高清电视节目拍摄与制作的部分问题分析

高清电视节目拍摄和制作的部分问题分析

[作者：河南电视台薛鹏]

从我国中央电视台1999年10月开始试验播出HDTV到今天，已经７个年头了，每年都会有新的发展，各个省地市台也在不断引进高清的摄像机及制作设备，以加快自己和全球高清数字化的同步。

显而易见，高清电视的优点是所有用过看过的人都能体会到的，但它的专业性及在实际操作中所遇到一些细致化问题，往往使我们摄像师和技术人员不得不重视进一步学习和感悟。现就笔者自己在学习和实用中应涉及到的一些问题进行分析。

一摄像机的拍摄事项

因为高清晰度电视（HDTV）的标准为每行有效样点数1920，每帧有效扫描

行数1080，所以高清摄像机提供了更丰富的画面内容，是标清（720×576）的5倍。

在SMPTE 274M数字电视标准中，采用10比特量化时亮度信号的码率为：

取样频率×量化比特数=74.25（MHz）×10（Bit）=742.5Mbps。

两个色差信号的码率为：

2×37.125（MHz）×10（Bit）=742.5Mbps。

总的码率为：亮度信号码率+色差信号码率=742.5+742.5=1485Mbps。

从上述计算中可以看到，高清晰度电视的码率是标准清晰度电视的5.5倍，一些在标清电视信号中看不到的细节在高清里被放大，所以高清摄像机所拍摄到的内容也更细微化。

高清摄像机除了在视野上比标清摄像机更大之外，还在功能菜单上多了一些更完善的选项。

以Sony HDW-750系列摄像机（HDW-750数字摄录一体机是Sony HD CAM高清节目制作系列产品中的成员。作为1080/50i的高清节目制作前期设备，HDW-750是继1080/24P的HDW-F900之后推出的全新的前期设备）为例。

1. AUTO IRIS

在OPERATION MENU菜单中有一项“AUTO IRIS”选项，当“clip high light”处于“on”时，主拍人物时（光圈打为自动），如果背景处突然出现了高光的亮点，光圈都不会自动的缩小，使人脸处突然变暗，稳定了画面。

2. FLARE

在Sony高清摄像机中PAINT MENU菜单比较重要。PAINT的第一页

有一项为FLARE，它把因光从三棱镜到CCD过程中产生反射而导致影像模糊或变灰的现象压抑，激活后能像胶片一样获得较纯的黑位。

3. GAMMA

伽玛曲线是摄像机入射光强度和输出电平的响应曲线，是决定画面亮度层次的关键参数。摄像时，有时场景中有高光部分，它会超出CCD的感光动态范围，拍摄成的画面在高光部分不能反映景物的质感，这就要通过调整伽玛特性，来取得最佳曝光效果，如图1所示。

高清摄像机采用了精密的数字处理电路，摄像师可以通过设置菜单精确地分段调整摄像机的伽玛特性，以实现不同的曝光意图，以达到控制画面的影调层次和高清晰度的目的。

GAMMA值要是降低一点，彩色的浓度就会加强一点，如图2所示。

BLK GAMMA主要是控制暗部的颜色和层次，这是电影胶片所无法做到的。如果想对一个景物只调节暗的部分，而不让亮度部分变化，那么就谢节摄像机中BLK GAMMA。如图3，我们只让暗的部分变得更暗，而亮的部分不变。

这种处理类似于下面所说的拐点调整，在不影响中间部分的线性特性并保持绝对黑电平的情况下，进行黑伽玛高、中、低档的调节。另外，通过寻像器，可以借助斑马线（当70%的斑马线（粗纹）出现时，表明画面的亮度电平还在0.7V范围内；当100%的斑马线（细纹）出现时，表明已经超过0.7V的范围。）和自动光圈辅助控制光圈。

4. KNEE

KNEE（拐点）是控制及延伸高光位，在高清摄像机技术中把高光部分的斜率处理称为拐点处理，如图4所示。

其工作原理是在正常亮度范围内（0.7V），CCD呈现理想的线性光电转换特性，景物亮度和输出电平成正比关系，CCD就能表现景物真实的亮度；当亮度电平超过0.7V时，信号被限幅，图像表现为“泛白”。调

整拐点后，CCD的光电转换特性在高亮度时线性的斜率变小，使图像中高亮度部分的层次变得丰富。

5. 白平衡

在用标清摄像机拍摄一场戏时有时我们只打一次白平衡，因为标清对细部特征的表现不是太明显，而高清摄像机的敏感度很高，从技术上考虑，CCD的敏感度会随着做白平衡以后会有轻微变化，不同的滤光镜组合、不同的环境会有轻微的变化。连机器开机使用的时间长短，热量升降变化也会使CCD的敏感度有偏差，所以我觉得在使用高清摄像机时最好的表现是在拍每一个变化大的景物时调节一次白平衡。

6. 焦点

高清摄像机的焦点不容易对准是大家反映的一个普遍问题。其实高清的焦点问题是由于高清的景深引起。HDTV系统每帧扫描线超过SDTV系统的1.5倍，NTSC是480线，PAL是576线，HDTV是1080线，同样在2/3英寸的CCD器件上，高清系统具有更小的像素点，由于16:9宽画幅，扫描密度更高，在这种情况下，即使很小的聚焦偏离看起来也很明显，因为许可半径不到标清系统的一半，景深会小很多。所以聚焦要格外小心。

在外景拍摄时高清摄像机的寻像器和标清的一样，要想找到准确高清晰的焦点确实比标清困难。这时应该使用大一些的高清晰度的监视器，而且越大越好。

高清拍摄静态镜头时，应把变焦距摄影镜头变焦至某挡焦距处（即适当景别），当作定焦距镜头使用，则具体使用哪一挡焦距拍摄，就应直接在该当焦距状态下精确调焦，直到寻像器中被摄主体的影像最清晰时为止，或直至调焦基线所指示的刻度值刚好等于用皮尺所直接测量出的调焦距离值时为止。

标清拍摄静态镜头时，往往习惯于先将变焦环变焦至最大焦距处精确调焦，然后再将其变至预选短焦距处拍摄。这种方法不适合高清摄像技术的调焦要求，因为变焦距镜头在变焦时，普遍存在着微量的像面漂移现象，不同焦距处的最佳焦点位置未必精确一致，此外，使用推拉式变焦距镜头时，还容易在调焦完毕后的变焦过程中，使调焦位置在无意中被误触动而改变。故此，在高清摄像时，为了获得被摄主体的最清晰影像，就必须在所用焦距状态下直接精确调焦后拍摄，否则画面的焦点将变软而影响画面的清晰度。

7. 曝光

正确地曝光是影响画面成像质量的关键。曝光过度，画面泛白甚至限幅，导致画面高亮部分的层次丢失。曝光不足，画面的层次少，尤其是暗部层次不能生动体现，虽然可以在后期提升亮度电平，但暗部噪波也会随之上升。在这方面还是原来提出过的老问题。通过对于高清拍摄的实验，我们认为正确的曝光应该控制在正负0.3档光圈的范围内。因为摄像机的曝光值一般是根据寻像器中的斑马线和自动光圈来确定。但在实际工作中我们发现，摄像机寻像器中的光圈检测值和镜头的刻度不能完全一致，不能反映出半档光圈的变化。所以在曝光的精度方面，建议在拍摄现场增加标准监视器甚至示波器。特别是对光比较大的外景拍摄，应注意对亮部层次的保留。

高清系统的景深是标清系统的一半，在使用高清摄像机时，为获得相同的景深，镜头必须缩小光圈，直至光圈数值加倍，这使得敏感度降低。

在同样的遮光面上，4:3画幅的面积是8.8×6.6=58.08mm，16:9画幅的面积是9.6×5.4=51.84mm，高清镜头敏感区域缩小，敏感度降低10%。所以认清高清和标清的区别也是有效控制光孔实现正确曝光的关键。

摄像师站在摄像机前，面对所要拍摄的景物，观察在一定的光线照明条件下，根据被摄景物所反映的明亮程度以及明亮程度分布的范围，然后确定曝光量，确定光圈的大小，调整伽玛特性等措施，将景物亮度范围最有效的部分摄取到感光器件（CCD）的界面上，形成色度饱和、明暗适中的视频图像。

8. 监视器的调整

用高清摄像机拍摄物体时使用可能大的监视器已经是显而易见的事了，所以当监视器进入一个景地时调节成了一件很重要的事。

为了调整颜色，我们首先要给监视器输入彩条信号，大家知道，蓝色成分是分布在彩条信号左边的白、黄、兰、绿四个条里，在标准的75%彩条里，相应的蓝信号在这四个条里的幅度是完全一致的。监视器上

一般都有一个只看蓝色的按键，我们按下去以后，只有蓝色的信号在屏幕上显示出来，我们只需要调整色度，使相应的四个条亮度一致就可以了。用这种方法，可以使监视器能比较准确地再现画面的色彩和影调。

亮度和对比度的调整。亮度调整是让我们进行黑电平调整，对比度调整是使我们将亮度层次拉开。调整亮度电平时，亮度信号是整体提升或下降。如果我们不正确地调整亮度，可能在亮的区或比较暗的区，信号发生重叠，细节分辨不出来。相反，如果我们把对比度放大或缩小，暗部的基点是不动的，各个彩条的灰度发生亮度程度变化。

为了调整亮度的信号，需要输入三电平调整信号（PLUGE），三电平调整亮度的信号包括-3%黑、0%黑、+3%灰。调整时，我们使-3%黑和0%黑两个条都相对一样，但是＋3%的灰条一定要看到，这就是正确的亮度信号。

对比度调整，实际上没有一个相应的严格标准，我们可以根据环境以及感觉调到一个合适的电平。但是，高对比度可能会使相应的清晰度下降。每一台监视器都有一个相应预置的对比度值，把对比度值调整到这个位置即可。

9. 画面的细节

除以上外，拍摄高清时还应当注意布景、灯光、化妆等因素，这在以前或其它一些专业文章中都有详细的解释和操作。当一切准备工作就绪时，我们就要开始拍摄了，高清摄像机提供了16:9的宽画面，比SDTV 横向加长了15%的画面内容，这在科学上被认为是和人的视野十分相近的视角。刚开始使用高清拍摄时我们可能会有些不知所措，习惯了以后就会感觉到这样的画面更加自然，加上是高清晰画面使人眼出现疲劳度上比标清要更持久一些。由于画面变宽，摄像师如果对四角不多加留意的话，很可能拍到并不想要的东西。

一个人物接受采访、或记者进行现场报道旁边出现空白时，有时就会形成不安定的图像。因此，有必要在有效利用背景的拍摄方法和确定景别的方法上下工夫。背景缺乏采访或许可以采用半身镜头，当然也要看具体情况。

在高清画面上，由于画质精细、画面容纳了标清五倍以上的图像信息，因此，在拍摄和剪接时，每个镜头的长度都要比标清镜头的长。可使用摇臂、移动车、直升飞机等器械，努力拍摄出有跳跃感的图像。但在进行摇和变焦的操作时，需要注意要比标清的慢一些，以防出现抖动和拖尾的现像。还有一点很争议的说法，在高清拍摄时，由于高清精细画面上的物体看得非常清晰，因而有没有必要拍特写镜头，因本人也不是摄像专业，感觉还因根据剧情和导演的构思而定。

二后期的下变换方式

现在的主流电视还是以4:3为主，不可能在短时间内使16:9取而代之，所以我们就要考虑到高清拍摄后的转换问题，根据主观观测，高清之间的格式变换看不到什么损失。

对应16:9和4:3宽高比变换，有信箱模式、切边模式、压缩模式三种类型，如图5所示。

因为是高清晰度的电视信号，分辨率要比标清的电视信号高很多，所以高清下边换（信箱模式）的图象质量要好于标清摄像机拍摄的同样素材。

大家可以看出切边模式下的图像被切掉了两边，有些在16:9图像中很重要的画面信息也许被丢弃，或者

破坏了16:9图像中一些美好的构图；信箱模式采用了不失去图像的原有画面内容，使之在不失宽高比的情况下综缩为4:3，上下各多出一些黑边，像是电影的效果；而挤压模式采用了改变宽高比的作法，使之图像变型拉长，给人一种很不舒服的感觉，一般我们不建议使用。

这样看来信箱模式是下变换后的首选，但信箱模式又有一些问题还要值得我们去注意：

* 虽然我们观众会接受信箱模式的下变换方式，但在一些体育节目的转播、时政新闻时，信箱模式就显得那么不太合适了；

* 在经过了信箱模式的下变换后，原来作用于4:3节目中的一些特技就会显得不太融合到信箱模式的图像中了，如图6所示，我们做了一个翻页的特技，这时在图像中就会出现原来的16:9做翻页的效果，而整个4:3的图像并没有做翻页的效果，给人一种很不美观的视觉。。

* 信箱模式下原来16:9图像中构图很好的字幕就会出现问题，如图7所示。所以我们如果在得到一版没有加字幕的16:9的图像时，就要考虑到是否要在下变换完成后才加上字幕。

三高清非编工作站

高清的非线性编辑工作站要比标清的非线性工作站在速度、工作方式、和信息吞吐量上都有很大的提高，下面就几款常用的机型做一下介绍。表1列举了几种常用的高清非编工作站的运算方式。

硬件和软件有着它们各自的利弊。如硬件方式运算，减少了对CPU的工作负荷，提高了运算速度，但如果工艺不高的话容易造成软件的死机；现在IT技术的不断的发展，使我们所使用计算机的速度有了飞速的提高，运算瓶颈已经不在是首要的技术难题，但高清节目的吞吐量十分的大，在无压缩的情况下码流可以达到1485 Mbps，以现在的计算水平还是有些吃力。两种方式各有千秋，还是以制作什么样的节目来决定吧。

表2列举了它们各自的运算时间。

还有一些技术性的参数在各位名家之前的论作中都有详细的介绍，这里就不在多说了。

四总结

用标清摄像机时，里面的菜单也许没有多少人能全部记下来和使用它们，高清来了，带着它那庞大的几百项菜单功能更是让我们眼花缭乱，这就给我们技术人员和摄像人员提出了一个更高的要求，多撑握一些，多学习实践一些，否则稍不注意，拍出来的片子就会模糊或者体现不出高清的特点，一台价格不菲的摄像机就成了标清摄像机，说不定还没有标清摄像机拍得好看。

摘自《现代电视技术》