攝像機指標

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攝像機指標（一）拍攝分辨率

關於“指標”的第一個結論就是“拍攝分辨率是一個重要指標”。

那麼什麼是“拍攝分辨率”？

如何通過“拍攝分辨率”來判斷一臺攝像機的指標呢？

 

一、拍攝分辨率是指攝像機拍攝的能力。

在這裏要注意，是“拍攝的能力”而不是“記錄分辨率”。

攝像機有兩個分辨率。

這個問題在前面的文章中已經討論過，這裏就不說了。

需要注意的是在討論“拍攝分辨率”的時候，就不要再說“高清記錄1920*1080”之類的。

。。。。。

有了記錄兩個字，該分辨率對於“指標”就沒有意義了。

一臺攝像機的指標在於“拍攝分辨率”，而不是記錄格式。

那麼這兩個分別率有什麼關係呢？

1、攝像機具有高的“拍攝分辨率”，但錄製時記錄爲低的分辨率，不損指標。

   一臺攝像機可以有4K的拍攝能力，但可以只記錄爲高清格式1920*1080。

   例如“EX1R攝像機”，拍攝能力是1920*1080，但並不妨礙我記錄爲720*576標清格式。

   
 

2、如果攝像機“拍攝分辨率”低，但錄製時一定要記錄爲高的分辨率，那就降指標了。

   例如“Z5C、AX2000E”等攝像機，拍攝能力也就是“1440*1080”，但錄製（播放）格式是1920*1080。

   那就是用了“插值算法”（直接說就是放大了）。

   指標當然降了。

  下面是SONYNX70C的分辨率

 

 1/2.88的CMOS，66萬像素。。。。。如何能達到1920*1080？

 只能是插值運算，放大畫面了。。。。。

 

所以在下面的討論中，大家要注意看“拍攝分辨率”，而不要再困擾“記錄分辨率”了。

一臺攝像機的“拍攝分辨率”在哪兒體現出來呢？

攝像機一般都會提供“參數”

拍攝分辨率包括“CMOS的尺寸”、“分辨率”兩個參數。

下面是EX1R攝像機的參數

那麼CMOS的尺寸和分辨率是什麼關係呢？

CMOS的尺寸是物理的，只有這個尺寸足夠大，纔可能獲得高的分辨率。

例如，1/3的CMOS可以獲得1440*1080（155萬）的分辨率，但絕對獲得不了1920*1080（207萬）的分辨率。

也就是說CMOS的尺寸是首要條件，只有夠尺寸纔可能獲得底限分辨率。

而分辨率不是由尺寸唯一決定。

同尺寸的CMOS，不同的技術可以導致不同的畫面分辨率。但有上限。

例如，同樣1/3CMOS

SONY的Z5C的分辨率是103萬像素.而松下的130號稱200萬。

。。。。。。

所以在實際使用中，我們要通過兩個參數結合來判斷攝像機的能力。

1、先看CMOS

  如果CMOS只有1/3尺寸，那麼像素也就是155萬左右。

  如果CMOS達到1/2，那麼像素達到207萬正常。

  CMOS達到2/3尺寸，達到207萬很簡單。

  。。。。。

  所以一款1/4CMOS的機器，號稱1920*1080，那就是“搞笑”了。

2、再看分辨率

  不同的廠家技術不同，所以都是1/3也不代表分辨率完全一樣。

  SONY的Z5C只有103萬像素，而佳能的攝像機XF300,沒有提有效動態像素，提了個最大像素207萬。

  。。。。。，當然動態有效是多少隻能猜了。

 

二、拍攝分辨率的用處

從上面的內容我們看到，廠家爲了個拍攝分辨率搞的很緊張。

1、有的廠家不說，例如松下的153,只提1/3的CCD，壓根沒說分辨率。

2、另外一些廠家說最大像素，避開有效像素。

那麼有效像素有什麼用處呢？

大家看下下面的圖就明白了。

1920*1080分辨率的攝像機，拍攝的畫幅整比710*576分辨率的畫幅大了6倍。

那麼如果在同樣尺寸的電視上播出。1920*1080畫幅和720*576畫幅，那個更清晰呢？

當然是1920*1080了。

這就是分辨率高的好處。

 

三、分辨率的類型

目前攝像機的高清分辨率主要是

35mmCMOS 4096*2370分辨率，例如：RED ONE

35mmCMOS 1920*1080分辨率  例如：5D2

2/3CMOS  1920*1080分辨率  例如：F900

1/3CMOS  1440*1080分辨率  例如：Z5C

。

拍攝的畫幅各不相同。

這樣通過分辨率，我們可以對攝像機的性能進行判斷。

例如：松下的AF103攝像機，3/4片兒。

如果和5D2比較的話。。。。。5D2是35mm全畫幅。

3/4片兒要比5D2的分辨率小了5倍以上。

在畫面質量上，下面就沒有什麼可比的了。

 

片兒越大，拍攝的畫面越好。

這個好理解。

但下面就有另外一個問題了

同樣的35MM全畫幅的攝像機，

那個類型的更好一些呢？

後面的文章中將討論這個問題。

 

海達百匯郝老師

2012年6月22日

攝像機指標（二）碼流

 

在上一篇文章中，我們討論了“拍攝分辨率”對攝像機指標造成的影響。

結論是“攝像機的拍攝分辨率”越高，獲得的畫質就越高。

分辨率很重要，但並不是攝像機唯一的指標。

還有一個重要的參數“碼流”。

我們經常說HDV是25M的，這個25M就是碼流。

對於EX1R，拍攝時有一個35M、25M的選項，也是碼流。

 

那麼，什麼是碼流呢？

碼流也可以稱爲碼率，是表示畫面壓縮程度的一個參數。

CMOS成像後，總得把拍攝的畫面傳輸到記錄裝置上。

這就需要通過算法對畫面進行壓縮編碼。

編碼後，圖像的數據量就是碼流。

 

說到這裏，大家明白了。

在CMOS成像後，下一個步驟就是壓縮編碼。

即使你的分辨率再高，畫面成像再好。

編碼很差，你獲得的畫面照樣很差。

這樣壓縮編碼就很重要了。

有的同學說了，那麼編碼是不壓縮或者壓縮小一些不就可以了？

。。。。。對於高清攝像機，問題就出在這裏。

要知道，每種記錄裝置，無論是磁帶還是存儲卡，寫入速度是有限制的。

畫面的數據量太大，就無法記錄下來了。所以壓縮編碼是必須的。

下一個問題就是採用哪種壓縮編碼方式，壓縮率最大，畫面質量最好。

下面是常用攝像機的壓縮碼流

Z5C  的HDV格式        25M

XDCAM的MPEG4格式      35M

AX2000的AVCHD格式     24M

5D2                   36-48M

 

很顯然5D2的碼流最高，所以對比業務級別的攝像機，5D2優勢很明顯。

但說到拍數字電影。。。。。

5D2的碼流就沒有優勢了。

所以拍一個電視上播出的電影，你可以用5D2.

如果是拍一個確實要到寬熒幕上播出的電影，5D2的碼流限制了它的能力。

即使用的是35mmCMOS，最高48M的碼流也嚴重的限制了它的畫面細節能力。

至於松下的AF103,AVCHD壓縮格式，最大碼流24M。。。。。。

你指望用它拍電影嗎?

呵呵。

攝像機的指標（三）CMOS尺寸與像素的關係

 

寫了前兩篇指標後，有不少朋友問了。

“像素”又是爲什麼意思呢？

像素、和“CMOS尺寸”什麼關係呢？

上面是NX70攝像機的參數表，從這個參數表可以看出：

成像裝置是 1/2.88英寸的CMOS片兒。

而這個CMOS提供的像素是5548K，用通常的表示方法就是66.5萬像素。

 

那麼從這個參數表如何能看出這臺攝像機的指標呢？

下面給大家說一下這幾個參數的實際用途，及他們之間的關係。

 

一、CMOS及像素

CMOS是用來完成成像的，也就是說光線從鏡頭進入攝像機後，就是通過CMOS成爲“畫面”的。

可以這樣講，CMOS類似於人的眼睛，因此其性能的好壞將直接影響到攝像機的性能。

CMOS有質量問題嗎？當然有。

CMOS是一種“特殊的半導體器件”，當然也有質量好的，有不好的。

那麼從哪兒看CMOS好或者不好呢？

“像素數”以及“CMOS的大小尺寸”是最重要的指標。

所以在攝像機的參數表上，這兩個參數都要標註出來。

那麼CMOS片兒和像素是什麼關係呢？

從CMOS的定義來看就很明確了。

CMOS是一種特殊半導體器件，上面有很多微小光敏物質感光元件，每個感光元都稱作一個像素（Pixel）。

一塊CMOS上包含的像素數越多，其提供的畫面分辨率也就越高。

也就是說同一尺寸的CMOS，可以包含不同的像素。

用上面的例子，NX70C是1/2.88英寸的CMOS。

這塊兒CMOS上包含了66.5萬個像素。

從數量上看夠標清的指標，但離高清太遠了。。。。。。

從這個意義上說，一個CMOS尺寸定了之後，能裝入的像素越多越好。

但這只是概念上的，實際情況並不完全是這樣。。。。。。

 

二、像素及畫面成像質量

通過上面的論述，我們已經明確了像素數是指CMOS上感光元件的數量。

攝像機拍攝的畫面可以理解爲由很多個小的點組成，每個點就是一個像素。

顯然，像素數越多，畫面就會越清晰，如果CMOS沒有足夠的像素的話，拍攝出來的畫面的清晰度就會大受影響，因此,理論上CCD的像素數量應該越多越好。

但實際情況是，在同一個電視標準下，例如：高清格式。

像素數增加到某一數量後，再增加對拍攝畫面清晰度的提高效果變得不明顯。

而且CMOS像素數的增加會使製造成本。

因此，像素一般是本着夠用就行的原則。

所以一般的高清攝像機，都是一百萬以上的像素數。

例如：Z5C、AX2000E的107萬像素。

三、CMOS的大小與像素的數量

在上面的NX70攝像機的介紹中，CMOS尺寸這欄標的是1/2.88英寸。

這裏的“1/2.88英寸”就是CMOS的尺寸，實際上就是CMOS片兒對角線的長度。

很明顯CMOS有很多種尺寸：

1000C   1/4CMOS

Z5C     1/3CMOS

EX1R    1/2CMOS

DVCPRO  2/3CCD

AF103   3/4CMOS

5D2     35mm全畫幅

那麼這些尺寸的大小有什麼用處呢？

無論哪個尺寸的CMOS，多裝一些像素不就有高畫質了？

這個問題主要涉及到兩個方面

 

1、CMOS能安裝的像素數量有上限

這是很簡單的一個問題。如果CMOS片小，那麼就很難安裝大量的像素。

即使安裝成功，成本也很高。

所以CMOS片兒的尺寸限制了像素的數量。

我們沒有見到1/4CMOS超過100萬像素，1/3CMOS超過150萬像素

就是這個原因。

 

2、單位像素的大小

在像素數一樣的情況下，CMOS尺寸越大，單位像素就越大。

這樣，單位像素可以收集更多的光線，提高了低照度、信噪比，有利於提高畫質。

這種情況下，不同的CMOS尺寸基本對應於像素的數量。

所以，CMOS的尺寸越大越好，像素越大越好。

 

最後我們看下結論：

CMOS越大越好，像素越高越好。

 

一般攝像機都會標準像素的值，但有些機器，例如松下的153、173

 

郝老師

2012.06.27