高清摄像中几个不容忽视的技术问题

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摘要 本文主要针对人们对高清摄像的定义,高清与标清的区别等问题进行了详细分析,以解决高清使用用户的实际拍摄问题。

关键词 SDTV;HDTV;宽高比;清晰度;景深

中图分类号 TP37 文献标识码 A 文章编号 1674-6708(2010)12-0006-02

随着国民经济的持续发展,人民生活水平的不断提高,高清摄像机也逐渐走进老百姓的生活。但对于大多数家用高清用户来说,高清到底是一个什么东西?很多人还只能依稀的知道诸如1080P之类。当我们在广告中看到数字电视机时,总会说支持1080i/1080p这样的标准,先不提现在市面上销售的电视机有几个能达到这样一个要求。我们来看看1080i和1080p都代表着什么意思:1080i和720p都是在国际上认可的数字高清晰度电视标准。其中字母i代表隔行扫描,字母p代表逐行扫描。而1080、720则代表垂直方向所能达到的分辨率。1080p是目前最高规格的家用高清信号格式。

高清摄像机相对于以前所使用(标清)的摄像机的技术区别:所谓标清,是物理分辨率在720p以下的一种视频格式。720p是指视频的垂直分辨率为720线逐行扫描。具体的说,是指分辨率在400线左右的VCD、DVD、电视节目等标清视频格式,即标准清晰度(SDTV)。

与标准清晰度电视相比,高清晰度电视(HDTV)图像分辨率成倍提高。高清,英文为High Definition,意思是高分辨率。广义上的高清是指图像的分辨率比现有的标准清晰度(720×576或720×480)更高的显示能力和显示模式。目前,已经有美国的ATSC、欧洲的DVB-T和日本的ISDB-T等标准,关于高清的标准,国际上公认的有两条:视频垂直分辨率超过720p或1080i;视频宽纵比为16:9;可采用宽色域、大屏幕和环绕立体声播映,使电视节目具有更强的感染力和可视性。

从技术的角度来分析,高清和标清的区别主要体现在以下几个方面:

1)宽高比

标清电视屏幕4:3的宽高比是参考普通电影银幕1.37:1宽高比制定的。习惯上电视一般以整数与整数之比来表达宽高比,而电影则是以屏幕高度为1宽度为高度倍数的形式表达宽高比,例如宽高比4:3用电影的表示方法就是1.33:1.

高清电视屏幕的宽高比是16:9,也就是1.78:1,是参考遮幅银幕电影1.85:1的宽高比制定的。美国、欧洲和澳大利亚的部分标清数字电视也采用16:9,但在中国和其它大多数国家和地区只有高清采用16:9。

简而言之,在宽高比的区别上是:标清为4:3,而高清则为16:9。

因此,高清摄像机在进行画面构图的时候往往是以16:9来取景,相对于想使用高清拍摄标清画面的用户来说,16:9和4:3画幅就会带来取景的问题,摄像师如能认识到4:3取景的范围,便可以用16:9的高清摄像机拍摄,比较方便的生成完整的4:3的图像。通常采用在摄像机的寻像器中加4:3的标识框来解决这个问题。此外,由于使用了16:9模式取景,在镜头处理上与常规的4:3模式也有较大的区别,水平方向视角的变大导致水平运动的物体在屏幕上停留的时间变长,考虑到人眼的视觉感受,可能要求摄像师加快摄像机镜头的摇摄速度,以加快镜头节奏。

2)清晰度

高清晰度电视的分辨率有两种,一种是每帧画面1920×1080像素,另一种是1280×720像素,后者的水平和垂直方向像素分别是前者的2/3,总的像素数量是前者的4/9,不到一半。标清的像素则为720×576像素。

从数据上看,高清1920×1080的信息量是标清720×576的5倍、720×480的6倍。高清1280×720的信息量分别是标清720×576和720×480的2.2倍和2.7倍。因此,高清画面细节的丰富度和色彩还原能力有了极大的提高。但许多家用高清用户往往觉得高清的画面清晰度并没有想象那么清晰。这是由于在家用数字电视还不能有效反映高清清晰度,特别是20寸以下的数字电视,一般建议使用尺寸较大的电视设备来观看高清(屏幕尺寸越大,对清晰度要求越高;屏幕尺寸越小,对清晰度要求越低)。

3)其它方面对比

许多家用高清用户都发现,用高清摄像机在拍摄聚焦时没有标清那么顺手,这是因为从景深来说,高清比标清的景深要小。标清镜头成像面积58.1 mm2,宽高比4:3;高清镜头成像面积51.8mm2,宽高比16:9。两者具有不同的感光成像面积,使得两者的感光灵敏度不同。另外由于镜头折射特性基本不变,而拍摄同样大小的实景转到不同面积的成像面上时,镜头焦距就要不同,这样拍摄的景深也就不同了。与标清比较,用高清镜头拍摄时灵敏度降低、景深范围缩小。另外由于高清图像像素数5倍于标清,其像素点细小到只有标清的一半左右,而观看高清图像时一般都采用大屏幕电视机,使得图像对调焦误差非常敏感。调焦稍有偏差,立刻就能在屏幕上看出来。这样一来,高清镜头本身景深就小,拍摄的图像对调焦误差又敏感,再加上由于灵敏度低需开大一挡光圈,景深就更小了。因此高清拍摄对聚焦操作提出了更高更严格的要求。

从以上上数据可以看出,HDTV要求视频内容和显示设备水平分辨率达到1 000线以上,分辨率最高可达1920×1080。从画质来看,由于高清的分辨率基本上相当于传统模拟电视的5倍,画面清晰度、色彩还原度都要远胜过传统电视。从视觉效果来看HDTV的规格最高,其图像质量可达到或接近35mm宽银幕电影的水平,而16:9的宽屏显示也带来更宽广的视觉享受。高清在画面细节的丰富度和色彩还原能力上较标清有着不可辩驳的优势。用户只有充分了解高清摄像机的技术问题,才能更好的拍摄出高清画面,丰富自己创作。

参考文献

[1]SONY高清技术学院培训资料汇编.

[2]崔建伟.高清拍摄实践中发现的问题.海淀教育网.

58.118.0.28/plus/view.php?aid=3350.