出來的畫面大多為輪廓不清、信噪比很低、基本無色彩的“不良畫面”。自動聚焦（AF-AutoFocus）是攝像機(jī)的一個(gè)重要特性。當(dāng)攝像機(jī)對準(zhǔn)拍攝物體時(shí)，鏡頭能自動把焦距調(diào)在焦點(diǎn)上，這就是自動聚焦。目前，攝像機(jī)鏡頭的自動聚焦方式很多，大致可分為有源方式聚焦和無源方式聚焦。家用攝像機(jī)通常采用有源聚焦方式。這種方式的原理是當(dāng)鏡頭對準(zhǔn)目標(biāo)時(shí)，攝像機(jī)鏡頭內(nèi)下方的發(fā)射器會發(fā)出紅外線或超聲波。這些信號經(jīng)被攝物體反射回來，由攝像機(jī)紅外線傳感器或超聲波傳感器接收下來，測定出距離，根據(jù)測定的距離驅(qū)動攝像機(jī)聚焦裝置聚實(shí)焦點(diǎn)。其優(yōu)點(diǎn)是不受光線條件影響，能在完全黑暗的情況下工作。缺點(diǎn)是不能透過玻璃進(jìn)行工作，對吸收紅外線或超聲波的物體、遠(yuǎn)距離的物體等不能正常工作。專業(yè)攝像機(jī)多采用無源聚焦方式。常見的有XXX（Canon）研制開發(fā)的“固態(tài)三角測量”聚焦系統(tǒng)SST（XXX），XXX（JVC）研制開發(fā)的“圖像傳感方式”聚焦系統(tǒng)TCL等。無源聚焦方式有遠(yuǎn)距離聚焦準(zhǔn)確，對焦沒有視差等優(yōu)點(diǎn)，不足之處就是當(dāng)光線太暗和被攝物體反差小時(shí)不能正常工作。攝像機(jī)自動聚焦裝置的檢測視角一般只有幾度。當(dāng)鏡頭處于長焦端時(shí)，畫面大部分進(jìn)入自動聚焦控制范圍，聚焦效果良好。而鏡頭處于短焦時(shí)，只有畫面中央很小范圍是自動焦點(diǎn)的檢測范圍。這一小范圍內(nèi)的物體的焦點(diǎn)能夠自動聚實(shí)，如果被攝物體不在畫面中央這一范圍內(nèi)，自動聚焦就會出現(xiàn)偏差。另外，自動聚焦系統(tǒng)受光線、亮度、被攝物等條件的影響很大，在一些特殊情況下會出現(xiàn)聚焦偏差。在這些場合最好還是使用手動聚焦，效果比較好。不適合采用自動聚焦拍攝的景物包括遠(yuǎn)離畫面中心的景物，無法獲得正確的對焦。這是由于自動聚焦系統(tǒng)是以圖像中心為準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)節(jié)的。2）當(dāng)被拍攝物體的一端離攝像機(jī)很近，而另一端離得很遠(yuǎn)時(shí)，攝像機(jī)無法聚焦于同時(shí)位于前景和背景的物體，超出景深范圍的物體將會模糊不清。3）在拍攝位于骯臟、布滿灰塵或水滴的玻璃后面的物體時(shí)，由于鏡頭只會聚焦于玻璃而不會聚焦于玻璃后面的物體，因此需要貼緊玻璃進(jìn)行拍攝。4）當(dāng)拍攝主體在欄柵、網(wǎng)、成排的樹或柱子后時(shí)，自動對焦很難奏效。5）在很暗的環(huán)境中，由于進(jìn)入鏡頭的光線很弱，無源聚