Question

我想问一下摄像机的构成

我刚刚接触摄像机对它的构成还不十分了解请你帮我解答一下好吗谢谢

Answer 1

　　摄像机一般由摄像单元、录像单元、寻像器、话筒、附件等几部分组成。其内部结构如图5—1所示。所有的摄像机都以同样的基本原理工作：把光学图像转化成电子信号。具体过程是：景物通过透镜组聚焦在摄像器件的“靶面”上，“靶面’，是一种光电导材料，它能按照成像的亮暗程度将光学像变成电信号，并经过电路处理后，送至录像单元；话筒拾取声音信号并将其变成电信号，经过声音处理电路后，与图像信号同时被记录在磁带等介质上。

镜头
摄像机的镜头(1ens)与照相机的镜头一样，都是由若干组透镜组成的，其主要功能是将被摄体反射过来的光汇聚在成像元件上。一般在专业摄像机镜头前安装有遮光罩(1ens hood)，一则防止杂光射在镜头表面上形成光晕，影响画面质量；二则有助于在搬运摄像机时保护镜头。镜头可分为定焦距镜头(fixed lens或prime lens)和变焦镜头(variable focal length lens或伸缩镜头，zoom lens)。定焦距镜头又可分为标准镜头(normal lens)、长焦距镜头(telephoto lens)和短焦距镜头(或广角镜头，wideangle lens)。而变焦镜头则是把这二类镜头组合在一起，并可以根据需要在不同的焦距区域之间连续变化。变焦镜头的最长焦距与最短焦距之比为变焦倍数。

焦距
焦距(Focal length)是指从镜头的光学中心到镜头的影像聚焦的那一点的距离。
焦距是镜头的一个基本特性，它可以决定影像的放大倍数和镜头所摄的水平视角的大小。焦距愈短，水平视角就愈开阔，影像也就愈小。标准镜头拍出的景物的大小、比例、距离感与人眼直接看到的景物最接近。短焦距镜头(广角镜头)拍出的景物比标准镜头小而远，但可视范围广、视角大。长焦距镜头(望远镜头)可以把远处的景物变近、放大，但视角小。二种不同镜头的成像效果如图5—2所示。
因此，焦距决定一个特定的摄像机视阈的宽窄，对变焦镜头而言，镜头可从其最大的视阈到其最小的视阈范围内连续变化，视阈随着焦距变化而反向变化，即随着焦距的增大而变小，随着焦距的减小而变大；被摄物体的成像却随着焦距的变化而正向变化，即随着焦距的增大而变大，随着焦距的减小而变小。变焦镜头可以从任一种焦距开始，以任意速度连续改变镜头焦距，从而可以连续改变成像和视阈大小。图5—3表述了三种焦距镜头的成像效果。

聚焦
当光线经过镜头组汇聚在摄像管的屏面上并准确成像时，说明摄像机成像的焦距已经调好了。由于被摄对象与镜头之间的距离随时都在改变，所以，必须随时调节镜头焦距，以确保准确成像。镜头最前面的一组镜片就是聚焦用的，旋转其外环即可进行调整焦距。调整焦距有手动和自动两种，可以通过机上的控制键进行选择。对变焦镜头最基本的要求是变焦时图像的亮度和清晰度不变。所有镜头(变焦和固定焦距的镜头)均有一个最小的拍摄距离(被摄体和镜头之间可以允许的最短距离，在此距离上仍能获得对焦清晰的图像)。焦距较短的镜头比焦距较长的镜头有更短的拍摄距离。

光圈
镜头上除了调焦环外，还有一个转环控制着摄像机镜头光圈(aperture)的大小光圈决定着镜头的进光量。当外面光线过强时，应适当缩小光圈；当光线太弱时，应适当增大光圈。其目的是让通过镜头的光线强度保持稳定，从而使得到的图像不致过亮或过暗，保持适当的灰度层次。光圈有一组可调整的光阑(diaphragm或iris)，它们的张开或缩小便可以控制曝光量。光圈孔径的大小以光圈系数(f—stops)来界定，我们可以在光圈环上看到代表光圈系数的数字(1．4，2，2．8，4，5．6，8，11，16，22)，这些看似互不相干的系数其实是有科学根据的，后一个系数是前一个系数与2的平方根的乘积。这样一来，每个光圈系数都代表其左右相邻光圈系数的光量的一半或两倍。另外，光圈系数和光圈孔径成反比(iFiverse relation．ship)，光圈系数为8时的进光量是光圈系数为5．6时的一半，是光圈系数为11时的两倍。
镜头根据其最小光圈系数(最大光圈值)——最大进光量来区分等级。光圈系数．1．4的镜头属于强光透镜(fastlens，即曝光时间短)，因为其光圈孑L径可以在单位时间内让大量光线通过。．厂／4的镜头则属于小强光镜头(slow：lens，即曝光时间长)，因为其光圈孔径在单位时间内允许通过的光量要少得多。

景深
景深(depth of field)是指焦点的前方和后方景物能够保持清晰的距离(或范围)。景深的深浅是由光圈的大小、镜头焦距以及被摄体和摄像机之间的距离所决定的。镜头的焦距越大，景深越浅。因此，广角镜头(短焦距镜头)的景深大于望远镜头(长焦距镜头)。一般而言，被摄体越靠近摄像机，其景深越浅。
如果两个被摄体与摄像机成直线分布，而且两者与摄像机的距离不同，为了使两者成像都尽量清晰，我们只好将焦点定在它们中间，但不是正中央，一般是将焦点定在距离前者(与摄像机近的被摄体)二分之一处，即景深范围大约在焦点前方占二分之一，在焦点后方占三分之二，这就是我们通常所说的景深的二分之原则。
焦距影响景深，因为广角镜头的自然景深原本就大于长焦距镜头，人们设计广角镜头就是为了拍到范围广而景深深的画面。光圈越小(光圈系数越大)，景深越深。我们可以利用景深的特性让整个画面只有被摄体体现得清晰，其余都处于模糊状态，这样就可以突出被摄体。许多镜头厂商和专业出版物，如《美国电影摄影师手册》等，都已经将不同焦距的镜头在各种情况下的景深情况整理成表，供查阅参考。

摄像单元
摄像单元的作用是把进入镜头的光信号转变为电信号，再经过各种电路处理，最后得到被称为视频信号的电信号。

摄像器件
摄像器件可以是摄像管或ccD半导体片。外界景物通过镜头所成的像恰好落在摄像器件的感光面上。感光面上排列着许多感光小单元，称为像素，每个像素都可以把感知到的光线变成电信号。单位面积的像素越多，分辨图像的能力越强，图像的清晰度也就越高。我们把分辨图像的能力称为解析力(分解力)，以在整个画面的水平方向上能分辨多少条黑白相间的线条数来表示。
摄像器件的各个像素将产生与被摄物体相对应的图像电信号，其中包含了亮度、对比度和色度等各种信息。图像的亮度是指整个图像的明暗程度；对比度是指图像中亮暗部分的对比程度(或黑白反差度)；色度包括色调和饱和度，其中色调表示图像的颜色，饱和度表示颜色的浓淡深浅。所有这些电信号被送到电路中进行加工处理。
信号处理电路
图像信号处理有许多环节，这里主要介绍增益、白平衡和数字化等部分。

(1)增益
增益即电路对信号的放大。摄像器件完成光电转换后送出的电信号非常微弱，必须通过电路把信号放大到一个标准值，以便送到录像机及监视器。信号的大小随被摄物的明暗程度变化而变化，在光线较暗的场合拍摄，光圈又开至最大仍不能得到正常的图像，这时就需加大增益。增益的单位是分贝(dB)。信号每放大一倍，相当于增益增加6分贝。正常的增益是0 dB，增益般分为+6 dB、+9 dB、+12 dB、+18 dB、+24 dB等若干档，应根据不同的环境选择使用。摄像机的增益范围越大，其灵敏度便越高，对黑暗环境的适应能力越强。摄像机灵敏度指标表示摄像机处于最大增益时，图像亮度合适的最低环境照度，以勒(克斯)(1x)为单位。增益越大时，电路中的噪声也同时被放大，在图像上表现为杂波增加、颗粒变粗、信噪比(有用信号与杂波之比)下降，画面质量受损。

(2)白平衡
白平衡电路是图像信号处理电路中的一个重要环节，它直接关系到图像色彩还原的准确程度。白平衡是摄像中的常用名词之一，要理解白平衡的概念，还得先从光和色说起。
光是一种电磁波，可见光的波长在380～780 nm(纳米)范围内，不同波长的光波在人眼内不仅引起光亮的感觉(亮度)，而且引起不同的颜色感觉(色调)。波长由长到短变化时，人眼感觉到的颜色依次为赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫，合称为光谱。白色光则是由各种波长的单色光混合起来作用于人眼产生的颜色感觉。在日常生活中，我们所看到的景物的颜色不仅与其本身的物理特性有关，而且还与照射它的光源密切相关。物体被光照射时，能够吸收某些波长的光，反射或透射另一些波长的光，这部分反射或透射的光作用到我们眼中引起的颜色感觉就是物体的颜色。例如，在日光照射下，红花能反射红光，吸收其他颜色的光，因而呈现红色；白色物体能反射各种波长的光，因而呈现白色。如果用红光照射白色物体，则会呈现红色。这表明，光源的色调会影响人眼对物体的颜色感觉，因此要正确再现物体的颜色，就必须选择合适的光源。
光源的色调通常用色温表示。将一种“绝对黑体辐射体”(如一个绝对不反射入射光的封闭的炭块)燃烧，在不同的温度，它发射出的光的颜色不同。当某一类光源与绝对黑体辐射体在某一特定温度下辐射的光具有相同的特性时，这个特定温度就被定义为该光源的色温，用热力学绝对温标开尔文来表示，单位为K。凯氏温标的0 K为摄氏温标的一273℃。任何光源都可以用色温来表示。下表列出了几种典型光源的色温：
几种典型光源的色温表单位：K烛光1 390钨丝白炽灯3 000碘钨灯3 200水银灯4 500—5 500日光灯6 000阴雨天的天空7 000日出日落2 000—3 000烟雾弥漫的天空8 000中午阳光5 000—5 400晴天无云的天空10 000
由此可以看出，光源色温低，其光线色调偏红；光源色温高，其光线色调偏蓝。要正确再现景物的色彩，就必须控制光源的色温。
摄像机拍摄下来的信号再次被还原成图像时，应该仍能反映出原来的颜色，这就是色彩还原。自然界物体色彩纷呈，摄像机如何处理如此丰富的颜色呢?事实上，彩色摄像机所产生的视频信号，等于黑白摄像机所产生的亮度信号叠上色度信号。色彩有两个基本要素：色调(hue)，即色彩特有的调子(如黄色、棕色、红色等)，以及饱和度(saturation)，即色彩的浓度或纯度(如高饱和度的深蓝色、低饱和度的浅蓝色等)。亮度信号可以表现整个画面中从最暗部到最亮部的明暗层次，同时会影响色彩的亮度(brightness)，使色彩看起来显得或明或暗。
3CCD摄像机将通过镜头的光线分成二原色(红、绿、蓝)光——每个CCD各负责一色。光线通过三棱镜或特制的分色镜，按照场景内各种颜色分布的比率，分解成二原色(研究发现，任何一种颜色的光都可分解成红、绿、蓝三种基本颜色)。最终这些色彩信号被重新处理，白平衡电路实际上就是可对这三种基色的电信号进行调整的电路。
摄像机镜头三棱镜红色光靶面绿色光靶面蓝色光靶面输出色度信号图5—4色度信号处理过程原理
如果采用的是组合记录方式，色度信号就和亮度信号记录在一起；如果采用的是分量记录方式，色度信号和亮度信号就分别单独记录。

(3)数字化
对图像信号进行数字化处理是当今的发展趋势。数字摄像机中用模数转换电路将模拟信号数字化后再进行传输、处理和存储时有许多优势，如抗干扰能力强，稳定性好，损耗小，易于元件集成化，便于大量快速存储，便于与计算机联机处理等。数字化是摄像机提高使用性能，增加新功能(如数码变焦、油画、频闪、静帧效果等)的基本条件。

控制电路
控制电路用以控制摄像机的各种功能。有些功能是自动控制，如自动聚焦、自动光圈等。通常自动控制是通过检测电路检测出偏离状态，经过比较计算，产生个误差电压，再送到控制电路将偏离状态纠正到正常状态。有些功能是手动控制，使用时应根据实际情况进行操作。

录像单元
录像单元就是一台录像机，其功能是把视频处理电路送来的视频信号和音频处理电路送来的音频信号转换成磁信号记录在磁带上，它也可以作为放像机来使用。录像单元由机械系统(带仓、磁头、走带机构)和电路系统(记录与重放电路、伺服电路、控制电路)两大部分组成。

Answer 2

　　一、摄像机的组成部分

　　摄像机虽然种类繁多，但其组成部分是相似的，主要有镜头、录像器、话筒、机身和附件五部分

　　DY-90的系统框图

　　二、摄像机的作用

　　1.镜头的主要作用

　　镜头由若干组透镜组成，其作用是使景物的光线通过它在摄像器件上形成清晰的倒立的像。摄像机镜头与照相机镜头类似，有固定焦距镜头和变焦距镜头之分。变焦距范围一般都包括广角、标准和长焦三部分，其变焦倍数有6倍、8倍、12倍等。不少摄像机的镜头可以从机身卸下，方便按不同需要更换镜头。
　　2.寻像器

　　寻像器实际上是一个小型的黑白或彩色监视器，是摄像机上可以活动的一个部件，其显示尺寸为1~7英寸不等。寻像器的主要作用是：
　　（1）作为摄像取景用；
　　（2）用该机进行放像操作时，它可作为监视器使用；
　　（3）显示摄像机的工作状态或显示警告信息。

　　3.话筒

　　话筒能将声音信号变成音频电信号，用于拍摄时拾取现场声音。话筒一般带有敏感度选择开关，有的还带有全向拾音、单指向拾音、超指向拾音和变焦拾间（随镜头焦距变化改变拾音范围）选择开关。摄像机除了机内话筒外，还设有外接话筒插口。

　　4.机身

　　机身即摄像机的整个躯体，载有摄像机的所有元部件，表面有各种操作开关输入输出插口等。

　　5.附件

　　附件是摄像机工作时必不可少的或者有时候要用的器件。其中必不可少的附件有交流（AC）适配器、充电电池、磁带、便携式录像机（非摄录一体机使用）、连接缆线等，用来给摄像机提供电源及记录摄像机输出的音视频信号。其他在摄像机某些工作状态下要用的附件有音频适配器、AV转换接头、编辑控制器。字符发生器、摇控器、磁带适配器、效果特技镜、照明灯、三角架等，用于通过摄像机和电视制作与重放系统连接进行放像、收录广播电视节目、编辑录像节目、转录复制录像节目等操作，以及根据环境需要和画面要求改善摄像条件。通常摄像机随机带的标准附件因机而异，并不统一。

Answer 3

镜头+传感器（CCD\COMS类感光元器件）+模数DSP处理电路+记录单元，最后是播放输出接口。大致如此。