蔡月忠

廣東技術(shù)師范學(xué)院 廣東廣州 510665

高清攝像機(jī)幾個(gè)技術(shù)難題的解決方法—以松下AJ-3700高清攝像機(jī)為例

蔡月忠

廣東技術(shù)師范學(xué)院 廣東廣州 510665

高清電視相對標(biāo)清電視技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)上有很大差異，一方面表現(xiàn)為高清設(shè)備操作要求更為科學(xué)、嚴(yán)格，需要更多輔助設(shè)備對攝像機(jī)進(jìn)行控制；另一方面高清設(shè)備同時(shí)也給創(chuàng)意者更大的自由發(fā)揮空間，但前提是創(chuàng)作者必須熟悉設(shè)備的技術(shù)特點(diǎn)。結(jié)合松下AJ-HPX3700MC就高清攝像機(jī)技術(shù)及其應(yīng)用問題進(jìn)行探討。

高清設(shè)備；曝光；聚焦；變頻記錄；伽瑪選擇

從電視攝像的發(fā)展歷史看，它經(jīng)歷了膠片機(jī)、模擬機(jī)、數(shù)字機(jī)不同技術(shù)發(fā)展階段。從模擬到數(shù)字、從標(biāo)清到高清，總的看來電視攝錄像設(shè)備走的還是實(shí)用性路線，即在實(shí)用的基礎(chǔ)上提檔升級，追求更高品質(zhì)的畫質(zhì)、音響以及效果。可以看出電視正在從實(shí)用再現(xiàn)藝術(shù)形態(tài)向假借表現(xiàn)藝術(shù)形態(tài)靠近，即電視在藝術(shù)上向電影靠近。因此技術(shù)的進(jìn)步是電視在藝術(shù)上向電影靠近的基石。

1 構(gòu)圖問題

松下公司AJ-HPX3700MC高清晰度攝像機(jī)除了具有P2卡、數(shù)字電影模式、直接生成數(shù)字反轉(zhuǎn)片等優(yōu)勢之外，在很多方面也兼具高清設(shè)備的其他特點(diǎn)。在畫面構(gòu)圖方面，高清電視和標(biāo)清電視的差異，主要表現(xiàn)為畫幅的不同，即16:9畫幅和4:3畫幅的不同，為了兼顧標(biāo)清的播出，一般高清機(jī)都在畫幅上增加了可選擇性，即在高清機(jī)中配套了4:3畫幅的選擇性。同時(shí)從電視臺(tái)播出現(xiàn)狀看，高清拍攝，即16:9畫幅往往要在標(biāo)清頻道播出，這樣就需要在使用高清機(jī)拍攝時(shí)注意高清16:9畫幅轉(zhuǎn)為標(biāo)清4:3畫幅時(shí)的模式要求，這里一共有3種播出模式，即信箱模式、壓縮模式和切邊模式。不同題材、體裁的作品需要采取不同的播出方式，譬如電視散文就適宜于信箱模式，因?yàn)樗鼘儆谑闱轭惖?，所以要盡可能發(fā)揮16:9畫幅視角寬的優(yōu)勢；電視新聞?lì)愐话銓σ曨l質(zhì)量要求不高，往往采用壓縮模式，它突出的是內(nèi)容而不是形式；對于電視劇來說，強(qiáng)調(diào)的是特寫藝術(shù)，所以往往可以采用切邊模式播出。在播出時(shí)也要具體問題具體分析，不能強(qiáng)求一致。AJ-HPX3700MC在尋像器上具有16:9和4:3拍攝模式切換功能，拍攝時(shí)要考慮到播出的習(xí)慣以及拍攝作品的風(fēng)格。攝像人員心中有了3種模式，可以在高清拍攝運(yùn)用16:9畫幅構(gòu)圖時(shí)，參考標(biāo)清4:3畫幅，然后思考如何兼顧二者。在用信箱模式時(shí)就要注意縱向構(gòu)圖要松，橫向構(gòu)圖要緊，便于縱向壓縮；壓縮模式與前者相反，橫向構(gòu)圖要松，縱向要緊；切邊模式一定要在安全框內(nèi)構(gòu)圖。實(shí)際上松緊的把握要充分利用好安全框，這樣操作效果會(huì)較好。另外在AJ-HPX3700MC機(jī)身上，有尋像器和液晶屏，構(gòu)圖一般選用尋像器和外接大的監(jiān)視器，而液晶屏主要是用于P2卡縮略圖的剪輯。傳統(tǒng)理論把電視看做是“特寫的媒介”，但那是標(biāo)清時(shí)代的觀念，進(jìn)入高清時(shí)代，人們所關(guān)注的不僅是“特寫”，還有“特寫”對象所存在的環(huán)境。因此攝像師必須轉(zhuǎn)換觀念，拍攝時(shí)給人的不僅是對象和細(xì)節(jié)，還要交代情境。此外，由于使用了16:9模式取景，在鏡頭處理上與常規(guī)的4:3模式也有較大的區(qū)別，水平方向視角的變大導(dǎo)致水平運(yùn)動(dòng)的物體在屏幕上停留的時(shí)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(jī)鏡頭的搖攝速度，以加快鏡頭節(jié)奏。

2 焦點(diǎn)問題

高清攝像機(jī)的焦點(diǎn)不易聚實(shí)是習(xí)慣使用標(biāo)清機(jī)的攝像師們共同的感受。原因很簡單，高清鏡頭的模糊圈相比標(biāo)清鏡頭的模糊圈變小了，在Z軸畫面的縱深方向上，對焦區(qū)域變小了，導(dǎo)致鏡頭聚實(shí)精確性增強(qiáng)了。實(shí)際上，膠片攝影師、攝影愛好者以及通常使用定焦鏡頭的拍攝者，就不會(huì)有以上“誤會(huì)”。所以采用定焦拍攝，改變拍攝習(xí)慣，增加外加的跟焦器，對于高清機(jī)的創(chuàng)作拍攝是有著重大幫助的。

松下AJ-HPX3700MC高清機(jī)在解決焦點(diǎn)不實(shí)方面，主要采用以下幾種方式，一是采用定焦拍攝方式，即選擇該鏡頭的最佳焦段進(jìn)行拍攝；二是利用輔助聚焦功能，放大被拍攝對象的細(xì)節(jié)，增加肉眼的監(jiān)控聚實(shí)能力；三是使用示波器進(jìn)行監(jiān)控；四是盡可能外接較大的監(jiān)視器，突出被拍攝對象的細(xì)節(jié)；五是用皮尺量距離，保證成像最佳效果。以上方法中任何一種方式都可以單獨(dú)使用，也可以綜合運(yùn)用幾種方法，主要根據(jù)拍攝要求和效果指標(biāo)而定，具體問題具體分析。

變焦鏡頭與定焦鏡頭的成像質(zhì)量差別是很大的，主要原因是變焦鏡頭的屈光度產(chǎn)生像面漂移，而從鏡頭的生產(chǎn)角度看，沒有一個(gè)生產(chǎn)者可以生產(chǎn)出每一個(gè)焦段都很標(biāo)準(zhǔn)的變焦鏡頭。一般情況下，變焦鏡頭的最佳焦段是50mm左右標(biāo)準(zhǔn)鏡頭部分。正確的調(diào)焦方法如下：不要采用標(biāo)清預(yù)變焦的方法，而把高清變焦鏡頭當(dāng)定焦鏡頭使用。即拍攝時(shí)，應(yīng)把變焦鏡頭變焦至某擋焦距處(即適當(dāng)景別)，直接在該擋焦距狀態(tài)下精確調(diào)焦，直到尋像器中被攝主體的影像最清晰為止。

3 曝光問題

作為攝像攝影設(shè)備，實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的必備條件就是準(zhǔn)確測光，可以通過設(shè)置功能鍵實(shí)現(xiàn)增加或刪減光通量來達(dá)到要求。曝光問題與光圈、速度、感光度和感光材料伽瑪特性有關(guān)。曝光問題主要集中在三方面，一是光源的問題，其中包括光的方向、強(qiáng)弱、飽和度、布光均勻性等要素，其中光的性質(zhì)、色溫、布光效果、強(qiáng)弱、方向和光比等問題是制約曝光的重要因素；二是光的感受材料，譬如CCD，CMOS等感光材料，涉及該材料的質(zhì)量、大小、技術(shù)等問題，譬如感光度的設(shè)定；三是鏡頭，包括光圈、速度和鏡頭的質(zhì)量等都會(huì)影響到曝光。同時(shí)光電轉(zhuǎn)換還有一個(gè)伽瑪校正電路轉(zhuǎn)換特性，這些都構(gòu)成了影響曝光的核心問題。攝像人員在使用數(shù)字?jǐn)z像、攝影設(shè)備時(shí)，要實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確曝光，主要是從光的性質(zhì)，即光的色溫、光的強(qiáng)弱即直射光或衍射光、光的光比，即對比度、光的減弱速度、光的飽和度即布光均勻效果等方面入手。所以攝像員運(yùn)用攝像機(jī)拍攝對象時(shí)，必須意識(shí)到光照環(huán)境、光電轉(zhuǎn)換的特性、光電轉(zhuǎn)換的設(shè)備鏡頭和光電轉(zhuǎn)換的記錄方式和材料。從AJ-HPX3700MC設(shè)備來看，該設(shè)備的高靈敏度即2000流明時(shí)靈敏度為F10，低照度為0.021流明即可變幀頻為1fps、增益為+30dB。動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)展(DRS)既實(shí)現(xiàn)了更寬的動(dòng)態(tài)范圍，又減小了強(qiáng)光造成的影響，新設(shè)計(jì)的兩個(gè)(ND-CC)光濾色鏡把攝像機(jī)的曝光控制范圍擴(kuò)大了。但是與SONY900相比，該設(shè)備在色溫控制方面不夠準(zhǔn)確和合理，SONY900在色溫微調(diào)方面比較方便、準(zhǔn)確，能夠很好地用色調(diào)表現(xiàn)創(chuàng)作主體的意愿。

對于高清設(shè)備來說，合理地使用自動(dòng)曝光與手動(dòng)曝光的轉(zhuǎn)換是很重要的。一味依賴自動(dòng)曝光控制往往會(huì)出現(xiàn)曝光不準(zhǔn)確的問題，原因是自動(dòng)曝光控制只是對半擋光圈以上光感有反應(yīng)，在半擋光圈內(nèi)攝像機(jī)自動(dòng)曝光功能就顯得非常遲鈍，所以在利用自動(dòng)曝光的基礎(chǔ)上，還需要通過手動(dòng)轉(zhuǎn)換，依據(jù)示波器來實(shí)現(xiàn)更精確的曝光。同時(shí)通過不同斑馬紋的設(shè)定作為輔助測光的手段，保證拍攝曝光均勻和細(xì)節(jié)層次感突出。保證攝像機(jī)正確曝光并且有層次和細(xì)節(jié)，還需要借助18%灰度板來實(shí)現(xiàn)。反射率為18%灰度板的作用主要是測定拍攝現(xiàn)場布光效果，而布光效果即光照是否均勻，光照是否過強(qiáng)過硬等直接決定高清機(jī)曝光的層次效果。

合理使用大屏幕的監(jiān)視器也是實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)曝光值準(zhǔn)確的一個(gè)非?？尚械霓k法。如果條件允許，盡可能采用高清晰度大屏幕，通過目測就可以正確控制曝光，這種措施是一個(gè)綜合的解決辦法。當(dāng)然，監(jiān)視器的正確調(diào)整是實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)曝光值準(zhǔn)確的保證。但在實(shí)際工作中，用示波器、大型監(jiān)視器比較麻煩，尤其在高清發(fā)展的初級階段，視頻指標(biāo)要求還不是很嚴(yán)格，而示波器加上測試卡，往往是一筆很龐大的開支，在戶外也很麻煩，所以實(shí)際上只有拍攝造價(jià)比較高的廣告片時(shí)才使用。

需要說明的是：視頻信號(hào)的幅度為IRE 0%～110%，而在電視信號(hào)中可以使用的幅度為3%～100%，所以斑馬紋的設(shè)定要依照電視信號(hào)的幅度來設(shè)定。

4 畫面的清晰度

畫面清晰度可分為垂直清晰度和水平清晰度。垂直清晰度主要取決于有效的掃描行數(shù)，實(shí)際上垂直清晰度相當(dāng)于有效行數(shù)的70%(特效數(shù))。水平清晰度又被稱為絕對清晰度，即水平方向上實(shí)際顯示的線條數(shù)，以線數(shù)來表示。一般來說電視清晰度由亮度、色域覆蓋率大小、可視角、對比度、動(dòng)靜態(tài)清晰度和灰度等級等一系列指標(biāo)共同決定。在實(shí)際操作中，我們認(rèn)為電視畫面的清晰度主要受以下幾方面影響：一是照度，其中包括明暗對比度和保證充分曝光的光通量；二是鏡頭，其中包括鏡頭的透光性、鏡頭的遮光效果、鏡頭的結(jié)構(gòu)和工藝材質(zhì)等；三是感光材料大小、工藝和設(shè)計(jì)；四是防噪處理技術(shù)；五是數(shù)字處理技術(shù)。

其中人為可以控制的：一是照度，二是數(shù)字處理技術(shù)的調(diào)整，三是鏡頭的使用和調(diào)整。總的說來，設(shè)備本身的特點(diǎn)基本上決定了畫面清晰度，譬如4000像素的攝像機(jī)比2000像素?cái)z像機(jī)的清晰度高，逐行掃描的攝像機(jī)比隔行掃描的攝像機(jī)畫面清晰度要高，而有防噪處理技術(shù)和防抖處理技術(shù)的攝像機(jī)就比相同檔次沒有此功能的攝像機(jī)畫面清晰度要高，感光材料越大越好，工藝和設(shè)計(jì)越先進(jìn)圖像質(zhì)量越好。所以創(chuàng)作時(shí)，對畫面清晰度要求高的，譬如廣告，就要選擇硬件最好的設(shè)備，其次才是人為的控制和調(diào)整。

當(dāng)然，人為的控制和調(diào)整也會(huì)進(jìn)一步改善畫面清晰度。主要原則就是布光要均勻，降低光線的對比度，同時(shí)光線的性質(zhì)要柔軟，才能增強(qiáng)對象表面的質(zhì)感性。主要方法就是合理利用照相設(shè)備的測光表和反射為18%的灰度板，這些輔助手段都可以較好地改善畫面清晰度。

AJ-HPX3700高清機(jī)在畫質(zhì)上與AJ-HPX3000一致，并沒有新的突破，提高畫質(zhì)的辦法主要是運(yùn)用定焦拍攝的辦法和利用灰度板調(diào)整布光效果，增加畫面的層次感。

5 特效問題

在電影攝影機(jī)里，有一個(gè)必需的功能—可變幀頻拍攝，類似膠片的可變速錄像機(jī)的變速記錄。AJHPX3700就具備這個(gè)特效功能，即可以模仿膠片攝影機(jī)的“快拍”和“慢拍”技術(shù)。幀頻每秒1～30幀可調(diào)，可以拍攝出多種具有電影膠片感的特技效果。公司為該機(jī)專門開發(fā)的膠片伽瑪曲線可以為視頻攝像機(jī)帶來如膠片那種自然的紋理和豐富的色彩。操作者可以通過菜單選擇或調(diào)節(jié)伽瑪曲線、反掃描開關(guān)、畫面軟硬度、暗部層次和寬容度來滿足不同風(fēng)格作品的要求?；緦?shí)現(xiàn)了以低成本再現(xiàn)膠片攝影機(jī)的全部功能，AJ-HPX3700MC有望在今后被更廣泛地應(yīng)用到如電影、電視戲劇、紀(jì)錄片、廣告、商業(yè)節(jié)目、音樂電視等領(lǐng)域中。

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[5] 傅焱平，李遠(yuǎn)新.試論高清攝像機(jī)拍攝圖像質(zhì)量與技術(shù)保障[J].中國數(shù)字電現(xiàn)，2007，6

[6] 衣學(xué)勇，李文杰.高清晰度電視攝像機(jī)拍攝中的問題分析[J].電影評介，2007，5

Discussion about solution of some technological problems from HD camera: take the Panasonic AJ-3700 for example

Cai Yuezhong
Guangdong polytechnic normal university, Guangzhou, 510665, China

It's a great difference from the technical standards of HDTV and SDTV. On one hand, the performance of high-def nition equipment operating requires more scientif c and rigorous, it needs more auxiliary equipment to control the cameras. On the other hand, HD devices also provide greater creative freedom play space for creators. But only if the creator must be familiar with the technical characteristics of equipment. This article will unity Panasonic AJ-HPX3700MC on the high-def nition camera technology and the application, such as HD exposure problem, focus problem, lighting problem, composition and other problems carries on the discussion.

high-def nition equipment; exposure; focus; frequency records; Gamma selection

2011-03-04 稿件編號(hào)：1103017

蔡月忠，本科，實(shí)驗(yàn)師。