摄像机，防水数码摄像机，摄像机种类繁多，其工作的基本原理都是一样的：把光学图像信号转变为电信号，以便于存储或者传输。
情话说多了没有味，一晚五次也不嫌累。
摄像机是一种把景物光像转变为电信号的装置其结构大致可分为三部分光学系统（主要指镜头）光电转换系统（主要指摄像管或固体摄像器件）以及电路系统（主要指视频处理电路）
光学系统的主要部件是光学镜头它由透镜系统组合而成这个透镜系统包含着许多片凸凹不同的透镜其中凸透镜的中比边缘厚因而经透镜边缘部分的光线比中央部分的光线会发生更多的折射当被摄对象经过光学系统透镜的折射在光电转换系统的摄像管或固体摄像器件的成像面上形成焦点光电转换系统中的光敏原件会把焦点外的光学图像转变成携带电荷的电信号这些电信号的作用是微弱的必须经过电路系统进一步放大形成符合特定技术要求的信号并从摄像机中输出
光学系统相当于摄像机的眼睛与操作技巧密切相关在本章以后的小节里将详细叙述光电转换系统是摄像机的核心摄像管或固体摄像器件便是摄像机的心脏有关这一部分的内容将在第三章里介绍由于家用摄像机大多是将摄像部分和录像部分合为一体下面再概述一下录像部分的工作原理
当摄像机中的摄像系统把被摄对象的光学图像转变成相应的电信号后便形成了被记录的信号源录像系统把信号源送来的电信号通过电磁转换系统变成磁信号并将其记录在录像带上如果需要摄像机的放像系统将所记录的信号重放出来可操纵有关按键把录像带上的磁信号变成电信号再经过放大处理后送到电视机的屏幕上成像
从能量的转变来看摄像机的工作原理是一个光－－电－－磁－－电－－光的转换过程
是摄像机最主要的组成部分并被喻为人的眼睛人眼之所以能看到宇宙万物是由于凭眼球水晶体能在视网膜上结成影像的缘故摄像机所以能摄影成像也主要是靠镜头将被摄体结成影像投在摄像管或固体摄像器件的成像面上因此说镜头就是摄像机的眼睛电视画面的清晰程度和影像层次是否丰富等表现能力受光学镜头的内在质量所制约当今市场上常见的各种摄像机的镜头都是加膜镜头加膜就是在镜头表面涂上一层带色彩的薄膜用以消减镜片与镜片之间所产生的色散现象还能减少逆光拍摄时所产生的眩光保护光线顺利通过镜头提高镜头透光的能力使所摄的画面更清晰
摄像者在自学摄像的过程中首先要熟知镜头的成像原理它主要包括焦距视角视场和像场
焦距是焦点距离的简称例如把放大镜的一面对着太阳另一面对着纸片上下移动到一定的距离时纸片上就会聚成一个很亮的光点而且一会儿就能把纸片烧焦成小孔故称之为焦点从透镜中心到纸片的距离就是透镜的焦点距离对摄像机来说焦距相当于从镜头中心到摄像管或固体摄像器件成像面的距离
焦距是标志着光学镜头性能的重要数据之一因为镜头拍摄影像的大小是受焦距控制的在电视摄像的过程中摄像者经常变换焦距来进行造型和构图以形成多样化的视觉效果例如在对同一距离的同一目标拍摄时镜头的焦距越长镜头的水平视角越窄拍摄到景物的范围也就越小镜头的焦距越短镜头的水平视角越宽拍摄到的景物范围也就越大
一个摄像机镜头能涵盖多大范围的景物通常以角度来表示这个角度就叫镜头的视角被摄对象透过镜头在焦点平面上结成可见影像所包括的面积是镜头的视场但是视场上所呈现的影像中心和边缘的清晰度和亮度不一样中心部分及比较接近中心部分的影像清晰度较高也较明亮边缘部分的影像清晰度差也暗得多这边缘部分的影像对摄像来说是不能用的所以在设计摄像机的镜头时只采用视场需要重点指出摄像机最终拍摄画面的尺寸并不完全取决于镜头的像场尺寸也就是说镜头成像尺寸必须与摄像管或固体摄像器件成像面的最佳尺寸一致
当摄像机镜头的成像尺寸被确定之后对一个固定焦距的镜头来说则相对具有一个固定的视野常用视场来表示视野的大小它的规律是焦距越短视角和视场就越大所以短焦距镜头又被称为广角镜头
当镜头聚集于被摄影物的某一点时这一点上的物体就能在电视画面上清晰地结像在这一点前后一定范围内的景物也能记录得较为清晰这就是说镜头拍摄景物的清晰范围是有一定限度的这种在摄像管聚焦成像面前后能记录得较为清晰的被摄影物纵深的范围便为景深当镜头对准被摄景物时被摄景物前面的清晰范围叫前景深后面的清晰范围叫后景深前景深和后景深加在一起也就是整个电视画面从最近清晰点到最远清晰点的深度叫全景深一般所说的景深就是指全景深
有的画面上被摄体是前面清晰而后面模糊有的画面上被摄体是后面清晰而前面模糊还有的画面上是只有被摄体清晰而前后者模糊这些现象都是由镜头的景深特性造成的可以说景深原理在摄像上有着极其重要的作用正确地理解和运用景深将有助于拍出满意的画面决定景深的主要因素有如下三个方面
在镜头焦距相同拍摄距离相同时光圈越小景深的范围越大光圈越大景深的范围越小这是因为光圈越小进入镜头的光束越细近轴效应越明显光线会聚的角度就越小这样在成像面前后．会聚的光线将在成像面上留下更小的光斑使得原来离镜头较近和较远的不清晰景物具备了可以接受的清晰度
在光圈系数和拍摄距离都相同的情况下镜头焦距越短景深范围越大镜头焦越长景深范围越小这是因为焦距短的镜头比起焦距长的镜头对来自前后不同距离上的景物的光线所形成的聚焦带（焦深）要狭窄得很多因此会有更多光斑进入可接受的清晰度区域
在镜头焦距和光圈系数都相等的情况下物距越远景深范围越大物距越近景深范围越小这是因为远离镜头的景物只需做很少的调节就能获得清晰调焦而且前后景物结焦点被聚集得很紧密这样会使更多的光斑进入可接受的清晰度区域因此景深就增大相反对靠近镜头的景物调焦由于扩大了前后结焦点的间隔即焦深范围扩大了因而使进入可接受的清晰度区域的光斑减少景深变小由于这样的原因镜头的前景深总是小于后景深
摄像机的镜头可划分为标准镜头长焦距镜头和广角镜头以16毫米的摄影机为例其标准镜头的焦距是25毫米之所以将此焦确定为标准镜头的焦距其主要原因是这一焦距和人眼正常的水平视角（24度）相似在使用标准镜头拍摄时被摄对象的空间和透视关系与摄像者在寻像器中所见到的相同焦距50毫米以上称为长焦距镜头16毫米以下的称为广角镜头摄像机划分镜头的标准基本与16毫米摄影机相同但是目前我国的电视摄像机大多只采用一个变焦距镜头即一个透镜系统能实现从广角镜头到标准镜头以至长焦距镜头的连续转换从而给摄像的操作带来了极大的方便
距镜头的主要特点之一是具有在一定范围内边疆改变焦距而成像面位置不变的性能已成为家用摄像机上运用最广泛的镜头
变集中镜头由许多单透镜组成最简单的是由两个凸透镜组成的组合镜现设定两个透镜之间的距离为X通过实践可以得知只要改变两个凸透镜之间的距离X的长短就能使组合透镜的焦距发生变化这是变焦距镜头的最基本原理但是上述组合透镜的缺点是当改变了X的距离后不仅使焦距发生了变化而且成像面的位置也会有所改变为了使成像面的位置不变还必须再增加几组透镜并有规律地共同移动因此摄像机中的变焦距镜头至少要有三组组合透镜即调焦组变焦组和像面补偿组如果因为像距太长成像面亮度不中需要缩短像距时还要再增加一组组合透镜这组透镜叫物镜组图五是变焦距镜头的结构图
变焦距镜头在变焦时视角也发生了改变但焦点位置与光圈开度不变通常所说的镜头的就焦倍数是指变焦距镜头的最长焦距与最短焦距之比目前在一些普及型的摄像机中其变焦距镜头的变焦范围大体上是从10－90（mm）故其倍数约为6－8倍一些广播级摄像机变焦距镜头的倍数约为14－15倍另外有些机器上还装有一个变焦倍率器使镜头焦距可以在最长焦距的基础上增加一倍从而延伸了镜头的长焦范围但是这种变倍装置会影响图像的质量使用时要格外谨慎
在实际拍摄时当把变焦距镜头从广角端渐渐地变为长焦端时其画面的视觉效果好像是摄像机离这一景物越来越近这种效果便是所谓的推镜头相反的变化效果便是拉镜头摄像机镜头进行变焦距的变化有两种控制方法一是电动变焦二是手动变焦电动变焦靠电动推拉杆（T推－W拉）来控制手在推拉杆上用力的大小可改变镜头运动的速度电动变焦的特点是镜头在推拉的过程中变化均匀手动变焦是通过直接用手拨动变焦环实现的手动变焦一般是在镜头需要急速推拉时才能使用
变焦距镜头的操作有一定的难度初学者会更为明显地感到困难这是因为影响聚焦清晰的因素如镜头焦距光圈景深以及主体离摄像机的距离等可能同时都在变化为了有效地解决这一问题初学者可以在拍摄中把握这样一点即先用变焦距镜头最长的焦距对准被摄对象聚焦然后再恢复到拍摄时所需要的焦距上这样就能保证被摄对象的清晰
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