第二章摄像机的基本结构和原理（2012年2月29日星期三）
第一节摄像机的原理及分类
一、摄像机的基本结构和原理：
１、基本结构：通常摄像机是由光学系统，光电转换系统，图像信号处理系统，自动控制系统组成。（其中，自动控制系统包括白平衡调整、自动光圈调整、自动变焦、自动增益、自动聚焦等装置。光学系统由变焦镜头、红绿蓝分光系统、滤色片组成，这里主要指的是镜头。光电转换系统主要由CCD或摄像管构成）另外摄像机还有一些附属部件，主要有录像机、彩条信号发生器、寻像器、电源等。
２、基本原理：通过摄像机光学系统对光学图像（光能）的摄取，经过分光、滤色等过程，可以得到成像于摄像器材（如CCD）靶面上的红绿蓝三幅基色光像。再由摄像器械（如CCD）为主体的光电转换系统，将成像于靶面上光像转换成电信号，然后经图象信号处理系统放大、校正和处理并同时完成信号编码工作记录在磁带或存储卡上，最终形成彩色全电视信号输出。光—电—磁—电视信号（电、光）
二、摄像机的分类和发展
从不同的角度出发，摄像机不同的分类方法，以下我们介绍几种常见的摄像机分类方法：
1、按质量分类：家用级、专业级、广播级。
（1）广播级，摄像机的各项技术指标最优，图像质量最好，适合各级电视台、电视传媒使用。一般要求其水平方向分解力达550线，垂直方向分解力达575线，信噪比达54分贝以上，在允许的工作范围内达到较低失真或无失真。价格比其他类型的摄像机昂贵，体积大，重量也比较重。索尼的BETACAM系列、BETACAMS—X系列，松下的DVCPRO050系列，JVC的数字D—9格式的产品都属于广播级的摄像机。
（2）业务级，图像质量较好，一般用于各单位的闭路系统中，多见于广播电视以外的专业领域。其清晰度达450线以上，信噪比达50分贝以上(信噪比：signal-to-noiseratio信号杂讯比，信噪比是信号电压对于噪声电压的比值，通常用符号s/n来表示。由于在一般情况下，信号电压远高于噪声电压，比值非常大，信噪比的单位用db来表示。一般摄像机给出的信噪比值均是在agc（自动增益控制）关闭时的值，因为当agc接通时，会对小信号进行提升，使得噪声电平也相应提高。信噪比的典型值为45~55db，若为50db，则图像有少量噪声，但图像质量良好；若为60db，则图像质量优良，不出现噪声。。典型值为46db，若为50db，则图像有少量噪声，但图像质量良好；若为60db，则图像质量优良，不出现噪声。)，对于一些有特殊功用的专业级摄像机来说，需要有特殊的功能，如夜间监视交通的摄像机，要求对红外线有高灵敏度。索尼的DVCAM系列，DSR—250P/390P/570P系列，松下的DVCPRO系列、SG—
D410AMC/D610WA等，JVC的专业DVGY——DV5001EC/550EC等。
（3）家用级，主要用于家庭娱乐的摄像机，图像质量较低，与家用录像机、电视机相匹配即可。其清晰度为350线左右（清晰度：摄像机一般使用分解力一词来衡量它“分解被摄景物细节”的能力。单位是“电视行(TVLine)”也称线。意思是从水平方向上看，相当于将每行扫描线竖立起来，然后乘上4/3(宽高比)，构成水平方向的总线，称水平分解力。这个参数代表摄像机的实际拍摄能力，由摄像机的分辨率和码流两个参数来决定。水平清晰度可以通过测试卡来测试。像素：像素指的是摄像机摄像部分的分辨率，也就是标称值。通常由厂家根据光电器材的参数来提供。而任何一个画面都有水平、垂直两个方向的分辨率。像素中的PAL：500（H）*582（V）NTSC:(H)*492(V)，500H就是水平分辨率为500，582V就是垂直分辨率为582），清晰度同摄像机的像素相关。但对灵敏度要求较高，一般最低照度要求达2-3LUX，现在常见的家用机最低照度都在1LUX以下，这样一来，使家用机有了广泛的使用领域，方便了在没有专门灯光照明的家庭摄像。另外家用机自动控制能力很强，以便非专业人士的操作（如自动白平衡、自动聚焦等等）；在家用机上面往往有一些简单的特技拍摄功能，如淡变、划像、频闪等）。索尼、松下、JVC的掌上宝系列是典型的家用级摄像机。
如何选购家用数码摄像机?索尼的CX150、CX180，JVC的HM330、HM650，松下的SD80、SD90
1）、看镜头，光学变焦在10倍左右，最好介绍是专业厂家镜头。
2）、看像素，动态像素和静态像素较大的。
3)、看存储，现在用卡的较多，支持卡容量大为好。
4)、看电池，配的电池容量大小，整机拍摄时间。
5)、看整机，有的机头是进口的，电池等被换成国产的，不认真看发现不了。
6)、看价格，家庭DV选价位在7000元左右的，一分钱一分货。
7)、看产品，到店按价位看有何型号的产品，上网查最低价，了解产品功能，定可接受的价。
8)、看附件，网上看产品有何附件，砍价后是否给包或卡或磁带。
■用卡或用磁带有不同，各有优缺点，磁带的价格便宜，但如果想弄到电脑上去就比较麻烦，得用到视频采集卡，也就是1394卡，这个卡需要另外的投资。而存储卡的价格就很高，一般要达到1G级别的才能应付得了，要不拍的时间太短，但是卡的和电脑连接就相当方便了。用卡是日后的主流。
2、按节目制作方式，摄像机可分为ESP用、EFP用、ENG用摄像机。
（1）ESP用摄像机：在演播室使用，图像质量非常好，通常非常沉重，常采用长焦距、大口径的镜头，需要一些机架或其他类型的
摄像机底座设备来支撑，不方便随意搬动。它往往需要通过电缆把摄像机头和摄像机控制器CCU、同步信号发生器、电源等一系列制作高质量的图象所必须的设备相连接。
（2）EFP用摄像机：
EFP用摄像机往往是便携式的，相比较ESP方式摄像机，这种摄像机体积小，轻便，方便在现场进行移动拍摄，一般演唱会、晚会现场多会用此类摄像机。他的图像质量与ESP用摄像机相似。一般需要两台以上EFP用摄像机，加上一台切换控制台和一些特技设备就可进行现场录制编辑。
（3）ENG用摄像机：
一般也为便携式，甚至有的是摄录一体机。ENG用摄像机工作于复杂多变的环境中，要求体积小，重量轻，便于携带，对非标准的照明情况有良好的适应性，在恶劣的气候条件下有良好的工作稳定性，自动化程度高，在实际操作中调整方便。
目前摄像机都向高质量化、固体化、小型化、数字化、高清晰化等方向发展，所以以上三类摄像机的界限也在逐渐被打破。
3、按摄像器件，摄像机可以分为摄像管摄像机与CCD电子耦合器件摄像机。（1）摄像管摄像机：摄像管相当于此类摄像机的“心脏”，其靶面材料常采用氧化铅、硒砷碲等。因此摄像管摄像机可分为氧化铅管摄像机（好）与硒砷碲管摄像机（用于专业级）等。摄像管摄像机还可按管子数分为单管、两管、三管摄像机。两管趋于淘汰。摄像管直径的大小与图像质量有很大关系，有管摄像机可以按摄像器
件的尺寸分为：1又1/4英寸、1英寸、2/3英寸、1/2英寸等摄像机。尺寸越大，有效像素越多，图像清晰度越高。灵敏度越好，体积也越大。
（2）CCD摄像机，采用CCD电子耦合器件代替摄像管，实行光电转换、电荷储存与电荷转换。按数量可分为单片、两片、三片式摄像机，三片质量最好。按CCD的感光面积可把摄像机分为2/3英寸、1/2英寸等CCD摄像机。尺寸越大质量越好。CCD摄像机还可以按CCD电子耦合器件的工作方式分为：IT（行间转移）方式、FT（祯间转移）方式，和FIT（行帧间转移）方式三种摄像机。一般FIT摄像机最好，FT次之，IT最次。
CCD摄像机体积小，重量轻，寿命长，低工作电压、图像无几何失真、抗灼伤等优点，能拍摄高速运动物体的清晰图像，如飞机和火车的运动。目前电视台使用的摄像机绝大多数都是CCD摄像机。
4、按信号方式分类，可分为数字摄像机和模拟摄像机。
模拟摄像机处理输出的是模拟信号，即视音频信号的幅度和时间都是连续变化的信号。
数字摄像机输出的是数字信号，即视音频信号的幅度和时间都是离散的数据。
试思考：数字摄像机和模拟摄像机的区别。
数字电视信号便于编辑处理，可以长期保存并进行多次复
制，抗干扰和噪声能力都较强，不会失真。模拟摄像机信号
不便于保存，设备体积大，复制损耗大，失真度高，信噪比
一劣化。
第二节摄像镜头的构造
（本节用DXC130P、DSR250演示）
镜头是摄像机的眼睛，它的作用是将要拍摄的景物真实、清晰的反映到成像装置上。它由聚焦镜、变焦镜、主透镜、光圈组成。从外观上看，它的重要构件有聚焦环、变焦环和变焦开关、光圈、微距聚焦环、倍率镜开关、变焦方式钮、返回视频钮、光圈方式开关、瞬间自动光圈钮等组成。
接下来我们分别予以介绍：
一、聚焦环
聚焦环是用来调节镜头透镜与成像装置之间的距离，使成像清晰的部件。（画图）
调焦（对焦、聚焦），要使一个景物成像清晰必须依据它与摄像机的远近，调整镜头的光学中心到成像装置之间的距离。这个过程就叫调整聚焦点也叫对焦。
二、变焦方式钮：
除过遥控变焦，摄像机镜头上的变焦方式，可分为手动变焦和电动变焦。他们之间的转换通过搬动变焦方式钮来实现，变焦方式钮有S和M两个端子当该断子处于S处时摄像机只能用电动变焦开关变焦，当处于M端时，摄像机只能用变焦环手动控制变焦，电动变焦开关此时失灵。（示范）
三、电动变焦开关和变焦环：
电动变焦开关，外观象一个跷跷板，开关的前端标有字母T，电动变焦开关按向这一侧，景别变小、焦距变长，镜头中光学组往前推；后端标有字母W，电动变焦开关按向这一侧，景别变大、焦距变短，镜头中的光学组被拉后。
变焦环（杆），是用于手动变焦的一个装置，它的存在，主要是为了满足拍摄急退急拉镜头的特殊需要。
四、光圈与光圈方式开关：
光圈是用来控制光线进入成像系统的机械装置。光圈方式开关置于A处表示自动光圈起作用，置于M处表示手动光圈起作用。在光圈方式开关旁边有一个瞬间自动光圈钮，在手动光圈的情况下，在点动此钮的瞬间，自动光圈起作用，松开此钮返回手动，光圈锁定于点动此钮时的光圈上。
五、微距聚焦环：微距镜的本领就是在很短的距离内把很小的东西用大特写清楚的拍摄出来。
六、倍率镜：
倍率镜又叫2倍镜，或增焦距镜，主要用于增长焦距、放大物像，拍到更远的目标。
第三节摄像机镜头的使用方法
一、聚焦：
１、拍摄固定镜头的聚焦方法：
拍摄过程中，按照主要被拍摄对象与摄像机的距离，调节透镜组的距离直至影像在成像装置上得到清晰正确的反映。
２、使用变焦镜头的聚焦方法：
尽量将镜头推进到所要拍摄的物像，使物像最大。然后旋转调焦环，使寻像器上的影像最清楚，然后拉开，你会发现镜头内的景物都是清清晰的。这是因为景深的关系。那么什么是景深呢？！
３、景深：
在讲定义之前先作一个知识铺垫。
当镜头针对某一被摄物体平面准确调焦后，（该平面称为调焦平面或被摄主体平面）在像平面上，只有该调焦平面处的物体才能结像最清楚。而位于调焦平面前后两方之其余景物的影像均非最清楚，其中离调焦物平面愈近者，其清晰度相对愈高，离调焦平面愈远者，其清晰度相对降低。
那么什么是到底景深哪？
Ａ、定义：位于调焦平面前后的能结成相对清晰影像的景物间的纵深距离，也即能在实际像平面上获得相对清晰影像的景物空间纵深范围。（画图）
景深一个保证清晰拍摄的范围，如果拍摄对象走出了景深范围，那么我们就应该及时的调焦。对于移动的景物，在很多情形下还需要跟焦。
Ｂ、景深近界和景深远界：景物中能够结成相对清晰影像，又距镜头最近和最远的物平面，分别被称为景深近界和景深远界。（画图）
从景深近界到景深远界的距离长短，习惯上称为景深大小。距
离越长，景深越大，距离越短景深越短。
Ｃ、前景深和后景深：调焦物平面至景深近界和景深远界的距离，分别称为前景深和后景深。（画图）而且，前景深小于后景深。
那么，什么影响景深的大小哪？
Ｄ、影响景深大小的三要素：（光圈>焦距>>距离）
焦距：镜头的焦距越短（像角越大）景深越大；镜头的焦距越长（像角越小大）景深越小。
光圈：光圈越大，景深越小；光圈越小，景深越大。
摄像机与被摄物体间的距离：摄像机离物体越近，景别越小（越特写），景深越小；摄像机离物体越远，景别越大（越全景），景深越大；
（阳光足、远景）
４、超焦距：
A、定义：景深的一种特殊情况。在镜头的焦距和光圈确定的情况
下，能够获得最大景深时的物距，称为在该光圈系数和该焦距下的超焦距。物距为超焦距的物平面称为超焦距物平面。B、近似定义：当镜头的焦距和光圈系数确定后，将镜头对无限远
处调焦，此时，由景深近界至镜头物方主点之间的距离，称为此镜头在该焦距、光圈下的超焦距。
C、把摄影镜头调至无限远，这时景深标尺中与所使用的光圈系数
值对应的那一刻线所指示的景深近界的调焦距离值，即为该镜头在该光圈、该焦距下的实用超焦距。
D、当摄影镜头的焦距和光圈系数选定后，对超焦距物平面调焦可
获的最大景深。对实用超焦距处的物平面调焦时，景深近界的
物距将刚好为1/2超焦距。从1/2处到无限远出都能相对清晰
的结象。
E、使用超焦距，可获得最大景深，适用于大远景画面的拍摄和抢
拍镜头。（注意，留有余地；相对清晰、）
５、自动聚焦：
自动聚焦镜头发射出红外线光束，碰到被摄物体发射回来，摄像机根据反射回来的红外线，计算出景物距离并相应调焦。（防止游园、前景使用要注意）
二、光圈与光圈作用：
１、定义：光圈是控制进入镜头之光线多少，从而控制像平面处照度高低的重要机构。
２、光圈大小一般用F数（F/制光圈系数）或相对孔径来表示。以下是相机的一组F数：
1;1.4;2;2.8;4;5.6;8;11;16;22。
A、相邻两级F数有一个关系:较低的F数*2的平方根=较高的F 数。（焦距一定时、曝光量差一级）
B、F为相对孔径的倒数，它可以用以下公式表示：
F=1/相对孔径=镜头焦距/镜头开口直径。这个公式表明，相对孔径=镜头开口直径/镜头焦距。
用F数、用相对孔径能更准确的描写打到像平面的光亮大小，
它不仅考虑了镜头开口对像平面处光亮大小的影响，而且考虑了镜头焦距对像平面处光亮大小的影响。
C、F数越大，镜头的相对孔径越小，像平面的照度越小。F数越小，镜头的相对孔径越大，像平面的照度越大。
D、F数越小，镜头越好。表明镜头的通光能力越强，能在较底光线情况下拍摄。
一般镜头最小的F数为4，最小F数小于2的镜头被称为快速镜头。
3、考虑镜头的透光率光圈的大小还用T/制光圈系数表示，它更为科学。T=F/镜头透光率。
4、光圈的作用：
A、可以控制进入镜头的光线，使感光材料获得适宜的曝光量。（跟光圈、碳、护士、闪光，强调人脸）
B、光圈是控制景深的主要手段。合理选择光圈大小可以使所拍画面获得预期的艺术效果。（上班考试、大景深的层次、关系）
C、光圈是影响画面成像质量的重要因素。一般的来讲，最大光圈缩小3级别使得成像质量最好。这个值一般在5、6-8之间。（11，125；8，250。）
D、光圈是摄影师进行艺术创造的得力手段。（控制景深、高低调、模拟、准确曝光——护士、碳；白天的夜）
第四节各类镜头及其表意功能
一、镜头的分类：
１、通常我们按镜头焦距的长短把镜头分为短焦镜头、标准镜头和长焦镜头（也叫远摄镜头）。
２、按镜头的视场角（像角），可以把镜头分为广角镜头、标准镜头和窄角镜头。（画图说明三种视场角，强调按无限调焦，焦平面与象平面重合）
视场角的大小由底片（或摄像管的有效靶面）大小和焦距的长短来决定（焦距约等于像距），由于底片大小固定，视场角与焦距建立起了一一对应的反比关系。这种反比关系表现为焦距越长视场角越小，焦距越短视场角越大。而由于这种一一对应关系，我们可以把长焦镜头叫窄角镜头，把广角镜头叫短焦镜头。
３、按135相机的对角线视角，标准镜头的焦距在50MM左右，还可用视场角度相应表现为46度48分。长焦距镜头的焦距一般在85MM以上，还可用视场角度相应表现为30度以下。短焦距镜头的焦距在35MM以下，还可用视场角度相应表现为60度以上。
４、2/3英寸CCD摄像机的标准镜头的焦距为25MM，水平视角为21.9度（垂直为16.5度）。大于25MM为长焦距镜头，小于为广角镜头。
摄像机变焦镜头镜头一般有１２－７５ＭＭ、１０－１５０ＭＭ、９、５－１４３ＭＭ、９－１１７ＭＭ几个种类，用最长焦距值除以最短焦距值就是镜头的变焦倍数。例如，１０－１５０ＭＭ变焦镜头的变焦倍数就是１５０／１０＝１５。
５、按焦距能否连续变化分为变焦镜头和固定镜头。
二、各种镜头的特点及应用：
标准镜头
１、定义：摄像中使用的各类镜头，其视角凡是接近于24度（人眼水平视角）的镜头，均称为该系列镜头中的标准镜头。(摄
影机焦距是对角线的2倍)
*1、定义：供照相机使用的镜头，一般把焦距值与所摄画幅对角线接近的那一镜头，称为标准镜头。
２、特点：观看景物显得自然，与人眼正常视角观察景物是的感受一致，无变形、无透视关系的改变、无对空间的压缩或扩
展。成像质量好，清晰度高、色还原好、反差适中、透光性
好。
３、功用：由于标准镜头能最自然最真实还原景物，在需要客观再现的拍摄情况下，多采用标准镜头；适应范围广，且效果
好。
４、注意事项：不宜近距离拍摄人物，以免人物透视变形。（物距与像距放大率成反比）
长焦距摄影镜头
１、定义：又称望远摄影镜头，窄角摄影镜头，其焦距比标准镜头长，其水平视角通常在10-12度左右。
２、特点：
（1）能在离物体较远的地方拍摄影像放大率较大的画面。（视角缩小到原来的1/2，影像的高度增加一倍）
（2）景深小，视场角小，画面包括的景物范围小（两方面引起）。
（3）在光量相同的情况下，相场照度小于标准镜头。
（4）长焦距镜头压缩了现实中的纵向距离（画图说明压缩）。
（5）在表现运动时，长焦距镜头夸张横向速度，压缩纵向速度。（屏幕的感受与窄角的表现范围；例：强化介质形成
雾化镜头、絮;）
３、功用：
（1）、调拍被摄对象，追求真实自然的艺术效果。
A、偷拍不愿意曝光的新闻人物、新闻事件。
B、偷拍不能接近的被摄体（如害怕惊扰的动物）
C、能消除被摄人物面对镜头的紧张情绪，保证真实客观的
再现。（曹；白的两种情况）
（2）、利用长焦距镜头远距离拍摄小景别画面的造型特点，跨越复杂空间拍摄和表现不易接近或无法接近的人物场
面。（主体突出且能拍到，组织画面秩序、电视主要的景
别为中近景）
（3）、长焦距镜头适合表现人物的面部特写（正确的还原五官比例无畸变；能虚化背景，把人物从纷乱的背景中摘
出来）；
（4）、利用长焦距镜头压缩纵向空间的特点，使画面形象饱满，烘托环境气氛。（远侧拍的道理，许）
（5）利用长焦距镜头景深小的特点，组织观众思维、实现变焦转场。（最后例子常用，虚入与虚出，碟）（6）长焦距镜头可以表现运动。
（7）利用长焦距镜头创造虚焦点画面。（朦胧、含蓄美，空纳万境、无相、《大红灯笼高高挂》高光点，六边形，从实
到虚可在短时间平稳完成）
（8）长焦距镜头可以摄取人眼不常见的景象，创造诗意画面。
出、电影化）
４、注意：
Ａ、由于长焦距镜头景深小，在拍摄中一定要注意准确调焦。
Ｂ、由于长焦距镜头视场角小，所拍画面包括的景物范拍摄时要防止画面抖动，介意用三角架。（相对振幅＝振幅／视场角）
C、相对空径有限，不宜在低照度下拍摄
D、不宜拍摄多层次画面。
广角镜头
１、定义：又称短焦距镜头，其焦距比标准镜头短，又比鱼眼镜头长，又分普通广角镜头和超广角镜头。视角大约在40-60度之
间，焦距在10-12毫米之间。
２、特点：
（1）视角宽、景深大，能近距离拍摄具有一定景深范围的较大场面。
（2）景物有变形现象（近处越明显）
（3）广角镜头夸张透视效果，能扩展纵向空间。（堕落天使中楼梯、电梯、最后的底下通道）
（4）在表现运动时，广角镜头夸张纵向速度，压缩横向速度。
（画图说明）
（5）广角镜头适宜肩扛拍摄，稳且清晰。
（6）色还原好，清晰度、透光性好。
３、功用：
（1）有利于近距离表现大范围景物。
（2）广角镜头有利于表现主体和环境的关系。（环境要减洁、有序、最好与主体有一定的隐喻关系，主体安排得当）（3）大景深画面可对被摄物可多层次表现。（1941、奥逊玮尔斯《公民凯恩》长镜头的两个方面，三大经典）（4）广角镜头视野广，并能扩展纵向空间的特点，广角镜头有利于表现景物的纵深感和空间感。
（5）利用广角镜头视场角大的特点，可以近距离的偷拍和抢拍。（李新老师）
（6）利用广角镜头视场角大，相对振幅小，肩抗拍摄。
（7）利用广角镜头夸张透视变形，形成某种特殊的表现意义。
（如利用它夸大景物的透视关系，可以使景物显的雄伟
高大，体现力量；也可以丑化人物。《天使》616/49，近
距离可强化这种夸张）
（8）可在折射率大于空气的介质中拍摄（0.75视角且暗）
4、注意
Ａ、注意主体的突出、画面的有序。(地平线等横线)
Ｂ、广角镜头变形大的问题也要引起摄影师的高度注意。
变焦距镜头
１、定义：能连续变换焦距的一种镜头。
２、特点：
（1）、具有各种固定镜头的功能。（更灵活）
（2）、固定机位，可实现连续变化的景别。
（3）、可实现移动机位不能实现的推拉。
（4）、变焦镜头可形成外在节奏。
（5）、变焦距镜头丰富了画外运动的形式。
（6）、人们在生活中没有变焦距镜头所带来的视觉感受。（只有移步换景、透视）
（7）、变焦距镜头有很强的主观色彩，它的画面变化带有强制性。（心理、情感的一致—散点透视；影视文化的对人们的影响）
３、变焦推拉与移动机位推拉的区别：
（1）视角方面：变焦推拉改变视角，移机推拉不变。
（2）透视关系方面：变焦距不改变透视关系，移动机位改变透视关系。（物距不变）
（3）景深方面：变焦镜头景深变化大，移动机位景深变化不明显。
（4）主客观性：变焦有强烈的主观性，移机相对客观。
（5）被摄物方面：机位变换，有移步换景的特色，而变焦推拉，只是对同一景物观察范围的调整。
４、功用：
（1）、实现变焦距推拉。
（2）、通过变焦距推拉追随运动中的被摄主体，保持画面景别的相对稳定。
（保持景别稳定的意义在于，当一个物体沿摄像机纵向运动时，保持了空间的连续性和观众与被摄物体之间视点的相对稳定性。通俗的讲就是用最适合表现此运动的景别，让观众长时间的欣赏我们指定给他的运动主体。）
（3）、变焦距镜头在运动摄像中便于调整画面构图，选择最佳景物，突出视觉重点。（婚礼中的喜与杂人、改变主体、跟上主体）
（4）急推急拉的变焦距镜头可以产生某种特定的艺术效果。
急速推拉镜头强化了面框移动的速度，并超过了人眼观察物体的感知速度，画面内形象除中心点相对清晰外，其他部分全部虚化，呈现出一种放射状急速收缩或扩张的画面，形成一种特殊的画面节奏，强烈的吸引着观众的注意力。这种画面对人眼的视觉冲击力极强，极易引起观众心理的不稳定感。
（5）、有助于实现处于焦点以外的拍摄。（和移机拍摄的长镜头比较—窄、特写，和广角近距离拍摄—虚、整体）
（6）、变焦镜头的推拉与其他运动方式相结合可构成更为复杂多样的
运动镜头，使画面内部的蒙太奇更为丰富。
（长镜头又叫镜内，或场面，场面又包括;随意运动）
在纪录片中变焦的运用使长镜头的拍摄成为可能，从某种意义上讲，变焦是长镜头理论的技术支柱。
5、注意：
A、运用变焦距拍摄十分重要的一点是对焦距动点、动向、动速的
控制。（一句话，画外运动要适应画内运动；变焦的主观性）
所谓动点就是变焦距的启动点和终止点。动速指变焦镜头的推拉速度。动向，是指用推镜头还是用拉镜头的问题。
正确控制动点的基本要求是：
把变焦推拉的起点安排在运动物体动势最大的那个点上，把停止点安排在动势消失的那个点上；形成一种你停我停，你动我动的镜头运动方式。（如拍摄一个跳高运动员，我们可以在他起跳的一瞬把镜头拉开，而在他落下来的以后再停止拉的这个过程。这种把画内主体运动与画外镜头运动有机结合起来的方法，减少了观众对变焦镜头启动和停止的注意，全身心沉浸在对画内运动本体的欣赏中）。（接动作影响）
对变焦镜头动向的把握主要依据下面三点：
第一，根据被摄物体的运动方向决定变焦距推拉方向。（如，人往远处走，镜头推上去，人从远处来镜头随之拉开。这种镜头运动是顺势的。符合人眼观察事物的生理习惯。保持景别）
第二，根据画面内情绪的要求决定变焦的推拉。（如情绪激动、
高清摄像机的工作原理与分类 高清摄像机是获取监视现场图像的前端设备，它以面阵CCD 图像传感器为核心部件，外加同步信号产生电路、视频信号处理电路及电源等。近年来，新型的低成本MOS 图像传感器有了较快速的发展，基于MOS 图像传感器的摄像机已开始被应用于对图像质量要求不高的可视电话或会议电视系统中。由于MOS 图像传感器的分辨率和低照度等主要指标暂时还比不上CCD图像传感器，因此，在电视监控系统中使用的高清摄像机仍为CCD摄像机。摄像机具有黑白和彩色之分，由于黑白摄像机具有高分辨率、低照度等优点，特别是它可以在红外光照下成像，因此在电视监控系统中，黑白CCD 摄像机仍具有较高的市场占有率。顺便指出，在各商家列出的闭路电视监控器材清单中的摄像机通常都是不带镜头的（一体化摄像机除外），因此在实际应用中，应根据监控现场的实际环境及用户要求，为摄像机配合适的镜头。 严格来说，摄像机是摄像头和镜头的总称，而实际上，摄像头与镜头大部分是分开购买的，用户根据目标物体的大小和摄像头与物体的距离，通过计算得到镜头的焦距，所以每个用户需要的镜头都是依据实际情况而定的。 摄像头的主要传感部件是CCD，它具有灵敏度高、畸变小、寿命长、抗震、抗磁场、体积小、无残影等特点，CCD是电耦合器件（Charge Couple Device）的简称，它能够将光线变为电荷并可将电荷存储及转移，也可将存储的电荷取出使电压发生变化，因此是理想的摄像元件。 CCD的工作原理 被摄物体反射光线，传播到镜头，经镜头聚焦到CCD芯片上，CCD根据光的强弱积聚相应的电荷，经周期性放电，产生表示一幅幅画面的电信号，经过滤波、放大处理，通过摄像头输出端子输出一个标准的复合视频信号。这个标准的视频信号同家用的录像机、VCD、摄像机的视频输出是一样的，所以也可以录像或接到电视机上观看。 CCD摄像机的选择和分类 CCD芯片就像人的视网膜，是摄像头的核心。目前我国尚无制造能力，市场上大部分高清摄像机的摄像头采用的是日本SONY、SHARP、松下、LG等公司生产的芯片，现在韩国也有能力生产，但质量就要稍逊一筹。因为芯片生产时产生不同等级，各厂家获得途径不同等原因，造成CCD采集效果也大不相同。在购买时，可以采取如下方法检测：接通电源，连接视频电缆到监视器，关闭镜头光圈，看图像全黑时是否有亮点，屏幕上雪花大不大，这些是检测CCD芯片最简单直接的方法，而且不需要其他专用仪器。然后可以打开光圈，看一个静物，如果是彩色摄像头，最好摄取一个色彩鲜艳的物体，查看监视器上的图像是否偏色、扭曲，色彩或灰度是否平滑。好的CCD 可以很好地还原景物的色彩，使物体看起来清晰自然；而残次品的图像就会有偏色现象，即使面对一张白纸，图像也会显示蓝色或红色。个别CCD 由于生产车间的灰尘，CCD靶面上会有杂质，在一般情况下，杂质不会影响图像，但在弱光或显微摄像时，细小的灰尘也会造成不良的后果，如果高清摄像机用于此类工作，一定要仔细挑选。
电梯功能及结构图 一、主要就是由控制部分、驱动部分及曳引部分组成. 从以上链接地址中可以瞧出电梯全部结构得组成,区别于卷扬机得就是，它有交互性、有舒适且安全得乘坐空间。 电梯简单理解就是这样工作得：它就是将动力电能，通过某种变频装置或直接向驱动装置供电，由驱动装置拖动曳引装置,再通过曳引装置上悬挂得钢丝绳拉动井内轿厢做上下运行工作。所有这些动力驱动就是由很多得电气装置、机械装置实现整合工作得. 二、为什么电梯在楼上,而在一楼一按它就会下来呀? 电梯停候在上面某层,当一楼按下外召唤时，实际上简单得理解就是一个触点开关，按下去得一瞬间，指令通过井内电线传输到控制柜得主控制板（或信号控制板或ＰＣ机控制板或最原始得电梯就就是继电器动作)，我们以控制板为例，它收到瞬间信号以后再次触动控制板内得固有程序,同时由它输出电梯准备如何响应得指令，分别至外呼灯亮及驱动装置，最后电能直接或间接驱使电机带动变速箱转动，通过钢丝绳与曳引轮得摩擦力带动轿厢向下运行，每一层都有一个平层装置来采集电梯所处位置，当电梯快到一楼时,控制板通过程序输出不同信号来控制驱动装置，使电梯换速到1楼平层开门,实现电梯外召指令。 三、为什么在轿厢里按几楼就会在几楼停呀？ 工作方法类同于您提到得第二个问题,只就是把外召按钮搬到了轿内，工作运行也相同。唯一不同得就是轿厢指令起动得程序与外召唤不同，程序就是独立得，外召唤有上、下按钮,而轿内得没有上、下之分就是直达（除非路过得楼外有同方向召唤指令)，站在外面按上及下所响应得结果就是不同得，这里我不做详解了，相信楼主经常做电梯有感触,当您要下楼时同时按上、下所得到得电梯响应就是有区别得,电梯做得功也不同，不利于节能。
JMK MODEL: JK-316 1/4 索尼高清CCD 内置自动变焦、自动光圈镜头 16倍光学变焦镜头 12倍数字变焦 可调视频传输距离（3步骤） 最低照度：0.001 Lux(DSS) RS-485协议and PTZ 控制器接口 监控摄像头的分类 分类包括： 枪形摄像机 半球形摄像机 一体化摄像机 红外摄像机 智能高速球型摄像机 智能中速球型摄像机 数字视频会议摄像机 微型针 从色彩分为：彩色，黑白，彩转黑从外形分为：枪击，半球，球机从原理分为：模拟，数字
摄像头工作原理 摄像头的工作原理大致为：景物通过镜头(LENS)生成的光学图像投射到图像传感器表面上，然后转为电信号，经过A/D(模数转换)转换后变为数字图像信号，再送到数字信号处理芯片(DSP)中加工处理，再通过USB接口传输到电脑中处理，通过显示器就可以看到图像了。 注1：图像传感器(SENSOR)是一种半导体芯片，其表面包含有几十万到几百万的光电二极管。光电二极管受到光照射时，就会产生电荷。 注2：数字信号处理芯片DSP(DIGITAL SIGNAL PROCESSING)功能：主要是通过一系列复杂的数学算法运算，对数字图像信号参数进行优化处理，并把处理后的信号通过USB等接口传到PC等设备。 DSP结构框架: 1. ISP(image signal processor)(镜像信号处理器) 2. JPEG encoder(JPEG图像解码器) 3. USB device controller(USB设备控制器) 摄像头的构成主要包括主控芯片、感光芯片、镜头和电源。好的电源也是保证摄像头工作的一个方面。 摄像头镜头：五玻镜头是主流 这个问题对于大多数人来说已经不算问题了，笔者提出来也只是仅对小白而言。简单的说镜头是由透镜组成，摄像头的镜头一般是由玻璃镜片或者塑料镜片组成的。玻璃镜头能获得比塑料镜头更清晰的影像。这是因为光线穿过普通玻璃镜片通常只有5%～9%的光损失，而塑料镜片的光损失高达11%～20%。有些镜头还采用了多层光学镀膜技术，有效减少了光的折射并过滤杂波，提高了通光率，从而获得更清晰影像。
摄像机标定方法综述 摘要：首先根据不同的分类方法对对摄像机标定方法进行分类，并对传统摄像机标定方法、摄像机自标定方法等各种方法进行了优缺点对比，最后就如何提高摄像机标定精度提出几种可行性方法。 关键字：摄像机标定，传统标定法，自标定法，主动视觉 引言 计算机视觉的研究目标是使计算机能通过二维图像认知三维环境，并从中获取需要的信息用于重建和识别物体。摄像机便是3D 空间和2D 图像之间的一种映射，其中两空间之间的相互关系是由摄像机的几何模型决定的，即通常所称的摄像机参数，是表征摄像机映射的具体性质的矩阵。求解这些参数的过程被称为摄像机标定[1]。近20 多年，摄像机标定已成为计算机视觉领域的研究热点之一，目前已广泛应用于三维测量、三维物体重建、机器导航、视觉监控、物体识别、工业检测、生物医学等诸多领域。 从定义上看，摄像机标定实质上是确定摄像机内外参数的一个过程，其中内部参数的标定是指确定摄像机固有的、与位置参数无关的内部几何与光学参数，包括图像中心坐标、焦距、比例因子和镜头畸变等；而外部参数的标定是指确定摄像机坐标系相对于某一世界坐标系的三维位置和方向关系，可用3 ×3 的旋转矩阵R 和一个平移向量t 来表示。 摄像机标定起源于早前摄影测量中的镜头校正，对镜头校正的研究在十九世纪就已出现，二战后镜头校正成为研究的热点问题，一是因为二战中使用大量飞机，在作战考察中要进行大量的地图测绘和航空摄影，二是为满足三维测量需要立体测绘仪器开始出现，为了保证测量结果的精度足够高，就必须首先对校正相机镜头。在这期间，一些镜头像差的表达式陆续提出并被普遍认同和采用，建立起了较多的镜头像差模型，D.C.Brown等对此作出了较大贡献，包括推导了近焦距情况下给定位置处径向畸变的表达式及证明了近焦距情况下测得镜头两个位置处的径向畸变情况就可求得任意位置的径向畸变等[2]。这些径向与切向像差表达式正是后来各种摄像机标定非线性模型的基础。随着CCD器件的发展，现有的数码摄像机逐渐代替原有的照相机，同时随着像素等数字化概念的出现，在实际应用中，在参数表达式上采用这样的相对量单位会显得更加方便，摄像机标定一词也就代替了最初的镜头校正。
高速摄像机是一种能够以小于1/1000秒的曝光或超过每秒250帧的帧速率捕获运动图像的设备。高速摄像机用于将快速移动的物体作为照片图像记录到存储介质上。录制后，存储在媒体上的图像可以慢动作播放。早期的高速摄像机使用胶片记录高速事件，但被完全使用电荷耦合器件（CCD）或CMOS有源像素传感器的电子设备取代，通常每秒超过1000帧记录到DRAM上，慢慢地回放研究瞬态现象的科学研究动作。 摄像机种类繁多，其工作的基本原理都是一样的：把光学图象信号转变为电信号，以便于存储或者传输。当我们拍摄一个物体时，此物体上反射的光被摄像机镜头收集，使其聚焦在摄像器件的受光面（例如摄像管的靶面）上，再通过摄像器件把光转变为电能，即得到了“视频信号”。光电信号很微弱，需通过预放电路进行放大，再经过各种电路进行处理和调整，最后得到的标准信号可以送到录像机等记录媒介上记录下来，或通过传播系统传播或送到监视器上显示出来。
高速摄像机可以在很短的时间内完成对高速目标的快速、多次采样，当以常规速度放映时，所记录目标的变化过程就清晰、缓慢地呈现在我们眼前。高速摄像机技术具有实时目标捕获、图像快速记录、即时回放、图像直观清晰等突出优点。 工作原理 高速运动目标受到自然光或人工辅助照明灯光的照射产生反射光，或者运动目标本身发光,这些光的一部分透过高速成像系统的成像物镜。经物镜成像后，落在光电成像器件的像感面上，受驱动电路控制的光电器件，会对像感面上的目标像快速响应，即根据像感面上目标像光能量的分布，在各采样点即像素点产生响应大小的电荷包，完成图像的光电转换。带有图像信息的各个电荷包被迅速转移到读出寄存器中。读出信号经信号处理后传输至电脑中，由电脑对图像进行读出显示和判读，并将结果输出。因此，一套完整的高速成像系统由光学成像、光电成像、信号传输、控制、图像存储与处理等几部分组成。 高速摄像在流体力学中的应用 高速摄像在工业应用中应用广泛，高速摄像机能拍摄到肉眼无法看清楚的图像和运动过程。流体力学中的湍流、流体的流速、流场、气泡、沸腾、两相流等运动规律的观察和分析更是少不了高速摄像机的参与。如用高速摄像拍摄的石头进入水中一刹那的细节。通过高速摄像机影像，研究人员能够了解石头水下的受力情况，并通过流体动力学，分析出为何石头能在水面上连续多次漂浮。 武汉中创联达科技有限公司，专业从事光电子影像产品（低照度相机、高速摄像机，超高速摄像机，高分辨率相机及其图像分析软件）的销售、研发，提供特殊环境下的拍摄、成像服务。经过多年的市场经验及技术积累，公司为国内
摄像头的工作原理大致为：景物通过镜头(LENS)生成的光学图像投射到图像传感器表面上，然后转为电信号，经过A/D(模数转换)转换后变为数字图像信号，再送到数字信号处理芯片(DSP)中加工处理，再通过USB 接口传输到电脑中处理，通过显示器就可以看到图像了。 注1：图像传感器(SENSOR)是一种半导体芯片，其表面包含有几十万到几百万的光电二极管。光电二极管受到光照射时，就会产生电荷。 注2：数字信号处理芯片DSP(DIGITAL SIGNAL PROCESSING)功能：主要是通过一系列复杂的数学算法运算，对数字图像信号参数进行优化处理，并把处理后的信号通过USB等接口传到PC等设备。 DSP结构框架: 1. ISP(image signal processor)(镜像信号处理器) 2. JPEG encoder(JPEG图像解码器) 3. USB device controller(USB设备控制器) 摄像头的构成主要包括主控芯片、感光芯片、镜头和电源。好的电源也是保证摄像头工作的一个方面。摄像头镜头：五玻镜头是主流 这个问题对于大多数人来说已经不算问题了，笔者提出来也只是仅对小白而言。简单的说镜头是由透镜组成，摄像头的镜头一般是由玻璃镜片或者塑料镜片组成的。玻璃镜头能获得比塑料镜头更清晰的影像。这是因为光线穿过普通玻璃镜片通常只有5%～9%的光损失，而塑料镜片的光损失高达11%～20%。有些镜头还采用了多层光学镀膜技术，有效减少了光的折射并过滤杂波，提高了通光率，从而获得更清晰影像。
然而，现在很多小厂，为了节约成本、追求高利润，往往减少镜片的数量，或者使用廉价的塑料镜头。虽然这些产品在价格上便宜不少，看上去很有吸引力，但实际的成像效果却实在是令人无法恭维。现在市面上大多数摄像头采用的都是五玻镜头，但是不乏少数商家将塑料镜头说成五玻镜头的。因此消费者在选购一些杂牌摄像头时，一定要详细试用一下，谨防上当受骗。 另外，镜头还有一个重要的参数那就是光圈，通过调整光圈可以控制通过镜头到达传感器的光线的多少，除了控制通光量，光圈还具有控制景深的功能，即光圈越大，则景深越小 摄像头感光器件：CCD一定比CMOS好吗？ 在选择摄像头时，镜头是很重要的。按感光器件类别来分，现在市场上摄像头使用的镜头大多为CCD 和CMOS两种，其中CCD（Charge Coupled Device，电荷耦合组件）因为价格较高更多是应用在摄像、图象扫描方面的高端技术组件，CMOS（Complementary Metal－Oxide Semiconductor，附加金属氧化物半导体组件）则大多应用在一些低端视频产品中。
USB摄像头的工作原理 2010-04-06 15:03 摄像头的工作原理 摄像头的工作原理大致为：景物通过镜头(LENS)生成的光学图像投射到图像传感器表面上，然后转为电信号，经过A/D(模数转换)转换后变为数字图像信号，再送到数字信号处理芯片(DSP)中加工处理，再通过USB接口传输到电脑中处理，通过显示器就可以看到图像了。 注1：图像传感器(SENSOR)是一种半导体芯片，其表面包含有几十万到几百万的光电二极管。光电二极管受到光照射时，就会产生电荷。 注2：数字信号处理芯片DSP(DIGITAL SIGNAL PROCESSING)功能：主要是通过一系列复杂的数学算法运算，对数字图像信号参数进行优化处理，并把处理后的信号通过USB等接口传到PC等设备。 DSP结构框架: 1. ISP(image signal processor)(镜像信号处理器) 2. JPEG encoder(JPEG图像解码器) 3. USB device controller(USB设备控制器) 四、摄像头的主要结构和组件 从摄像头的工作原理就可以列出摄像头的主要结构和组件： 1、主控芯片（详情请参阅：《影响摄像头的关键
元器件是什么？》） 2、感光芯片（详情请参阅：《影响摄像头的关键元器件是什么？》） 3、镜头（详情请参阅：《影响摄像头的关键元器件是什么？》） 4、电源 摄像头内部需要两种工作电压：3.3V和2.5V，因此好的摄像头内部电源也是保证摄像头稳定工作的一个因素。 五、摄像头的一些技术指标 1、图像解析度/分辨率(Resolution)： ●SXGA(1280 x1024)又称130万像素 ●XGA(1024 x768)又称80万像素 ●SVGA(800 x600)又称50万像素 ●VGA(640x480)又称30万像素(35万是指648X488) ●CIF(352x288) 又称10万像素 ●SIF/QVGA(320x240) ●QCIF(176x144) ●QSIF/QQVGA(160x120) 2、图像格式(image Format/ Color space) RGB24,I420是目前最常用的两种图像格式。 ●RGB24：表示R、G、B三种颜色各8bit，最多可表现256级浓淡， 从而可以再现256*256*256种颜色。 ●I420：YUV格式之一。 ●其它格式有: RGB565，RGB444，YUV4:2:2等。 3、自动白平衡调整(AWB) 定义：要求在不同色温环境下，照白色的物体，屏幕中的图像应也是白色的。 色温表示光谱成份，光的颜色。色温低表示长波光成分多。 当色温改变时，光源中三基色(红、绿、蓝)的比例会发生变化， 需要调节三基色的比例来达到彩色的平衡，这就是白平衡调节的实际。 4、图像压缩方式 JPEG：(joint photographic expert group)静态图像压缩方式。 一种有损图像的压缩方式。压缩比越大，图像质量也就越差。当图像精度要求 不高存储空间有限时，可以选择这种格式。目前大部分数码相机都使用JPEG格式。 5、彩色深度(色彩位数) 反映对色彩的识别能力和成像的色彩表现能力，实际就是A/D转换器的量
电梯原理结构 电梯的基本结构是：一条垂直的电梯井内，放置一个上下移动的轿箱(Cab)。电梯井壁装有导轨，与轿箱上的导靴限制轿箱的移动。轿箱的支撑及升降有两种方法： 曳引式 多条钢缆，把轿箱悬挂在电梯井顶部机房的曳引轮之上。钢缆另一端悬挂作平衡的对重。对重一般为轿箱加上50%负载时的重量。当轿箱移动时，对重会向反方向移动。曳引轮是依靠钢缆的粗糙表面及引轮上坑纹之间的摩擦力来拉动轿箱。因此当钢缆或曳引轮用旧之后，必须适时更换以防滑溜。电动机负责带动曳引轮转动，提供动力升起或放下轿箱。电动机可能是交流，亦有可能是直流。部分电动机要使用齿轮带动曳引轮，较新及较快的电梯一般会采用无齿轮带动。部分高层曳引式电梯还有重量补偿：在轿箱及对重之下设有一条钢缆或锁链，连接到地上。作用是补偿悬挂轿箱或对重的钢缆长度改变引起的重量变化。曳引式电梯必定会有各种安全装置，防止轿箱因钢缆继裂、制动失灵等任何原因造成的堕落。最低限度的安全装置包括：在机房装设的钢缆限速器，在轿箱及对重上安装安全钳。安全钳即奥的斯当年发明的机械安全装置，当加速到某一速度时会自动钳紧导轨，把轿箱或对重刹停。在电梯井的底部，还会装有缓冲器，作为最后的保护。 曳引式电梯一般需要在电梯顶部设置机房。近年设计新型的曳引式电梯，采用纤维－钢缆复合缆索，可以减少所需的润滑及维修。此外新型的电动机体积小，可以安装在井壁，免除机房设置。 液压式 轿箱由底下的柱塞支撑及升降，柱塞由液压推动。部分柱塞可作望远镜式折叠，减少地底所需要的深度。部分柱塞不可折，安装时地下必需挖一个洞。因为柱塞的限制，液压式电梯一般只会在两至五层高的建筑物上使用(不多于20米)。液压式电梯的优点是机房可设置在任何位置，而且占地较少，机械亦较为简单；一般使用亦较少机会发生问题。但是亦有耗电较多，速度低的缺点(秒速不高于1米)。 电梯原理结构分章(点击进入查看相关内容) 第一章：电梯的型号与分类 第二章：电梯结构原理与安全保护装置 第一节：曳引系统 第二节：轿厢与门系统 第三节：导向系统 第四节：重量平衡系统 第五节：电气控制装置 第六节：电梯安全保护装置 第三章：继电器逻辑控制电梯系统 第一节：呼叫指令的记忆与解除 第二节：选层器 第三节：自动定向电路 第四节：最远的反向呼叫电路 第五节：电梯的启动与换速电路 第六节：平层停止运行电路 第七节：开关门控制电路
1复印机能快速、便捷的将文件、图片、书稿等图文资料进行复制，是办公室不可缺少的现代办公设备，因而得到了广泛的应用。 1、复印机的种类特点 由于复印机大都采用静电的方式进行复印，又被称之为静电复印机。新一代复印机从曝光、图文稿件的识别和图像信号的处理等过程中采用了数字技术，这种复印机被称为数码机（复印机）。 静电复印技术通常指的是利用静电和某些具有光电导特性的材料（感光鼓）在光的作用下从绝缘体变为导电体这一原理对被摄物（原稿）进行照相并以复印品的形式快速输出的复制技术。 在数码复印机中，曝光灯照射到放在原稿台上的原稿，得到的光照图像经过反光镜、镜头等光学系统照射到CCD图像传感器上，CCD将光图像变成电信号，再进行数字信号处理，CCD输出的电信号数字化后，再用数字信号控制激光器对感光鼓进行曝光，使感光鼓形成静电潜像。 2、复印机的基本结构和工作原理 2.1 静电复印的基本过程 静电复印过程可分为七个过程，即：预曝光、充电、图像曝光、显影、转印分离、定影和清洁七个步骤。如图1所示。 图1 静电复印的基本过程 如图2所示为一部典型复印机的内部结构示意图。有关成像和复印的结构图示于图3。
图2 复印机的整机结构示意图 图3 复印机的成像和复印相关部件示意图 感光鼓是复印机的核心部件，它位于复印机的中心部位，如图4所示。欲取下鼓组件要操作代码程序：打开前盖，接通电源开关，用细螺丝刀（或牙签）触发维修模式开关→面板上会显示“S”字符，然后操作*→3→*→006，复印机便自动使显影器与鼓组件分离。卸 下固定螺钉便可将鼓组件分离。鼓组件的结构如图5所示。
图4 复印机的内部结构（佳能NP-3825） 图5 鼓组件的结构 感光鼓是在旋转的过程中进行复印的，在旋转的过程中，连续复印直至完成一页的复印过程。因而许多零部件都安装在感光鼓的周围，如图6所示。 图6 感光鼓及相关部件
摄像头的工作原理是：按一定的分辨率，以隔行扫描的方式采集图像上的点，当扫描到某点时，就通过图像传感芯片将该点处图像的灰度转换成与灰度一一对应的电压值，然后将此电压值通过视频信号端输出。具体而言（参见下图），摄像头连续地扫描图像上的一行，则输出就是一段连续的电压信号，该电压信号的高低起伏反映了该行图像的灰度变化。当扫描完一行，视频信号端就输出一个低于最低视频信号电压的电平（如0.3V），并保持一段时间。这样相当于，紧接着每行图像信号之后会有一个电压“凹槽”，此“凹槽”叫做行同步脉冲，它是扫描换行的标志。然后，跳过一行后（因为摄像头是隔行扫描的），开始扫描新的一行，如此下去，直到扫描完该场的视频信号，接着又会出现一段场消隐区。该区中有若干个复合消隐脉冲，其中有个远宽于（即持续时间长于）其它的消隐脉冲，称为场同步脉冲，它是扫描换场的标志。场同步脉冲标志着新的一场的到来，不过，场消隐区恰好跨在上一场的结尾和下一场的开始部分，得等场消隐区过去，下一场的视频信号才真正到来。摄像头每秒扫描25 幅图像，每幅又分奇、偶两场，先奇场后偶场，故每秒扫描50 场图像。奇场时只扫描图像中的奇数行，偶场时则只扫描偶数行。 摄像头有两个重要的指标：有效像素和分辨率。分辨率实际上就是每场行同步脉冲数，这是因为行同步脉冲数越多，则对每场图像扫描的行数也越多。事实上，分辨率反映的是摄像头的纵向分辨能力。有效像素常写成两数相乘的形式，如“320x240”，其中前一个数值表示单行视频信号的精细程度，即行分辨能力；后一个数值为分辨率，因而有效像素=行分辨能力×分辨率。 值得注意的是，通常产品说明上标注的分辨率不是等于实际分辨率（即每场行同步脉冲数），而是等于每场行同步脉冲数加上消隐脉冲数之和。因此，产品说明上标注的“分辨率”略大于实际分辨率。我们要知道实际的分辨率，就得实际测量一下。 摄像头工作原理.jpg
光纤基本结构及原理 2011-08-16 12:04 2.6.1 光纤通信的概念与基本原理 多种多样的通信业务迫切需要建立高速率的信息传输网。在传输网，特别是骨干网中，高速数字通信的速率已迈向每秒G（109）比特级，正在向T（1012）比特级迈进。要实现这样高速的数字通信，依靠无线媒质或是以传统电缆为代表的有线媒质均是不可想象的。这一难题直到光纤作为一种传输媒质被人们发现之后才得以破解。光纤的潜在容量可达数百T，要比传统电缆的容量至少高出5个数量级。 纵观通信发展史，不难发现，人们一直在不断开拓电磁波的各个频段，把如何利用电磁波作为通信技术的重要研究方向。在大学物理课程中我们已经学到，光可以看作是可见光波段的电磁波。因此，开发光波作为通信的载体与介质是很自然的。在光通信的发展历史中，两大主要的技术难点是光源和传输介质。在上世纪60年代，美国开发了第一台激光器，相对于其他普通光源，激光器具有亮度高、谱线窄、方向性好的特点，可以产生理想的光载波。另一方面，激光如果在大气中传播，会受到变幻无常的气候条件的影响。因此人们设想利用可以导光的玻璃纤维——光纤进行长距离的光波传输。1970年，美国康宁公司首次研制成功损耗为20dB/1km的石英玻璃光纤，达到了实用水平。目前实用的光纤直径很小，既柔软又具有相当的强度，是一种理想的传输媒质。目前，在朗迅（Lucent）、北电（Nortel）、阿尔卡特（Alcatel ）、西门子（Siemens）等公司的实验室中，光纤传输技术已经达到数千公里无中继的先进水平。 光纤通信的定义：光纤通信是以光波为载频，光导纤维为传输媒介的一种通信方式。光纤通信一般在发送方对信息的数字编码进行强度调制，在接收端以直接检波的方式来完成光/电变换。 2.6.2 光纤的工作窗口 1．工作窗口的定义 光波可以看作是电磁波，不同的光波就会有不同的波长与频率。我们知道，透明的彩色玻璃之所以有颜色，是因为它只允许一种颜色的光波通过，而其他颜色的光波通过较少。石英光纤也具有类似的选择特性，对特定波长的光波的传输损耗要明显小于其它波长的光波，这些特定的波长就是光纤的工作窗口。工作窗口是随着原材料工艺的不断发展和对光纤传输特性研究的不断深入而一个接一个被打开的。
摄像机的工作原理及应用 内容提要 摄像机是一种把景物光像转变为电信号的装置。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。 摄像机所以能摄影成像，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。 景深原理在摄像上有着极其重要的作用。正确理解和运用景深，有助于拍出满意的画面。光圈、焦距和物距是决定景深的主 要因素。 变焦距镜头具有在一定范围内连续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。 自动聚集装置有四种工作方式，即红外线方式、超声波方式、海耐乌艾方式和佳能SST方式。它们都有较高的测量精度，分别被应用在不同类型的摄像机之中。 一、摄像机的工作原理 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。 三片CCD摄像机的组成框图 二、镜头及其成像原理 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，
一、摄像头工作原理 上一篇我们讲了摄像头模组的组成，工作原理，作为一种了解。下面我们析摄像头从寄存器 角度是怎么工作的。如何阅读摄像头规格书（针对驱动调节时用到关键参数，以GT2005为例）。 规格书，也就是一个器件所有的说明，精确到器件每一个细节，软件关心的寄存器、硬件关 心的电气特性、封装等等。单单驱动方面，我们只看对我们有用的方面就可以了，没必要全部看完。主要这些资料全都是鸟语,全部看完一方面时间上会用的比较多，找到关键的地方 就行了。 1、camera的总体示意图如下：控制部分为摄像头上电、I2C控制接口，数据输出为摄像头 拍摄的图传到主控芯片，所有要有data、行场同步和时钟信号。GT2005/GT2015是CMOS 接口的图像传感器芯片，可以感知外部的视觉信号并将其转换为数字信号并输出。 我们需要通过MCLK给摄像头提供时钟，RESET是复位线，PWDN在摄像头工作时应该始终为低。PCLK是像素时钟（这个应该是等同于CSI中的普通差分时钟通道），HREF是行参考信号，VSYNC是场同步信号。一旦给摄像头提供了时钟，并且复位摄像头，摄像头 就开始工作了，通过HREF，VSYNC和PCLK同步传输数字图像信号。数据是通过D0~D7这八根数据线并行送出的。
（1）、Pixel Array GT2005阵列大小为1268 列、1248 行,有效像素为1616 列, 1216 行。也就是说摄像头为1600X1200的时候，像素点要多于这个，去除边缘一部分，保证图像质量吧。 （2）、I2C这个不用说了，摄像头寄存器初始化的数据都从这里传输的，所有的I2C器件都一样的工作，来张图吧，后面做详细分析； 下面这一部分在调试驱动的过程中比较重要了： （3）、MCLK 电子元件工作都得要个时钟吧，摄像头要工作，这个就是我们所要的时钟，在主控制芯片提供，这个时钟一定要有，要不然摄像头不会工作的。 （4）、上下电时序，这个要接规格书上来，注意PWDN、RESETB这两个脚，不同的摄像 头不太一样，这个图是上电时序，上电时参考一下，知道在那里看就行；
张正友算法原理及其改进 由于世界坐标系的位置可以任意选取，我们可以假定世界坐标系和摄像机坐标系重合，故定义模板平面落在世界坐标系的0W Z =平面上。用i r 表示R 的每一列向量，那么对平面上的每一点，有： [][]12312 0111W W W W X u X Y s v A r r r t A r r t Y ?? ?? ?? ?? ??????==?????????????? ?? ?? 这样，在模板平面上的点和它的像点之间建立了一个单应性映射H ，又称单应性矩阵或投影矩阵。如果已知模板点的空间坐标和图像坐标，那么就已知m 和M ，可以求解单应性矩阵H 。)1,,(w w Y X )1,,(v u 因为11W W u X s v H Y ????????=????????????,其中11 121321222331 32 1h h h H h h h h h ?? ??=?????? ,可推出： 111213 21222331321 W W W W W W su h X h Y h sv h X h Y h s h X h Y =++?? =++??=++? 故， 1112133132212223313211W W W W W W W W h X h Y h u h X h Y h X h Y h v h X h Y ++?=?++? ? ++?=?++? 将分母乘到等式左边，即有 3132111213 31 32212223W W W W W W W W uX h uY h u h X h Y h vX h vY h v h X h Y h ++=++??++=++? 又令[]T h h h h h h h h h 3231232221131211 ='，则 1 00000 01W W W W W W W W X Y uX uY u h X Y vX vY v --???? '=????--??? ? 多个对应点的方程叠加起来可以看成Sh d '=。利用最小二乘法求解该方程，即1()T T h S S S d -'=，进而得到H 。 摄像机内部参数求解 在求取单应性矩阵后，我们进一步要求得摄像机的内参数。首先令i h 表示H 的每一列向量，需要注意到上述方法求得的H 和真正的单应性矩阵之间可能相差一个比例因子，则H 可写成： [][]1 2 312h h h A r r t λ=
图示喷墨打印机基础知识：分类、工作原理、结构 1、喷黑打印机的分类 按墨水滴形成的方法：滴落式、高频振荡断裂式、喷雾式和电脉冲加热式。 按墨水滴的偏转控制：电场偏转式、磁场偏转式、机械偏转式 按控制墨水的方式：电荷控制式（又称充电控制式）、电场控制方式（又称静电发射式）、压电喷墨式（又称脉冲控制式）、气泡式喷墨式 2.喷墨打印机的工作原理 （1）电荷控制方式喷墨打印机 组成：喷墨头、充电电极、偏转电极、墨水供应与过滤系统（包括墨水泵、墨水槽、过滤器、收集槽、回收器管道等）、相应的控制电路、电源组成。 工作时，导电的墨水在墨水泵的高压作用下进入喷嘴，通过喷嘴形成一束极细的高速射流： 1）射流通过高频振荡发生器，断裂成连续均匀的墨水滴流。 2）在充电电极上施加一个静电场给墨水滴充电，所充电荷多少与墨滴喷在纸上的位置高低成正比。在充电电极上所加的电压越高，充电电荷就越多。 3）带不同电荷的墨滴，通过加有恒定高电压偏转电极形成的电场后，垂直偏转到所需的位置，电荷一直保持到墨滴落到记录纸上为止。 4）若在垂直线段上某处不需喷点，则相应的墨滴不充电。这些墨滴在偏转电场中不发生偏转而按原方向射入回收器中。 （2）电场控制式喷墨打印机 电场控制式打印机是在静电场中用滴落法来形成墨滴的。 墨水射流上的静压力使墨水在喷嘴孔口处形成一个凸出的新月形面。墨水不会流出，墨水的表面张力和静压力处于平衡状态。如果在凸出的新月形面和位于喷嘴前面的加速电极上一个高电压（一般为2000V），就会形成一个轴向电场力作用于新月形面上，使其发生变形，形成一滴墨水。墨水滴在电场方向加速，其速度正比于加速电压，反比于墨滴直径。墨水形成，喷嘴随即又从墨水容器中得到补充。这样就形成一串墨水滴链。被充电的墨滴形成后，在不同的偏转电场电压作用下，在X和Y方向进行偏转，落在记录纸上相应位置而形成字符。 （3）压电喷墨式打印机
网络摄像机的组成及工作原理 网络摄像机的应用，使得图像监控技术有了一个质的飞跃。首先，网络的综合布线代替了传统的视频模拟布线，实现了真正的三网（视频、音频、数据）合一，网络摄像机即插即用，工程实施简便，系统扩充方便；其次，跨区域远程监控成为可能，特别是利用互联网，图像监控已经没有距离限制，而且图像清晰，稳定可靠；再者，图像的存储、检索十分安全、方便、可异地存储，多机备份存储以及快速非线性查找等。 组成原理 网络摄像机一般由镜头、图像传感器、声音传感器、A/D转换器、图像、声音、控制器网络服务器、外部报警、控制接口等部分组成。 镜头 镜头作为网络摄像机的前端部件，有固定光圈、自动光圈、自动变焦、自动变倍等种类，与模拟摄像机相同。 图像传感器、声音传感器 图像传感器有CMOS和CCD两种模式。CMOS既互补性金属氧化物半导体，CMOS 主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体，通过CMOS上带负电和带正电的晶体管来实现基本的功能的。这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片记录和解读成影像。CMOS针对CCD最主要的优势就是非常省电。不像由二级管组成的CCD和CMOS电路几乎没有静态电量消耗。这就使得CMOS的耗电量只有普通CCD的1/3左右，CMOS重要问题是在处理快速变换的影像时，由于电流变换过于频繁而过热。暗电流抑制的好就问题不大，如果抑制的不好就十分容易出现杂点。 CCD图像传感器由在单晶硅基片上呈二维排列的光电二级管及其传输电路构成。光电二极管把光转化成电荷，再经转化电路传送和输出。
通常，传送优良图像质量的设备都采用CCD图像传感器，而注重功耗和成本的产品则选择CMOS图像传感器。但新的技术正在克服每种器体固有的弱点，同时保留了适合于特定用途的某些特性。这一部分与模拟摄像机相同。 声音传感器即拾声器或叫麦克风，与传统的话筒原理一样。 A/D转换器 A/D转换器的功能是将图像和声音等模拟信号转换成数字信号。 基于CMOS模式的图像传感器模块有直接数字信号输出的接口，无须A/D转换器；而基于CCD模式的图像传感器模块如有直接数字输出的接口，亦无须A/D 转换器，但由于此模块主要针对模拟摄像机设计，只有模拟输出接口，故需要进行A/D转换。 图像、声音编码器 经A/D转换后的图像、声音数字信号，按一定的格式或标准进行编码压缩。编码压缩的目的是为了便于实现音/视信号与多媒体信号的数字化；便于在计算机系统、网络以及万维网上不失真地传输上述信号。 目前，图像编码压缩技术有两种：一种是硬件编码压缩，即将编码压缩算法固化在芯片上；另一种是基于DSP的软件编码压缩，即软件运行在DSP上进行图像的编码压缩。同样，声音的压缩亦可采用硬件编码压缩和软件压缩，其编码标准有MP3等格式。 控制器 控制器是网络摄像机的心脏，它肩负着网络摄像机的管理和控制工作。如果是硬件压缩编码，控制器是一个独立部件；如果是软件编码压缩，控制器是运行编码压缩软件的DSP，即二者合而为一。
复印机的基本结构和工作原理
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1复印机能快速、便捷的将文件、图片、书稿等图文资料进行复制,是办公室不可缺少的现代办公设备，因而得到了广泛的应用。 1、复印机的种类特点 由于复印机大都采用静电的方式进行复印,又被称之为静电复印机。新一代复印机从曝光、图文稿件的识别和图像信号的处理等过程中采用了数字技术,这种复印机被称为数码机（复印机)。 静电复印技术通常指的是利用静电和某些具有光电导特性的材料(感光鼓)在光的作用下从绝缘体变为导电体这一原理对被摄物(原稿）进行照相并以复印品的形式快速输出的复制技术。 在数码复印机中,曝光灯照射到放在原稿台上的原稿，得到的光照图像经过反光镜、镜头等光学系统照射到ＣCD图像传感器上,ＣCＤ将光图像变成电信号,再进行数字信号处理，CCD输出的电信号数字化后，再用数字信号控制激光器对感光鼓进行曝光,使感光鼓形成静电潜像。 2、复印机的基本结构和工作原理 2.１静电复印的基本过程 静电复印过程可分为七个过程，即：预曝光、充电、图像曝光、显影、转印分离、定影和清洁七个步骤。如图1所示。 图1 静电复印的基本过程 如图２所示为一部典型复印机的内部结构示意图。有关成像和复印的结构图示于图3。
图２复印机的整机结构示意图 图3 复印机的成像和复印相关部件示意图 感光鼓是复印机的核心部件,它位于复印机的中心部位,如图4所示。欲取下鼓组件要操作代码程序：打开前盖，接通电源开关,用细螺丝刀(或牙签）触发维修模式开关→面板上会显示“S”字符，然后操作*→3→＊→00６，复印机便自动使显影器与鼓组件分离。卸下固定螺钉便可将鼓组件分离。鼓组件的结构如图5所示。
万方数据
Ｋ，乙）变换为摄像机坐标系中的坐标值只（疋，Ｋ，乙）如下 ㈧…＝㈠Ｍ㈤（２）将坐标值只（冠，Ｋ，ｚｃ）在针孔模型中进行规范化投影，得 只＝［妻甜引∽（３）引入透镜的畸变，畸变后的规范化坐标值可以用雎如砌 阱Ｘｄｃ，峨‰叫州黝；篙］㈤ 将Ｐｄ（ｘａ，ｙａ）转换为图像上像素坐标系上的坐标值Ｂ（“，访 ｆ吲：时‰（４） 够可＝ｆ／．劬ｓｘ／咖（５）像素之间的有效距离（ｍｍ／ｐｉｘｅｌ）；ｄｐｙ为计算机图像在垂直方向 换）方法计算出摄像机的内部参数和外部参数的初值Ⅲ。该步虑透镜畸变的影响，得到的参数值并不准确。不过作为下一 数据拟合目标函数““如式６所示。既要将图像上Ⅳ个角点的坐标值（Ｕ，Ｋ）（ｆ＝１，…朋拾取出来，还要利用上述畸变模型计算出这Ⅳ个标志点的坐标值（‰ｖＪ）（ｆ＝１，…朋，然后利用式６进行数 转化为求解非线性最小二乘的问题，通过非线性优化算法“”多次迭代，最后得到使目标函数的值最小的参数值，降低了求解难度。迭代的初值由第①步的ＤＬＴ方法算出，ＤＬＴ方法不 ２基于ＯｐｅｎＣＶ的摄像机标定 基于ＯｐｅｎＣＶ的摄像机标定采用平面棋盘格标定模板，一１９８一 为了提高角点提取的成功率，在标定方块的外围，还要求保留一个方块宽的白色空白区域，如图１所示。摄像机只需在不同的角度抓取几张平面标定模板的图片，就可以实现对摄像机的标定。显然，由于采用最小二乘法，抓得图越多，标定的结果就越精确。 图１平面棋盘格标定模板 虽然ＯｐｅｎＣＶ中自动寻找角点函数提取角点的成功率很高，但是若碰到光线被遮挡等情况，使得标定模板上的标定块在图像上不清晰或提取的角点数目与设定的数目不相符的状况，就会导致角点提取失败，如图２所示：因此ＯｐｅｎＣＶ并不保证能够提取所有图像上的角点。所以在设计标定算法时必须要考虑角点不能被提取的情况：一方面，如果角点提取成功的图过少，则标定出来的结果就不一定能满足精度的要求，需要重新采图；另一方面，由于摄像机外部参数的个数与标定图像的个数相关联，所以在最后计算标定结果时，应将提取角点失败的图像舍弃，再根据剩下图像的数目，动态地分配参数在内存中的储存空间，如果没有这么一个筛选的过程，盲目得在内存中分配参数的储存空间，则在提取角点失败的图像上，不能找到与角点在世界坐标系中的坐标值相对应的像素坐标系上的坐标值，在这种情况下强行计算的话，很容易出现程序报错，得不到标定结果的情况。因此，本文提出以下摄像机标定算法： （１）读取一组标定用图像数据； （２）用ｃｖＦｉｎｄＣｈｅｓｓｂｏａｒｄＣｏｍｅｒｓ（）筛选图像；将读入的一组图像数据分别代入ｃｖＦｉｎｄＣｈｅｓｓｂｏａｒｄＣｏｍｅｒｓ０函数，如果返回值是１，则表示在该幅图像上提取的角点数目和设定的相同，提取角点成功；若为０，则表示角点提取失败，该幅图要抛弃； （３）如果可用的标定图的数目满足设定的最少标定用图的数目，继续步骤（４）；否则，则应重新采图，返回步骤（１）； （４）根据筛选剩下图像的数目用ｃｖＣｒｅａｔｅＭａｔ０为摄像机的内外部参数、角点在世界坐标系的坐标值以及在图像坐标系中的坐标值分配内存存储空间； （５）将筛选剩下的图像代入ｃｖＦｉｎｄＣｈｅｓｓｂｏａｒｄＣｏｍｅｒｓ０，得到角点在图像像素坐标系中坐标值；再将图像和得到的图像像素坐标系中坐标值代入ＦｉｎｄＣｏｍｅｒＳｕｂＰｉｘ（）函数，进一步精 （ａ）角点提取失败（ｂ）角点提取成功 图２角点提取图像 万方数据