摄像机白平衡调整及一些特殊功能的使用
摄像机白平衡调整及一些特殊功能的使用
2003-6-24
摘要：主要对摄像机白平衡调整中的一些问题以及当今CCD摄像机某些新功能的使用作一介绍，以便充分发挥摄像机的性能及潜在资源。
关键词：白平衡黑平衡摄像机调整色温
1白平衡调整的一些问题
11自动白平衡的调整
在电视剧及各类电视节目的前期拍摄中，为适应场景的变化、情绪的铺垫以及气氛的渲染对色调或色彩提出的要求，有时为适应及协调环境色温发生的变化，经常需要调整白平衡。
白平衡调整，就是当摄像机拍摄所谓纯白色物体时，CCD电路输入R、G、B 3路经预放后的信号，在预处理电路中以G路信号幅度为基准，调整R路和B路的增益，使输出的3路信号幅度均为100%。
预处理电路输出相同幅度的R、G、B 信号，供后续电路处理。
如图1所示，色温在3200K处，即摄像机在标准3200K光源下，经调整的R、G、B输出幅度均相等，此时白色物体呈白色显示。
色温在6300K的光源照射下，同样的白色物体，CCD的R、G、B输出为R低B高(以G为输出基准)，这时白色物体呈偏蓝色。
白平衡的处理过程是：白平衡调整开始时，摄像机对准白色物体画面的90%，取得图像的信号数据。
首先将基准信号G路调准确(100%)，然后分别将R路、B路与G路进行比较，取得两者的误差进行量化，其数值作为控制信号电平去调整R路和B路的增益，使3者信号输出幅度相等，最后还原出准确的白色，进而重现白色物体。
同时，将R-G及B-G的数值送到CPU进行比较计算，经换算后在录像器中显示白平衡调试情况及其色温值。
12滤色片
当今各类摄像机中的滤色片都是双片结构，分为中性灰度片和色温校正片，如松下AJ-D910W中的中性灰度片有4个档位：CLEAR、1/4ND、1/16ND和1/64ND，其色温校正片也有4个档位：CROSS、3200K、4300K和6300K。
见表1。
色温片和中性灰度片可以有16种组合。
滤色片说明所对应的拍摄环境
色温片ABCDCROSS3200K4300K6300K滤色片将光源变为十字形黎明、黄昏或在演播室内室外晴朗天空或下雨海边或雪地
灰度片1234CLEAR1/4ND1/16ND1/64ND室内、演播室或其他阴暗环境室外多云天空下室外晴朗天空下室外、海滩或积雪覆盖的山上
双片结构中的灰度片用来降低光照强度，控制镜头光圈的大小。
它对可见光中各种波长的光有相同的衰减作用，所以当改变灰度片的档位时，并不影响白平衡效果，只影响画面的亮度(即只对进光量有影响)。
CLEAR是光线全部通过，一般在室内或室外阴天拍摄时使用。
1/4ND表示只有1/4的光线通过并被感光，1/16ND表示只有1/16的光线通过并被感光，一般在室外晴天拍摄时使用这两档中性灰度片。
1/64ND表示只有1/64的光线通过并被感光，一般在雪地、海边等强光线拍摄时使用。
双片中的色温片是为了调整可见光中R、G、B光之间的比例，从而还原出准确的白色。
它对各种波长不同的光有不同的过滤性，例如：3200K档位对低色温，即长波长中的红光有较强的抑制作用；6300K档位对高色温，即短波长中的蓝色光有较强的抑制作用。
CROSS档位是具有特殊效果的滤色片，它是在3200K 色温基础上增加了十字星光效果，更加适合拍摄夜景和舞台表演。
所以实际上真正对白平衡有影响的只是色温片。
13白平衡调整时要注意的两个问题
1)白色被摄体的选择极为重要，应尽可能采用不反光的纯白物体，即“标准白”，同时注意拍摄角度，防止反光。
2)聚焦时不要聚得太实，应该处于虚焦状态。
上述情形可以使通过镜头的光线处于漫射状态，在CCD上呈现的白色比较均匀，以保证调整白平衡的精确。
如果选择偏红的白纸来代替纯白物体调整白平衡，则不论光源色温如何，偏红白纸反射光线中的红光成分大于绿光和蓝光成分。
当摄像机用其进行自动白平衡调整时，摄像机白平衡调整电路系统实际上将该纸当作纯白物体，因此调整中肯定对R信号增益有所抑制(即增大了G、B两路信号强度)。
自动白平衡调整结束之后，偏红白纸在彩色监示器上重现出白色显示，如果拍摄正常画面色彩会有些偏青，形成所谓冷
色调。
类似地，若选用偏黄的白纸调整，拍摄的画面会偏蓝；若选用偏紫的白纸调整，拍摄的画面会偏绿；若选用偏青的白纸调整，拍摄的画面会偏红。
总之，只要选择偏向某一颜色的白纸作为自动白平衡调整的目标，调整结束之后，拍摄的画面就会偏向这种颜色的补色。
选择的白纸偏色越重，自动白平衡调整之后，拍摄画面的偏色也越严重。
如果为了渲染某种气氛或者营造特定环境，就无需如实还原本来的色调或色彩，可采用上述方法使本来的色调或色彩出现适当的色偏。
14黑平衡调整
由于黑平衡调整会影响白平衡，因而在一般情况下事先进行自动黑平衡调整，然后作自动白平衡调整。
黑平衡调整是在关闭光圈的情况下进行的，其调整过程与白平衡类似，即以G路黑电平为基准，分别与R 路和B路黑电平比较，产生的误差信号电压分别送到R路及B路黑电平控制电路，通过控制R路和B路信号的钳位电平，控制R路及B路黑电平输出，最终使两路的黑电平与G路取得一致。
这个电平称为摄像机的黑电平(或称为总黑电平)，其数值为0～50mV。
通过调整黑电平，一般可以获得较好的对比度。
例如：在空旷的野外或者被拍摄物体特别亮的情况下，拍出的画面都很亮，缺少应有的暗部，对比度较差，犹如蒙上一层白雾，这时启动自动黑电平开关，黑电平就会下降，画面对比度就会提高；在夜晚拍摄的时候，通过提高黑电平，使黑暗部分变亮，可以增加画面的细节。
摄像机内部一般带有自动黑电平和手动黑电平的调整装置。
2特殊功能的使用
21同步扫描(SYNCHRO SCAN)功能
该功能主要用于拍摄计算机终端显示器等的显示屏，专为消除“屏幕闪烁”而设置。
主要方法如下：打开摄像机前端的电子快门开关，使其置于同步扫描功能状态，此时在寻像器屏幕左上部会显示1/51。
5(如显示电子快门速度，则要反复按动开关，使机器处于上述状态)，这时可对要拍摄的计算机终端显示器等的显示屏进行取景，然后打开摄像机菜单显示，触动翻页钮(PAGE)，直到寻像器内出现同步扫描菜单，再按“＋”钮，使显示的值达到1/84。
5左右，同时从寻像器屏幕观察，直到计算机终端显示器等的“屏幕闪烁”完全消失。
22超级光圈(SUPER IRIS)
该功能可以避免摄像机拍摄背景较亮时造成的前景主体图像过暗，如“迎窗逆光拍摄”、“车内逆光拍摄”等各种逆光拍摄。
主要操作如下：打开超级光圈(SUPER IRIS)按钮后，摄像机会根据背景状态适当开大光圈，同时超级光圈状态的输出电平也可根据需要随时进行调整。
只要按一下“超级光圈(SUPER IRIS)”按钮，即可启动该功能。
此时寻像器上部显示“S”，表示超级光圈功能已经启动。
需要注意的是，在照度均匀的情况下，通常不需要启动该按钮，否则会造成前景图像过亮，使整个画面失去层次。
23超级增益(SUPER GAIN)
该功能主要应用于低照度条件下，增益可达30dB，而且噪波信号较小，可以拍摄出具有较好信噪比的画面。
使用时只要将超级增益(SUPER GAIN)开关打开，即可按正常情况进行拍摄。
由于超级增益是利用CCD 摄像机双重像素读出(DPR)系统来提高视频增益的，所以会降低水平解像度，使拍摄出的图像清晰度有所下降。
24新闻录制(NEWS REC)功能
该功能可以通过菜单设置自动将录制开始前的一段画面记录保存下来，从而可以抓拍到一些瞬间发生，并且是重大事件的珍贵镜头。
方法如下：按下新闻录制(NEWS REC)按钮时，录像机可以记录录制按钮(VTR START)启动前2s的图像，即摄录一体机还没有启动录制按钮(VTR START)时已经开始记录，只不过把记录的图像数据信号存储在“内存”里面，当摄录一体机要进行记录，即启动了录制钮(VTR START)时，录像机自动将内存里面的记录数据转录在录像机磁带上，这样就可以获得在启动录制按钮(VTR START)之前的数据了，亦即获得了录制按钮(VTR START)启动前2s可能是相当珍贵的画面。
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