摄像技术(摄像机结构简介)
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摄影摄像技术完整全套教学课件摄影摄像技术作为一门艺术与技术相结合的学科,涵盖了从基础知识到高级技巧的广泛内容。
本教学课件旨在为学习者提供系统、全面且易于理解的摄影摄像知识体系,帮助他们逐步掌握这一领域的核心技能。
一、摄影摄像基础知识(一)摄影摄像的定义与区别摄影是通过相机捕捉瞬间的静态画面,强调构图、光线和色彩的瞬间定格;而摄像则是连续记录动态影像,注重画面的连贯性和叙事性。
(二)相机与摄像机的基本构造1、镜头:介绍不同类型的镜头,如广角、标准、长焦等,以及它们对画面的影响。
2、感光元件:解释感光元件的作用和常见类型,如 CCD 和CMOS。
3、快门:阐述快门速度对曝光和动态效果的控制。
(三)拍摄模式与参数设置1、自动模式与手动模式的区别和适用场景。
2、光圈、快门速度、感光度(ISO)的相互关系及调整方法。
二、构图与取景(一)常见的构图法则1、三分法构图:将画面分为九宫格,把主体放在交叉点或线上。
2、对称构图:使画面具有平衡和稳定感。
3、引导线构图:利用线条引导观众的视线到主体上。
(二)取景的技巧1、选择合适的拍摄角度,包括俯拍、仰拍和平拍。
2、考虑前景、中景和背景的搭配,营造层次感。
三、光线与色彩(一)光线的类型1、自然光:如阳光、月光,了解不同时间段光线的特点。
2、人工光:如闪光灯、灯光设备,掌握其使用方法。
(二)光线的方向1、顺光:使主体清晰明亮,但可能缺乏立体感。
2、逆光:营造出轮廓光和神秘氛围。
3、侧光:增强物体的立体感和质感。
(三)色彩的原理与运用1、色彩的三要素:色相、饱和度、明度。
2、色彩搭配的原则,如对比色、互补色的运用。
四、拍摄技巧与实践(一)静态摄影技巧1、风景摄影:如何拍摄壮丽的自然风光。
2、人像摄影:捕捉人物的表情和情感。
3、微距摄影:展现微小物体的细节之美。
(二)动态摄像技巧1、稳定器的使用:保持画面平稳。
2、镜头运动:推、拉、摇、移、跟等的运用。
3、拍摄脚本的撰写:为有计划的拍摄提供指导。
网络摄像机(IPC)技术IPC,全称IP Camera,即网络摄像机,是真正的IP监控设备,它与网络录像机或媒体服务器配合工作,构成完整的网络视频监控系统,共同完成视频的编码、传输、存储及转发功能。
第七部分网络摄像机(IPC)技术⏹关键词☐IPC产品介绍☐IPC的组成及工作原理☐IPC数据的网络传输☐IPC的亮点功能☐IPC的选型要点☐IPC的应用设计IPC产品介绍⏹IPC的定义☐网络摄像机,也叫IP摄像机,即IP Camera,简称IPC。
☐近几年得益于网络带宽、芯片技术、算法技术、存储技术的进步,得到大力发展;☐IP C,重点在“IP”,最重要的特点是摄像机支持网络协议。
IPC产品介绍⏹IPC的定义☐从功能讲,可以看成是“模拟摄像机+视频编码器”;⏹模拟摄像机:光电转换⏹视频编码器:视频编码&网络传输☐从图像质量讲,高于“模拟摄像机+视频编码器”⏹模拟摄像机+视频编码器:像素40万⏹IPC:可达百万IPC产品介绍⏹IPC的定义☐IPC是新一代网络视频监控系统中的核心硬件设备,通常采用嵌入式架构,集成了视频音频采集、信号处理、编码压缩、智能分析、缓冲存储及网络传输等多种功能;☐IPC本身可以看作是镜头、摄像机、视频采集卡、计算机、操作系统、软件、网卡等多元素的集合体。
注意:IPC与我们常见的电脑摄像头不同。
IPC产品介绍⏹IPC的定义☐IPC在网络视频监控系统中的角色如图示:IPC产品介绍⏹IPC的主要功能☐(1/8)视/音频编码⏹采集并编码压缩视/音频信号。
☐(2/8)网络功能⏹编码压缩的视音频信号通过网络进行传输。
IPC产品介绍⏹IPC的主要功能☐(3/8)缓存功能⏹把压缩的视音频数据临时存储在本地的存储介质中。
☐(4/8)报警输入输出⏹能接受、处理报警输入/出信号,即具备报警联动功能。
☐(5/8)移动检测报警⏹检测场景内的移动并产生报警。
IPC产品介绍⏹IPC的主要功能☐(6/8)视频分析⏹自动对视频场景进行分析,比对预设原则并触发报警。
标准光源与摄影光源一、标准光源 根据色度学的研究结果,人眼的彩色感觉是由照明光 源、物体的属性以及人眼的视觉特性三者共同决定的。
因 此,同一物体在不同的照明光源下,其所呈现的彩色一般来 说是不同的。
但太阳光的色温变化所引起的景物的颜色变化 人眼并不敏感,并始终将这些景物的颜色认定为在白昼平均 照明下所呈现的颜色。
对于彩色电视系统来说,只有精确地模拟出人眼的上述 视觉特性,才能确保彩色的正确重现。
第五章 摄像机的原理、组成、使用及摄影语言 第一节 摄像机的原理、组成、使用目前的彩色电视系统普遍选用光谱分布比较接近“白 昼平均照明”,相关色温为6500K的D65光源作为彩色电视 系统的标准光源。
彩色电视系统选择标准光源的意义在于:使接收端重 现景物的色度与远景物在标准光源下的色度保持一致,以 实现色度学上中的彩色重现。
二、摄像光源 摄像机的光谱特性除与摄像镜头、分色棱镜、摄像管 等器件有关外,还与摄像光源有关; 目前生产的大多数摄像机是按演播室常用的色温为 3200K的光源设计的。
彩色摄像机与彩色电视接收机中设置白平衡调整的意义 三、摄像光源与标准光源的区别 1、标准光源规定了电视系统重现彩色的色度基准,该基准是 设计摄像机光谱特性和调整接收机白平衡的依据,因此,标准 光源必须在设计电视系统之前预先确定好; 2、摄像光源规定了摄像机使用环境的色温基准,该基准既是 设计摄像机光谱特性的依据,同时也是对摄像机使用环境光源 色温的要求; 3、一般来说,规定标准光源是电视系统实现正确的彩色重现 所要求的,而规定摄像光源仅仅是摄像机的生产者为了便于设 计摄像机的光谱特性所采取的技术措施。
彩色摄像机中的白平衡调整:指当拍摄白色物体时,通过 调整摄像机红、绿、蓝三路信号中二路放大器的增益,使三路 输出的三基色电压幅度相同。
当相同幅度的三基色信号传送到 接收端后,可在已调整白平衡接收机的彩色显像管上重现基准 白。
IPC核心技术谈及IPC的核心技术,还是需要从其软硬件构成谈起。
在硬件上,IPC主要是由光学器件、感光成像器件、IC芯片、电路板等构成;从软件上看,主要是包括视频编码压缩算法、视频分析算法及应用软件程序。
不同的公司采用不同的成像器件、芯片、开发不同的压缩算法,最终生产的IPC设备在性能表现上会有很大的差别。
(一)光学成像技术光学成像系统无论是在模拟摄像机还是在IPC系统中都是一个重要的环节,视频图像的质量与光学成像系统密切相关。
通常光学成像技术包括镜头技术及感光器件技术,一直以来,镜头技术以德国及日本的技术比较领先。
感光器件目前有CCD及CMOS两种,CCD感光器件目前占据对的市场份额。
CCD的主要优点是高解析、低噪音、高敏感、可大批量稳定生产等,日本公司的CCD 技术占全球主导地位。
CMOS急速自从20世纪80年代发明以来,初期主要用于低端、低品质市场,但随着CMOS技术的逐步成熟和完善,在高分辨率摄像头中,CMOS开始迅猛发展起来,CMOS技术目前是欧美公司的天下。
这两种传感器各有长短,甚至好多公司的IPC 产品线分别以CCD和CMOS传感器架构支撑,两条腿并行。
(二)视频编码算法视频编码算法不仅仅是DVS、DVR的核心技术,对于IPC一样是核心技术。
无论何种编码方式,其关键是“在有限的码流下实现高质量的图像,并具有良好地网络适应性”。
视频编码算法从早期的MJPEG,MPEG-4,发展到目前的H.264。
H.264因为具有良好地图形质量、编码效率及网络适应能力,是目前及未来一段时间编码算法的主流。
早期的IPC主要采用MJPEG算法,MJPEG编码方式比较简单,对芯片的处理能力要求不高。
采用帧内压缩方式,帧内间没有关系;图像质量好,适合于影像编辑。
但是由于不采用帧间预测技术,使得码流过高从而网络负荷较重,存储空间需求也比较大。
由于MJPEG 编码方式下对每帧图像独立压缩编码,因此,在部分地区可用来做法律证据。
网络摄像机机(IPC)技术网络摄像机,也叫IP摄像机,即IP Camera,简称IPC,近几年得益于网络带宽、芯片技术、算法技术、存储技术的进步而得到大力发展。
IPC的特点主要体现在“IP”上,即支持网络协议的摄像机,IPC可以看成是“模拟摄像机+视频编码器”的结合体,从图像质量指标讲,又可实现高于“模拟摄像机+视频编码器”能达到的效果。
IPC是新一代网络视频监控系统中的核心硬件设备,通常采用嵌入式架构,集成了视频音频采集、信号处理、编码压缩、智能分析、缓冲存储及网络传输等多种功能,再结合录像系统及管理平台,就可以构建成大规模、分布式的智能网络视频监控系统。
IPC应用示意图IPC的主要功能视频编码:采集并编码压缩视频信号音频功能:采集并编码压缩音频信号网络功能:编码压缩的视音频信号通过网络进行传输云台、镜头控制功能:通过网络控制云台、镜头的各种动作缓存功能:可以把压缩的视音频数据临时存储在本地的存储介质报警输入输出:能接受、处理报警输入/输出信号,即具备报警联动功能移动检测报警:检测场景内移动并产生报警视频分析:自动对视频场景进行分析,比对预设原则并触发报警视觉参数调节:饱和度、对比度、色度、亮度等视觉参数的调整编码参数调节:帧率、分辨率、码流等编码参数可以调整系统集成:可以与视频管理平台集成,实现大规模系统监控IPC的优势在模拟摄像机中,CCD传感器所产生的模拟信号首先经过模/数(A/D)转换器转换为数字信号,然后由摄像机内置的DSP芯片进行信号处理,如增益、降噪、背光补偿等处理。
经过DSP处理后的数字信号又经过数/模(D/A)转换重新转化为模拟信号,用于在同轴电缆上进行传输,然后传输至DVR或DVS后再次进行模/数(A/D)转换来完成编码压缩工作,这样多次模/数、数/模转换过程牺牲了大量图像质量。
IPC的常用术语分辨率图象分辨率是度量数码图像清晰程度的一种方法:分辨率越高,图像清晰程度就越高。
安防监控“摄像机”主要技术参数及性能- [1]摄像机的发展速度很快,从摄像管到CCD元件,以其构成的CCD摄像机具有体积小、重量轻、不受磁场影响、具有抗震动和撞击等特点,同时清晰度、照度、可靠性等指标大大提高而被广泛应用。
CCD是Charge Coupled Device(电荷耦合器件)的缩写,它是一种半导体成像器件,因而具有灵敏度高、抗强光、畸变小、体积小、寿命长、抗震动等优点。
被摄物体的图像经过镜头聚焦至CCD芯片上,CCD根据光的强弱积累相应比例的电荷,各个像素积累的电荷在视频时序的控制下,逐点外移,经滤波、放大处理后,形成视频信号输出。
视频信号连接到监视器或电视机的视频输入端便可以看到与原始图像相同的视频图像。
一、CCD摄像机的分类㈠按照成像色彩划分CCD摄像机按成像色彩划分为彩色摄像机和黑白摄像机两种。
除色度处理方面不同外,其它原理基本一致。
主要有光学系统、光电转换系统、信号处理系统组成。
其中光电转换系统是摄像机的核心。
自然图像通过光学镜头成像于摄像机的光靶面上,彩色摄像机的光学系统中使用相干分色棱镜或特殊条状滤色镜将光信号分成红、绿、蓝三色光信号,光电转换系统通过摄像管或CCD元件利用电视扫描方法把光图像信号转换成随时间变化的视频电信号,再经放大、处理、编码而成为全电视信号。
㈡按照分辨率划分按照分辨率划分为25万像素左右,对应彩色330线/黑白400线的低档型;25万至38万像素之间,对应彩色420线/黑白500线的中档型;38万像素以上,对应彩色大于或等于4 60线黑白570线以上的高档型。
㈢按照摄像机灵敏度划分按照灵敏度可分为最低照度1至3lux的普通型;0.1lux左右的月光型;0.01lux以下的星光型以及原则上可以为0Lux,采用红外光源成像的红外照明型。
㈣按照CCD靶面尺寸划分摄像机摄像器件(CCD)的尺寸分为1英寸、1/2英寸、1/3英寸、1/4英寸等。
其中以1 /3英寸和1/2英寸最为常见。
关于摄像机的组成一、摄像机的主要组成1、摄像机的种类有哪些电视摄像机是电视系弘中将景物光像变成电视图像信号的关键设备。
它所采用的摄像器伯可分为摄像管和固体摄像器件两类,它们都利用某一种光电效应,将景物的光像转换成电荷,构成相应的像素,在微小电容中暂时存贮。
摄像管是利用电子束对像素进行扫描,读取这些暂时存贮的电荷,形成电视图像信号。
固体摄像器件是利用电荷转移方式读取像素中的电荷。
摄像机的种类很多,分类方法也各异。
按记录VF、AF信号方式,可分为模拟和数字两类。
模拟摄像机发展已较成熟,但质量很难再提高,而且模拟视频处理设备的价格很昂贵。
近年来随着数字技术迅猛发展起来的数字摄像机,图像质量较高,易与计算机接口,数字处理灵活方便,性价比也明显优于模拟摄像机。
按摄像器件变可分为摄像管摄像机和固体器件摄像机。
采用这种图像传感器的摄像机具有图像质量好,可靠性高,体积小等特点。
除广播级摄像机外,家用摄像机也已普遍采用CCD 摄像器件。
按摄像器件数目分,采用摄像管的摄像机分别称为三管机或单管机,采用固体器件的摄像机分别称为三片(板)机或单(板)机。
三管(片)机是将摄像镜头的光像经分公系统分成红(R)、绿(G)、蓝(B)三路光像,再分别经3只摄像管(片)光电变换后处理成彩色电视信号。
而单管(片)机是在摄像器件前设置一个分色光栅,使输入的光信号先经分色光栅变成光学调制(分色)信号,光电变换后形成调制的电信号,再通过特殊电路进行分色处理,编码成彩色全电视信号。
还有许多分法,如按用途分,可分为广播级摄像机、专业级摄像机和家用级摄像机;按使用场合分,可分为演播室用摄像机、便携式摄像机和两用摄像机;按照度分,可分为普通摄像机(最低为10Lx)、低照度摄像机(最低为0.1-0.5Lx)和微光摄像机(最低10-4Lx);按光谱范围分,可分为可见光摄像机(波长380-780mm)、红外摄像机(波长>780mm)、X射线摄像机和紫外线摄像机(波长<380mm);按记录媒体分,可分为磁带、硬盘(磁盘)、光盘摄像机;按分辨率分,可分为一般分辨型(<38万像素)、高分辨型(>38万像素)摄像机;按功能分,可分为机板型、针孔型、鱼眼型、网络型(电脑摄像头)几种摄像机;按CCD靶面大小分,可分为1"、2/3"、1/2"、1/3"、1/4"、1/5"(现在开发)摄像机;按同步方式分,可分为外同步、内同步、功率同步、外VD同步(电源垂直同步)摄像机;按使用电源分,可分为交流220V、110V、24V摄像机和直流12V、9V微型摄像机等。
相机摄像知识点归纳总结相机摄像是指利用光学和电子设备来捕捉和记录图像的过程。
相机摄像技术一直在不断发展,现在已经涵盖了从数码相机到摄像机的各种设备,涉及到从摄影到电影等各种内容的拍摄。
在这篇文章中,我们将归纳总结一些相机摄像的基本知识点,包括相机的构造、拍摄原理、摄像技巧等内容。
1. 相机的构造相机的构造包括镜头、快门、光圈、曝光计、取景器等部分。
镜头是相机的核心部件,通过不同的焦距和光圈大小来调节景深和光线的进入。
快门是控制光线进入感光材料时间的装置,确定曝光时间。
光圈则是控制进入镜头的光线量的设备,通过调节大小来控制曝光。
曝光计是用来测量光线强度的工具,帮助摄影师确定曝光参数。
取景器则是用来观察和定位拍摄对象的装置,可以是光学取景器或电子取景器。
2. 拍摄原理相机的拍摄原理基于光学成像原理,主要包括光线折射、焦距、景深、曝光等内容。
光线在进入镜头后会折射,形成实际的成像图像,这个过程涉及到物体距离、景深等因素。
焦距即镜头的焦距大小,不同的焦距会导致不同的成像效果。
景深是指在拍摄中能够保持清晰的距离范围,通过调节光圈大小和镜头焦距等参数来控制。
曝光则是指感光材料接收光线的程度,通过控制快门速度和光圈大小来确定曝光参数。
3. 摄像技巧摄像技巧包括构图、光线、动态、色彩等方面的技术。
构图是指在拍摄中对画面内容的布局和安排,包括对称构图、黄金分割等各种构图方法。
光线是拍摄中非常重要的因素,包括自然光、人工光、补光等不同的光线条件。
动态是指在摄像过程中捕捉运动的能力,通过调节快门速度和镜头焦距来实现。
色彩则是对拍摄物体色彩的捕捉和还原,可以通过白平衡、饱和度等参数来调节。
4. 摄像设备摄像设备包括数码相机、单反相机、摄像机等各种不同的设备。
数码相机是一种可以直接记录数字图像的相机,可以通过电子设备来保存和传输图像。
单反相机是一种可以更换镜头的相机,适合专业摄影师使用。
摄像机是一种专门用来记录视频图像的设备,包括摄像机、摄像镜头、录音设备等部分。
第二章摄像机的基本结构和原理(2012年2月29日星期三)第一节摄像机的原理及分类一、摄像机的基本结构和原理:1、基本结构:通常摄像机是由光学系统,光电转换系统,图像信号处理系统,自动控制系统组成。
(其中,自动控制系统包括白平衡调整、自动光圈调整、自动变焦、自动增益、自动聚焦等装置。
光学系统由变焦镜头、红绿蓝分光系统、滤色片组成,这里主要指的是镜头。
光电转换系统主要由CCD或摄像管构成)另外摄像机还有一些附属部件,主要有录像机、彩条信号发生器、寻像器、电源等。
2、基本原理:通过摄像机光学系统对光学图像(光能)的摄取,经过分光、滤色等过程,可以得到成像于摄像器材(如CCD)靶面上的红绿蓝三幅基色光像。
再由摄像器械(如CCD)为主体的光电转换系统,将成像于靶面上光像转换成电信号,然后经图象信号处理系统放大、校正和处理并同时完成信号编码工作记录在磁带或存储卡上,最终形成彩色全电视信号输出。
光—电—磁—电视信号(电、光)二、摄像机的分类和发展从不同的角度出发,摄像机不同的分类方法,以下我们介绍几种常见的摄像机分类方法:1、按质量分类:家用级、专业级、广播级。
(1)广播级,摄像机的各项技术指标最优,图像质量最好,适合各级电视台、电视传媒使用。
一般要求其水平方向分解力达550线,垂直方向分解力达575线,信噪比达54分贝以上,在允许的工作范围内达到较低失真或无失真。
价格比其他类型的摄像机昂贵,体积大,重量也比较重。
索尼的BETACAM系列、BETACAMS—X系列,松下的DVCPRO050系列,JVC的数字D—9格式的产品都属于广播级的摄像机。
(2)业务级,图像质量较好,一般用于各单位的闭路系统中,多见于广播电视以外的专业领域。
其清晰度达450线以上,信噪比达50分贝以上(信噪比:signal-to-noiseratio信号杂讯比,信噪比是信号电压对于噪声电压的比值,通常用符号s/n来表示。
由于在一般情况下,信号电压远高于噪声电压,比值非常大,信噪比的单位用db来表示。