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作者：刘羽

出版社：中国传媒大学出版社

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高清电视摄影技术试读：

本章要点

1.什么是高清晰度电视摄像机

2.高清摄像机的主要分类及用途

3.高清摄像机的基本结构及主要功能第一节 高清晰度数字摄像机概述一、高清晰度数字摄像机

高清晰度数字摄像机（以下简称高清摄像机）首先应当是一台数字摄像机。

关键术语

数字摄像机是指利用数字技术完成图像及声音的处理，并以数字信号的形式将摄取景物的视音频信息记录下来或传输出去的电视摄像机。

在数字摄像机中，镜头摄取的光学信息会借助CCD或CMOS转化为模拟电信号，再将该模拟电信号转换为数字信号，经由一系列数字处理后输出，或将处理完的数字信号记录到存储介质上。

追本溯源，数字摄像机是在模拟摄像机的基础上发展而来的。与模拟摄像机相比，数字摄像机的主要特征体现在如下三个方面。

1.采用数字信号处理技术和数字控制技术，完成图像及声音信号的处理

相比模拟技术，数字摄像机可以提供更好的图像质量，提供更高的操作稳定性、更强的抗干扰能力以及更长的使用寿命。数字信号的应用可以将画面的噪波抑制到最小；同时，由于数字记录的特点，重放信号的噪波也相对较少。在处理过程中，数字信号具有纠错编码技术，重现图像时的信号失落可以得到补偿，从而有效避免画面失真。影像质量的提升是数字摄像机相比模拟摄像机最大的优势。

此外，借助数字控制技术，可以新增基于模拟技术无法或难于实现的操作特性，赋予摄像机很多崭新功能。同时，数字技术有利于降低设备功耗，增强摄像机的稳定性和拓展外景拍摄时间。

2.通过数字编码及压缩技术，存储数字视音频信息

数字信号便于实现高密度和大容量记录。在确保图像质量的前提下，借助数字编码和压缩技术，数字信号可以进一步提升存储效率。这样，数字摄像机就可以记录更为丰富的信息，从而使我们利用更为小型化的存储介质，存储更高的图像质量，记录更长的时间。

3.采用多种存储介质，实现文件化存储。在完成视音频信号处理的同时，引入包括元数据在内的多种拍摄数据的处理和记录

相比模拟信号，数字信号更加便于以文件的形式进行存储。为了与此相适应，除传统的磁带存储外，光盘、半导体存储卡及硬盘作为存储介质纷纷用于数字摄像机，直接实现素材存储的文件化。这一趋势迎合了当前非线性编辑系统在影视制作中广泛应用的现实，有助于通过文件在前期拍摄和后期制作中形成无缝连接，构建更为便捷的节目制作流程，大幅提升了节目制作尤其是新闻节目制作和现场节目制作的效率。

此外，数字摄像机可以处理和记录包括元数据在内的多种拍摄数据。通过与相应软件对接，摄像机可以方便地查看拍摄数据，也可以在各种编辑软件的协同下完成多种辅助功能。充分利用拍摄数据和相关软件，可以更新摄影师的原有工作方式，构建崭新的工作流程，进一步提高节目前期拍摄及后期制作的效率。

关键术语

高清晰度数字摄像机：如果一台数字摄像机的成像性能可以达到高清晰度电视对画面分辨率的要求，就可以称之为高清晰度数字摄像机，简称高清摄像机。

目前，高清晰度电视画面主要分为2K、4K和8K三种分辨率等级。2K是指画面的水平分辨率接近或达到2000像素，其标准画面分辨率为1920×1080像素，整幅画面的像素总数约为200万个；4K是指画面的水平分辨率接近或达到4000像素，其标准画面分辨率为3840×2160像素，整幅画面的像素总数约为800万个，是2K画面的4倍；而8K是指画面的水平分辨率接近或达到8000像素，其标准画面分辨率为7680×4320像素，整幅画面的像素总数约为3000万个，是2K画面的16倍。图1-1-1 2K、4K及8K高清电视分辨率

按照不同的成像分辨率，高清晰度电视摄像机也分为2K、4K和8K三种规格。2K摄像机多用于常规高清节目的拍摄，如新闻、专题、综艺节目及体育直播等，4K摄像机常用于高端节目制作（有些被称为4K数字摄影机），如数字电影、电视剧、纪录片等。

背景延伸

技术不断前行，具有更高成像分辨率的8K高清摄像机已经出现。8K高清摄像机的分辨率可达到惊人的7680×4320像素，是2K高清摄像机的16倍。但目前，8K技术仍处于技术验证阶段。相信在不久的将来，令人叹为观止的超高清画面会越来越多地呈现给广大观众。二、高清摄像机基本结构及功能分布

高清摄像机是集光学、电子、机械部件为一体的精密设备。就当前普遍使用的高清晰度电视摄像机而言，通常包括了高解像度光学镜头、高密度感光单元、高性能图像信息处理引擎以及磁带、光盘或存储卡记录模块。

高清摄像机从基本结构上大体可以分为四个部分：光学通路及光电转换模块、视音频信号处理模块、视音频及操控信息显示模块和信号记录模块。

1.光学通路及光电转换模块

光学通路及光电转换模块由三大部分组成，分别是光学镜头、光学滤色片、摄像机感光单元。在整个光学通路及光电转换模块中，各组成部分均接受来自视频音频信号处理模块的电信号控制，从而实现摄像机成像特性的调整。（1）光学镜头

光学镜头的核心作用是完成光学成像，即把被摄范围内的影像呈现在摄像机感光单元的靶面上。在镜头内部，各种透镜按照其光学特性被组合起来，使得光线经过时的传输方向受到人为控制，从而形成特定的通路，完成景物的光学成像过程。

背景延伸

高清摄像机的镜头主要有定焦镜头和变焦镜头两种。通常定焦镜头比较小巧轻便、成像质量高，但不具备画面推拉的功能，实际使用中只能通过改变摄像机的机位控制构图和景别。相比之下，变焦镜头的视场角连续可调，不需要改变摄像机的机位，就可以控制画面景别；在拍摄运动镜头时，变焦镜头还可以方便地实现画面推拉。在新闻、专题和综艺节目拍摄以及体育比赛直播中，需要频繁推拉画面，因此高清摄像机普遍采用变焦镜头。但在拍摄数字电影、广告、纪录片、宣传片时会更加注重图像质量，有时会采用4K摄像机搭配定焦镜头的组合。图1-1-2 高清摄像机变焦镜头

在光学镜头部分，主要集成了如下摄像机控制：

·自动变焦及手动变焦控制

·变焦伺服调整机构

·聚焦控制

·自动及手动光圈控制

·瞬时光圈按钮

·启动及结束录制按钮

有些摄像机的镜头部分还集成了以下控制：

·微距聚焦环及后焦距调整环

·镜头盖开闭装置

·扩展聚焦按钮

·录制回看按钮（2）光学滤色片

光学滤色片安装在光学镜头和感光单元之间。它的作用是使通过镜头的光线，在到达感光单元前，滤除某些颜色成份，或产生光线散射。图1-1-3 光学滤色片旋钮

广播级高清摄像机上同时集成有三类光学滤色片，分别如下：

·色温滤色片

·灰度滤色片

·星光镜滤色片

通过调整色温滤色片，在不同色温的光照条件下拍摄同一物体时，可以得到相同颜色的还原。有时，通过巧妙设定色温滤色片，也可以人为营造出颜色夸张的艺术效果。

灰度滤色片也被称为ND滤色片，它等量地滤除各种颜色成分，从而起到整体削弱通光量的作用。当环境照明过于强烈时，为避免曝光过度，可配合光圈适当选择灰度滤色片。

星光滤色片的作用是产生特定的光线散射。适当使用星光滤色片，可以在画面的高光部分朝四、六或八个方向产生光学衍射，营造星光朦胧的炫目效果。图1-1-4 分光棱镜与3片感光单元（见彩图1）（3）摄像机感光单元

感光单元位于镜头与机身的衔接处，是摄像机实现光电转换的关键器件。目前，电视摄像机普遍使用CCD或CMOS两种感光单元。

在感光单元前面，装有高精度的分光棱镜。利用光线的投射、折射及全反射原理，通过镜头及光学滤色片的光线被分光棱镜筛选为红、绿、蓝三种成分，并投射至不同方向。3个独立的感光靶面恰好置于红、绿、蓝三束光线的成像面上，接受这三束光线并将其转换为电信号，也就是RGB信号，并输出给摄像机的视频处理电路。

2.视音频信号处理模块

视音频信号处理模块主要包括视音频处理系统、时钟脉冲发生系统、控制系统软硬件以及电源系统。经光电转换得到的RGB信号，经过视音频信号处理模块后，最终被编码为高清数字分量信号（HD SDI或3G HD SDI信号）输出，或被压缩为特定格式的数据，供磁带、光盘或存储卡等介质记录。

在视音频信号处理模块，主要集成了如下摄像机控制：图1-1-5 视音频信号处理模块

·电源开关及节电控制

·DCC控制

·增益控制

·白平衡及黑平衡设定

·电子快门及清晰扫描设定

·菜单控制

·音频监听控制

有些摄像机上还集成了以下控制：

·摄像机设定存储卡插槽

·备用录制、启动及结束按钮

·自定义功能按钮

根据摄像机类型及功能，视音频信号处理模块通常还提供HD SDI数字视频信号接口、模拟复合信号接口、HDMI接口、USB接口、IEEE 1394接口、XLR音频信号接口、标准3.5mm立体声耳机接口、电源接口、外接大尺寸专业寻像器接口、随机摄影灯接口、无线话筒天线接口等。

3.视音频及操控信息显示模块

视音频及操控信息显示模块除了在拍摄和回放素材时显示画面外，还提供了摄像机当前状态、控制菜单及音频信号音量等信息的叠加显示。

有些高清摄像机上，会同时提供眼罩式寻像器和液晶显示器两种显示设备。供演播室使用的摄像机还经常外接大尺寸专业寻像器。

在广播级高清摄像机的视音频及操控信息显示模块中，主要集成有如下控制：图1-1-6 眼罩式寻像器及液晶寻像器

·轮廓信号（PEAKING）显示控制

·斑马纹（ZEBRA）显示控制

·提示灯（TALLY）显示控制

·亮度显示控制

·对比度显示控制

4.信号记录模块

信号记录模块的功能是存储、回放及管理摄像机所拍摄的素材文件。目前，高清摄像机中最为常见的存储介质为磁带、半导体存储卡、硬盘及光盘四种。图1-1-7 光盘记录模块及存储卡记录模块

磁带摄像机的信号记录模块中包含带仓及走带机构，其功能类似于数字录像机。磁带摄像机信号记录模块中主要集成了如下功能：

·记录状态显示窗

·录制声道控制

·录制音量调整

·磁带回放控制

磁带存储模式沿袭了传统的线性存储方式，因此，磁带摄像机的信号记录模块虽然能够实现走带控制，却没有素材管理功能。相比之下，半导体存储卡、硬盘或光盘摄像机的存储模式均为非线性存储。因此，除上述功能外，非磁带摄像机还带有以下素材管理功能：

·非线性素材浏览

·素材切割及删除

·素材标注第二节 高清摄像机的类型一、高清摄像机的分类

高清摄像机种类繁多，依照不同的标准，可分类为以下五大类。

1.根据性能与用途的差异，高清摄像机可分为家用娱乐级摄像机、工业用监控摄像机、广播级摄像机、特种用途摄像机等图1-2-1 小型手持式高清摄像机

广播级高清摄像机是专供影视制作领域使用的摄像机，其图像质量高，性能可靠，功能多样，但体积稍显庞大。根据用途上的差异，广播级高清摄像机又可分为小型手持式摄像机、ENG摄录一体机及EFP摄像机三种常见类型。（1）小型手持式高清摄像机

它带有电视节目拍摄所需的最常用功能。为了突出其移动特性，手持式高清摄像机在广播级高清摄像机中体型相对轻巧，耗电量低，在便携性、操控性和图像质量之间取得了较好的折中。这类摄像机多用于新闻采访，有时也用于狭小空间或特殊环境下的拍摄。

案例精选

2008年5月8日，北京奥运会火炬传递过程中，圣火登顶珠峰的画面即是由小型便携摄像机拍摄的。由于拍摄环境人迹罕至，登山运动员无法携带大型摄像器材登顶珠峰。所以，小型手持式高清摄像机承担了记录这一伟大瞬间的重要任务。（2）ENG高清摄录一体机

电视节目制作的主力机型，也是当前电视台等影视制作机构拥有数量最多的机型。

关键术语

ENG意指电子新闻采集（Electronic News Gathering），是磁带摄像机诞生之初，电子摄像机大规模替代拍摄新闻胶片的摄影机时的词语，一直沿用至今。

ENG高清摄录一体机旨在获取最高图像质量和提供全面细致的拍摄功能。该种类的摄像机普遍拥有便于肩扛拍摄的外形设计，功能较为全面的操作按钮和丰富的视音频接口，同时带有记录模块，可以将素材存储在相应的介质中。图1-2-2 ENG高清摄录一体机

当前ENG高清摄录一体机已被广泛用于纪录片、专题片、新闻和影视剧的拍摄。（3）EFP高清摄像机

专用于现场直播或现场节目制作领域的广播级摄像机。

关键术语

EFP意指现场节目制作（Electronic Field Production），是区别后期制作的一种电视节目制作流程。在现场节目制作中，通常由多台摄像机同时进行拍摄，并将画面传送至导播台进行实时切换，这样，在拍摄现场即可完成节目制作，无需经过后期制作。现场节目制作方式，常用于体育比赛或重大社会活动的现场直播、演播室节目、综艺晚会、情景剧等节目的制作。图1-2-3 EFP摄像机

EFP高清摄像机具有较高的成像质量和全面的摄像机控制功能，通常还配有便于监看画面的大尺寸寻像器，以及在现场节目制作中调度机位使用的内部通话设备。但EFP高清摄像机通常不带有记录模块，仅提供视频信号输出。EFP高清摄像机常用于电视演播室及电视转播车。

除EFP高清摄像机外，家用娱乐级摄像机是我们在日常生活中最为常见的摄像机。家用摄像机追求智能化、操作简易、体积小巧和省电，且制造成本不宜过高。该类摄像机广泛应用于旅游、婚庆、聚会等场合，是普通民众日常生活中不可或缺的电器之一。虽然其成像质量谈不上完美，且功能有限，但偶尔也会用于专业电视节目制作领域所。有时，一些社会新闻和突发事件的画面，就是由家用摄像机摄取的。甚至在一些特定的拍摄环境下，家用摄像机可以起到不可替代的作用。

案例精选

2003年10月15日，神舟五号飞船载着杨利伟顺利完成了中国首次载人航天飞行任务。在这次太空之旅中，杨利伟手持家用摄像机，透过飞船舷窗拍摄到壮美的地球远景。2012年6月18日，神舟九号飞船与天宫一号目标飞行器成功实现自动交会对接，我国首位女航天员刘洋手持家用摄像机记录下了这一历史时刻的珍贵影像。

此外，特种用途摄像机是较为少见的摄像机类型。在影视制作领域，主要有航拍摄像机、水下摄像机、偷拍摄像机等；在非广播电视领域，特种用途摄像机主要用于军事、刑侦、医疗、交通等领域。

2.按照成像分辨率上的差异，高清摄像机可分为：2K高清摄像机、4K高清摄像机以及8K高清摄像机等（1）2K高清摄像机

该机所拍摄图像的有效分辨率可达到1920×1080像素，有些2K摄像机的分辨率可支持至2048×1080像素。由于该分辨率被称为全高清分辨率（Full HD），因此，2K高清摄像机也被称为全高清摄像机，或被直接称为高清摄像机。这类摄像机通常具有三片200万像素以上的CCD或CMOS感光单元，能够将拍摄到的视音频信号直接记录在存储介质上或通过HD SDI接口输出。

如SONY的PDW-680高清专业光盘摄录一体机，采用了三片2/3英寸的Exmor CMOS感光单元，采用专业蓝光盘作为存储介质，配有两个HD SDI接口，以及以IEEE1394接口、太网接口等，适用于新闻摄影与专题片拍摄等高清节目制作。图1-2-4 PDW-680高清专业光盘摄录一体机图1-2-5 F55 4K高清摄像机（2）4K高清摄像机

该机所拍摄图像的有效分辨率可达到3840×2160像素，有些4K摄像机的分辨率可支持高至4096×2160像素。因此，4K高清摄像机也被称为超高清摄像机。这类摄像机通常具有尺寸更大的高灵敏度感光单元，有些感光单元的尺寸已经达到Super 35mm电影胶片的尺寸，因此，这些摄像机也被称为全画幅摄像机。4K高清摄像机能够将拍摄到的视音频信号直接记录在存储介质上，也可以通过机身上的多个HD SDI接口将拍摄到的超高清数字电视信号以3G HD SDI的形式输出。

如SONY的F55 4K高清摄像机，采用了一片相当于35mm电影胶片尺寸（24.7mm×13.1mm）的Super 35mm规格CMOS感光单元，可以拍摄具有超宽色域和高动态范围的图像，所拍摄的画面具有电影般的色彩和小景深质感，是一款在数字电影和纪录片摄制中广泛使用的超高清摄像机。

案例精选

早在2008年，在全球顶尖的电视技术展会——美国NAB大展上，日本NHK向全球电视业界展示了其主导开发的8K电视摄像机系统。该系统所提供的画面分辨率达到了令人难以置信的7680×4320像素，足以在超大面积的屏幕上展现足够清晰的图像。目前，受到制造成本、设备体积与功耗以及整个电视制作与传输系统的制约，8K摄像机尚未进入实用化阶段。但终有一天，这些前沿技术将会走入我们的日常生活。[1]

3.根据摄像机中安装的光电转换模块的数量，高清摄像机可分为单CCD摄像机、3CCD摄像机、单CMOS摄像机和3CMOS摄像机

高清摄像机光电转换模块的感光靶面上集成有大量的感光单元。由于制造工艺和感光材料的局限，在特定面积中植入感光单元的数量是有限的。因此，当达到感光单元的密度极限时，感光靶面的尺寸越大，集成的感光单元数量就越多，摄像机的有效像素就越多，成像自然也就越清晰。同理，在特定的分辨率下，感光靶面的尺寸越大，可以分配给每个感光单元的面积也就越大，能够获取到的光线也就越多，摄像机的成像灵敏度也就越高，在微弱光照环境下所拍摄的图像质量也就越好。因此，较大尺寸的感光靶面通常可以提升摄像机的画面清晰度或感光灵敏度。按照从大到小排列，广播级高清摄像机的感光靶面尺寸通常具有Super 35mm全画幅、2/3英寸、1/2英寸三种。

综合光电转换模块的材质、数量和感光靶面的尺寸，广播级高清摄像机主要分为以下几种。（1）单片Super 35mm CMOS高清摄像机

Super 35mm CMOS感光靶面的尺寸为24.7 mm×13.1mm。由于Super 35mm CMOS感光靶面的面积较大，可以容纳大量的感光单元，常用于对成像分辨率要求较高的4K高清摄像机。图1-2-6 F55摄像机的单片Super 35mm CMOS图1-2-7 三片2/3英寸感光单元摄像机PDW-680

Super 35mm CMOS感光靶面的尺寸规格与35mm电影胶片相当，因此，这类摄像机通常可以直接使用胶片摄影机的镜头，得到与摄影镜头相同的焦距与景深。

考虑到Super 35mm CMOS感光单元尺寸较大，且制造成本高昂，因此4K高清摄像机通常使用集成有微透镜和R、G、B三色感光单元的单片感光靶面，而非三片感光器件。（2）三片2/3英寸CCD（3COMS）高清摄像机

2/3英寸感光器件是指对角线的长度为2/3英寸。该尺寸虽然不及Super 35mm，但便于在空间有限的摄像机镜头成像位置安置三片感光器件，以便分别拾取R、G、B三路色彩信号。三片2/3英寸感光器件体积和制造成本适中，可容纳的感光单元数量较多，可以同时兼顾很高的成像质量和较好的设备便携性，是高端2K高清摄像机的首选。

各摄像机制造商在开发2K画质的演播室摄像机、EFP摄像机、高性能ENG摄录一体机时，无一例外地会选择该三片2/3英寸CCD（3COMS）的配置。同时，三片2/3英寸CCD（3COMS）也成为高性能2K高清摄像机的代名词。（3）三片1/2英寸CCD（COMS）高清摄像机 相比2/3英寸感光器件，1/2英寸CCD（COMS）感光器件每个感光单元的面积有限，导致摄像机的灵敏度稍逊一筹。但1/2英寸CCD（COMS）感光器件尺寸较小，便于实现设备的低功耗和小型化。

三片1/2英寸CCD（COMS）产品用于小型手持式高清摄像机和中低端高清摄录一体机的制造。例如，SONY的PMW EX-280手持式小型摄录一体机以及PMW-EX330肩扛式摄录一体机。

4.按照存储介质的差异，高清摄像机可分为磁带摄像机、光盘摄像机、存储卡摄像机、硬盘摄像机以及无存储摄像机（摄像头或EFP摄像机）图1-2-8 三片1/2英寸感光单元摄像机PMW EX-330（1）磁带摄像机

磁带是最为廉价的数字存储介质，可以以较低的价格存储大容量的图像数据。早期，广播级摄像机均选择磁带作为存储介质。常见的高清磁带格式有HDCAM、HDCAM SR、DVCPro HD等。图1-2-9 高清摄像机HDCAM格式及DVCPro HD格式磁带

磁带通常体积较大，反复使用的次数有限，且只能顺序读写，无法实现文件化和非线性的素材管理，这些缺陷都制约着磁带摄像机的功能提升。

随着图像压缩技术的不断发展，数据压缩的效率越来越高。新的高清压缩编码方式不断出现，可以以较低的数据码率确保高质量的图像。光盘、存储卡及硬盘存储方式应运而生，成为当前主流的存储介质。这些存储方式具有随机读写的特性，素材以文件的形式存储于介质上，便于实现图像数据的非线性检索和管理，符合当前影视节目制作的文件化制作流程和非线性编辑手段，极大提升了节目摄制的效率。（2）高清光盘摄像机

当前，XDCAM HD是专业影视制作领域主要使用的高清光盘摄像机。

关键术语

XDCAM HD是SONY推出的基于蓝光盘存储技术的高清节目制作格式，使用专业蓝光盘（Professional Disc）作为存储介质。由于专业蓝光盘使用波长405nm的蓝紫色激光进行记录，因此也被称为“蓝光盘”格式。

XDCAM HD摄像机使用MPEG-2压缩编码，可以记录最高至50 Mbit/s的图像数据，专业蓝光盘具有两种规格，PFD23单层蓝光盘可储存23 GB的数据，可记录约43分钟的50 Mbit/s 高清图像；PFD50双层蓝光盘可存储50 GB的数据，可记录约95分钟的50 Mbit/s 高清图像。图1-2-10 XDCAM HD摄像机使用的23 GB及50 GB专业蓝光盘（3）高清存储卡摄像机

目前，专业影视制作领域主要使用两种高清存储卡摄像机：XDCAM EX和P2 HD。

关键术语

XDCAM EX是索尼公司（SONY）推出的基于SXS存储卡的高清节目制作格式。XDCAM EX摄像机能够以35 Mbit/s的浮动码率记录1920×1080分辨率的高清视频，压缩编码方式为MPEG4。

XDCAM EX摄像机既可以使用SXS卡，也可以通过转接槽使用SD卡或Memory Stick进行记录。图1-2-11 XDCAM EX摄像机使用的SXS卡及SD卡转接槽

关键术语

P2 HD是松下公司（Panasonic）推出的基于P2（Professional Plug-in）专业存储卡的高清节目制作格式。

P2 HD摄像机采用P2存储卡记录拍摄数据。通过AVC压缩编码，P2 HD摄像机将视音频素材以 MXF 文件的形式记录在 P2 卡上。图1-2-12 P2摄像机使用的P2 HD存储卡

5.按影视制作格式分类

为了构建最为完善的节目制作体系，世界上主要的两家摄录设备制造商索尼公司和松下公司先后开发了多种针对高清晰度电视制作的格式。各节目制作格式具有不同的图像质量标准和功能特性，以便于不同用户从自身节目制作的需求出发加以选择。

摄像机作为电视节目制作的源头设备，自然也被纳入到该格式体系当中。对于数字摄像机来说，不同格式带来的差异主要体现在图像质量和操作特性两个方面。其中，影响图像质量的主要因素为该制作格式在信号处理过程中所采用的取样频率、取样结构、量化比特数，以及在记录过程中所采用的压缩方式及压缩比率（最终记录的数据码率）；影响操作特性的因素则主要体现在数字摄像机所采用的存储介质及功能设计上。当前，用于影视制作的高清摄像机主要分为以下几种格式。（1）HDCAM SR格式

关键术语

HDCAM SR是索尼公司于2003年推出的面向高端节目制作领域的高清晰度电视制作格式，旨在为整个制作流程提供最佳的画面质量，满足那些对图像质量要求极为苛刻的节目制作需求。

背景延伸

在电视发达国家，很多黄金时段的电视栏目、综艺节目、纪录片、电视剧等都采用HDCAM SR作为母带格式。另外，HDCAM SR摄像机有时会替代传统的胶片摄影机，被用于数字电影、电视电影和商业广告的拍摄。

与其他格式相比，HDCAM SR格式的优势主要体现在拥有极高的数据码率、强大的录制容量和更多的音频记录声道。

HDCAM SR格式的亮度分量取样频率为74.25Mhz，色度分量取样频率为37.125MHz，摄像机内部信号处理为14bit量化，最终记录信号为10bit量化。R、G、B信号取样结构为4∶4∶4，Y/B-Y/R-Y信号取样结构为4∶2∶2。HDCAM SR摄像机的记录模块采用MPEG-4 Part 2 Simple Studio Profile压缩方式，压缩比约为2.7∶1，使用超高粒子密度的1/2英寸磁带作为存储介质，记录440 Mbit/s码率的影像数据，如果将音频及其他数据计算在内，磁带上记录的数据码率则高达约600Mbit/s。部分HDCAM SR摄像机甚至可以通过选配装置实现双倍模式，提供高达880 Mbit/s码率的R、G、B分量4∶4∶4影像数据。HDCAM SR格式最多可提供12个数字声道，每个声道均以48 KHz取样24bit量化。图1-2-13 HDCAM SR摄像机SRW-9000

该格式图像质量极佳，尤其是采用R/G/B信号4∶4∶4取样时，可以以全分辨率同时保留画面中的亮度和色度信息，是少数能够提供最佳画面色彩还原的格式之一。这一特性使得HDCAM SR格式在影视特效制作、演播室色键运用（如虚拟演播室、天气预报等）等方面具有独特的优势。当前，被各影视制作机构普遍使用的HDCAM SR摄像机主要有SRW-9000、F65、F35等。

SRW-9000是在顶尖节目制作领域被广泛认可的HDW-F900/F900R的后续型号。标准配置的SRW-9000能够以1080/23.98P、24P、25P和29.97P，1080/50i和59.94i模式，进行顶级的4∶2∶2取样Y/B-Y/R-Y分量10bit记录。另外，SRW-9000还可记录1080/50P和59.94P信号，以及用于数字电视编程和传输的4∶2∶2取样720/50P和59.94P信号。对于那些特别注重创造性的用户，还可以通过安装选配件，使TMSRW-9000完成全带宽1080线RGB 4∶4∶4取样的拍摄、SR Motion可变帧率拍摄和记录、S-Log伽马曲线设定等。图1-2-14 HDCAM SR摄像机F65

SRW-9000的高性能使其成为追求完美视觉效果和顶尖创作性能的电视摄影师的选择。该机型广泛活跃于数字电影、电视电影、商业广告、电视剧和纪录片、高视觉效果制作等领域。

F65是具有4K分辨率拍摄能力的高清摄像机，主要针对数字电影、纪录片及商业广告用户。F65在性能、操控以及外形等细节上都是参照电影摄影机的使用惯例设计、开发的。F65拥有与电影摄影机规格相同的Super 35mm CMOS感光器件和PL镜头座，可用来安装备受电影摄影师推崇的35mm电影镜头。在大尺寸成像器件和可兼容大多数电影镜头的PL镜头座的支持下，F65具有更高的动态范围和符合数字电影彩色还原要求的宽色域，使摄影师在使用数字摄像机时获得前所未有的创作空间。（2）HDCAM格式

关键术语

HDCAM格式由索尼公司于1997年推出，是已经在标准清晰度电视制作中被广泛采用的数字格式Digital Betacam的高清升级版本，旨在满足高清晰度电视节目制作的需求。

HDCAM格式的亮度分量取样频率为74.25Mhz，色度分量取样频率为37.125MHz，取样结构为3∶1∶1，摄像机内部信号处理为14bit量化，最终记录信号为8bit量化。HDCAM摄像机的记录模块采用DCT帧内压缩方式，使用1/2英寸磁带作为存储介质，最终记录的影像数据码率约144Mbps，如果将音频及其他数据计算在内，磁带上记录的数据码率总共约为185Mbps。

背景延伸

HDCAM格式图像质量上乘、可靠性高，目前广泛用于电视电影、电视剧、纪录片、专题片等类型的节目，是当下高清晰度电视节目制作的主流格式之一。HDW-700P及HDW-800P高清摄像机均为该格式中较为常见的型号。图1-2-15 HDCAM摄像机HDW-800P

HDW-800P具有三片2/3英寸HD Power HAD FX CCD，动态范围达到600%，整机具有较好的灵敏度和信噪比，可提供令人满意的高清晰度电视画面。HDW-800P具备完善的针对电视拍摄的功能设计，适用于绝大多数高清拍摄环境。（3）DVCPRO HD格式

关键术语

DVCPRO HD格式是松下公司以DVCPRO系列格式为基础，针对高清晰度电视节目制作开发的专业格式。

在DVCPRO HD格式之前，松下公司于1996年和1998年陆续推出了针对标准清晰度电视制作的DVCPRO 25和DVCPRO 50两种数字分量格式。上述两种格式亮度分量取样频率均为13.5MHz，最终记录信号均为8bit量化，均使用以余弦变换（DCT）为基础的DV压缩方式。但两种格式在取样结构、色度分量取样频率、压缩比及最终记录码率上存在差别。DVCPRO 25格式采用4∶1∶1取样，色度分量取样频率为3.375MHz，5∶1压缩，因此图像信号的最终码率为〔（720像素×576像素＋2×180像素×576像素）×8bit〕×25帧/5倍压缩，约为25Mbps。DVCPRO 25格式的名称也由此而来。DVCPRO 50格式采用4∶2∶2取样，色度分量取样频率为6.75MHz，3.3∶1压缩，因此图像信号的最终码率为〔（720像素×576像素＋2×360像素×576像素）×8bit〕×25帧/3.3倍压缩，约为50Mbps。DVCPRO 50格式的名称也由此而来。

为适应电视制作向高清晰度过渡的发展趋势，松下公司1999年面向市场开始推出DVCPRO HD格式（也称DVCPRO 100格式）。该格式对原有的DVCPRO系列格式进行了升级设计，同时继承了DVCPRO系列格式的优良操作特性，是当前高清晰度电视节目制作中性价比较高的格式之一。

DVCPRO HD格式的亮度分量取样频率为74.25Mhz，色度分量取样频率为37.125MHz，取样结构为4∶2∶2，最终记录信号为8bit量化。DVCPRO HD摄像机的记录模块采用基于余弦变换（DCT）的DV帧内压缩方式，压缩比约为6.7∶1，压缩后的图像数据码率约为100Mbps。因此DVCPRO HD格式也被称为DVCPRO 100格式。

DVCPRO HD格式使用1/4英寸金属颗粒磁带作为存储介质，磁带的外形尺寸与DVCPRO系列格式保持一致。该规格的磁带小巧轻便，尺寸及重量分别仅为1/2英寸金属磁带的1/4和1/6。

背景延伸

轻便的设计和较低的使用成本使DVCPRO HD摄像机被公认为是经济可靠的专业高清晰度摄像机，广泛应用于世界各国电视制作机构的新闻及专题节目制作领域。图1-2-16 DVCPRO HD摄像机AJ-HDX900MC

AJ-HDX900MC多格式高清摄像机是DVCPRO HD格式中性能较为出色的一款机型。该摄像机采用2/3英寸高灵敏度IT 3CCD系统，模数转换采用14bit处理，具有伽马曲线设定、预记录、间隔记录、数字增益等功能，同时提供48KHz取样16bit量化的四通道的数字音频记录能力。为了进一步方便新闻制作，该摄像机还具有IEEE 1394输出接口及GPS定位单元。（4）P2 HD格式

关键术语

P2 HD格式于2006年发布，是针对标准清晰度电视制作的P2格式的高清升级版本。

与P2 格式相同，P2 HD格式的核心是利用固态存储卡和新的编码压缩方式代替传统的磁带存储。这种固态存储卡被命名为“Professional Plug-in”，因此该格式被称作 P2。

P2 HD格式仍沿用与DVCPRO HD相同的取样频率，不同的是视音频素材直接以 MXF 文件形式被记录在 P2 卡上。P2 HD 格式可采用H.264（AVC-Intra）高清编码格式，这一编码方式抛弃掉了原来磁带记录所必需的一些纠错码等对于 P2 记录介质来说不必要的码流，能够以更低的率流存储高质量的图像数据。在广播级高清摄像机中，松下采用帧内压缩的 H.264 编码方式；在消费娱乐领域，松下采用帧间压缩的 H.264 方式来进行记录。

除了存储DVCPRO HD格式的文件外，P2 HD摄像机还可以存储两种类型的AVC-Intra高清编码格式。AVC-Intra 100采用4∶2∶2取样结构、10bit量化，最终记录的图像数据码率约为100Mbps。AVC-Intra 50采用4∶2∶0取样结构，最终记录的图像数据码率约为100Mbps。AVC-Intra 100编码格式可在23.98p / 25p / 29.97p / 50i / 59.94i等帧率下直接支持1920×1080 分辨率，或在23.98p / 25p / 29.97p / 50p / 59.94p等帧率下直接支持1280×720分辨率。AVC-Intra 50编码格式则通过对实际分辨率为1440×1080像素的拉伸来显示1920×1080画面，或通过对实际分辨率为960×720像素的拉伸来显示1280×720画面。

背景延伸

在P2 HD摄像机上，所有素材均以文件形式存储，非线性编辑设备可以极为便捷地浏览P2 HD存储卡上的每段素材的缩略图，以及拷贝和编辑摄像机所记录的素材。此外，P2 HD摄像机在拍摄现场即可提供非线性的素材浏览、素材删减、元数据存储等功能。相比磁带存储方式而言，P2 HD迎合了当前电视后期制作非线性化、网络化和电视节目播出文件化的趋势，大大提高了新闻类节目的制作效率。

P2 HD摄像机上通常带有多个P2存储卡插槽，可以实现热插拔和跨卡片的连贯记录，以便在重要场合确保持续拍摄。

在P2 HD产品线中，既有针对高画质节目制作开发的高端机型AJ-HPX3700MC，也有适用于新闻采集的AJ-HPX2700MC，还提供手持式小型摄像机。图1-2-17 DVCPRO P2 HD摄像机AJ-HP3700MC

AJ-HPX3700MC具有1920×1080 像素的全高清2/3英寸CCD系统及 14-bit 模数转换，处理Y/B-Y/R-Y信号时取样结构为4∶2∶2，利用双链路连接输出RGB信号时取样结构为4∶4∶4。该摄像机具有电影风格伽马设定、可变帧频拍摄等功能，可以用于电视电影、数字电影及商业广告等高端影视制作领域。图1-2-18 DVCPRO P2 PALM摄像机

AJ-HPX2700MC具有1280×720像素的2/3英寸CCD系统，通过像素位移达到1920×1080的成像效果。该摄像机采用 14-bit 模数转换，取样结构为4∶2∶2，具有电影风格伽马设定、可变帧频拍摄等功能，可以用于纪录片拍摄及新闻采集等领域。

松下公司还开发了多种手持式P2摄像机，并将这一产品线称为P2 PALM。这些摄像机具有轻盈的机身，配备1/3英寸CCD及14-bit 模数转换，具有动态伽马、可变帧频拍摄等功能，可按照用户的设定将DVCPRO 25、DVCPRO 50或DVCPRO HD格式的数据记录在P2存储卡上。（5）XDCAM HD 422格式

关键术语

XDCAM HD 422格式于2008年发布，是索尼公司针对高清晰度电视制作推出的XDCAM HD格式（2003年）的升级版本。

XDCAM HD 422格式及XDCAM HD格式的核心是用光盘和新的编码压缩方式代替传统的磁带存储。通常来说波长越短的激光，能够在单位面积上记录或读取的信息就越多。XDCAM光盘利用波长较短的蓝色激光读取和写入数据，而传统的DVD光盘使用波长较长的红色激光来读取或写入数据。因此，这种存储能力更强的光盘也被称为“蓝光盘”（Blu-ray Disc，缩写为BD）。

XDCAM HD 422格式使用基于蓝光技术的专业光盘（Professional Disc）。使用50GB容量的双层专业光盘时，即便设置为最高拍摄质量，XDCAM HD 422摄像机仍可实现单张光盘95分钟以上的记录时间，而且，通过使用图像缓存功能可以实现无休止的换盘持续拍摄。这些功能是磁带摄像机所无法比拟的。

背景延伸

与松下公司开发的存储卡摄像机类似，由于所有素材均以文件形式存储，XDCAM HD 422摄像机在拍摄现场即可提供非线性的素材浏览、素材删减、元数据存储等功能，使素材便于融入非线性编辑网络进行后期制作。由于采用了高压缩比的MPEG长GOP编码方式，XDCAM HD 422格式对于后期非线性编辑网络来说，压力较小，使得系统可以稳定、高效、安全地运行。因此，XDCAM HD 422格式主要用于纪录片、专题片的拍摄及新闻采集。图1-2-19 XDCAM HD 422摄像机PDW-700

XDCAM HD 422格式的亮度分量取样频率为74.25Mhz，色度分量取样频率为37.125MHz，取样结构可在4∶2∶2和4∶2∶0之间自由选择，最终记录信号为8bit量化。XDCAM HD 422摄像机的记录格式可在MPEG HD 422（MPEG-2 4∶2∶2P@HL）50Mbps及MPEG HD（MPEG-2 MP@HL）35Mbps或25Mbps之间切换。通过加装选购件，还可记录MPEG IMX（MPEG-2 4∶2∶2P @ML）50Mbps、40 Mbps或30Mbps标准清晰度图像及DVCAM格式25Mbps图像。

PDW-700摄像机是XDCAM HD 422摄像机中具有代表性的一款产品。它装有三片2/3英寸Power HAD FX CCD，每片CCD上具有1920×1080有效像素，模数转换采用14bit量化。该摄像机支持逐行及隔行多种记录方式，具有间隔拍摄、Hyper Gamma、平滑增益、Live＆Play等功能。（6）XDCAM HD格式

关键术语

XDCAM HD格式推出于2003年，是索尼公司针对高清晰度电视制作而开发的第一款专业光盘格式。图1-2-20 XDCAM HD摄像机PDW-F35

XDCAM HD格式采用4∶2∶0取样结构，因此也被称为XDCAM HD 420格式。XDCAM HD摄像机可在MPEG HD（MPEG-2 MP@HL）35Mbps、25Mbps或15Mbps等记录格式之间切换，为经济型新闻采集用摄像机。XDCAM HD摄像机中PDW-F35的使用较为普及。该摄像机装有三片150万像素1/2英寸CCD，具有间隔拍摄、Live ＆ Play等功能。（7）XDCAM EX

关键术语

XDCAM EX格式是索尼公司于2007年推出的专业节目制作格式。该格式以存储卡作为存储介质，进一步丰富了原本基于XDCAM专业光盘的无磁带式节目制作的应用。

XDCAM EX格式采用4∶2∶0取样结构、8bit量化，存储数据采用MPEG4压缩方式，记录码率35-25Mbps可调。XDCAM EX摄像机的存储介质为SXS存储卡，该存储卡的规格符合Express Card行业标准，可以方便地插入便携式笔记本电脑的Express Card卡槽中使用。另外，通过适配器，XDCAM EX摄像机也可借助SXS转接卡连接MS记忆棒或SD存储卡。

XDCAM EX摄像机具有完善的素材管理功能和与非线性编辑系统广泛的兼容性，是制作低成本节目的较好选择。PMW-EX280摄像机是接近广播级专业水准的手持式摄像机，虽然机身小巧，但仍使用三片1/2英寸CCD Exmor CMOS成像器件，可实现1920×1080全高清图像记录，或1280×720以及1440×1080格式的高清记录，并可以在59.94i，50i，29.97P，25P以及23.98P多种帧率间切换。PMW-EX1R支持可变帧率拍摄、预记录等专业功能，具有HD/SD-SDI、HDMI、i.LINK（HDV/DVCAM）、USB2.0等接口。图1-2-21 XDCAM EX摄像机PMW-EX280图1-2-22 XDCAM EX摄像机PMW-EX3

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