高清攝像中幾個不容忽視的技術問題

冉 峽成都理工大學廣播影視學院，四川成都 611745

隨著國民經濟的持續發展，人民生活水平的不斷提高，高清攝像機也逐漸走進老百姓的生活。但對于大多數家用高清用戶來說，高清到底是一個什么東西？很多人還只能依稀的知道諸如1080P之類。當我們在廣告中看到數字電視機時，總會說支持1080i/1080p這樣的標準，先不提現在市面上銷售的電視機有幾個能達到這樣一個要求。我們來看看1080i和1080p都代表著什么意思：1080i和720p都是在國際上認可的數字高清晰度電視標準。其中字母i代表隔行掃描，字母p代表逐行掃描。而1080、720則代表垂直方向所能達到的分辨率。1080p是目前最高規格的家用高清信號格式。

高清攝像機相對于以前所使用（標清）的攝像機的技術區別：所謂標清，是物理分辨率在720p以下的一種視頻格式。720p是指視頻的垂直分辨率為720線逐行掃描。具體的說，是指分辨率在400線左右的VCD、DVD、電視節目等標清視頻格式，即標準清晰度（SDTV）。

與標準清晰度電視相比，高清晰度電視（HDTV）圖像分辨率成倍提高。高清，英文為High Definition，意思是高分辨率。廣義上的高清是指圖像的分辨率比現有的標準清晰度（720×576或720×480）更高的顯示能力和顯示模式。目前，已經有美國的ATSC、歐洲的DVB-T和日本的ISDB-T等標準，關于高清的標準，國際上公認的有兩條：視頻垂直分辨率超過720p或1080i；視頻寬縱比為16：9；可采用寬色域、大屏幕和環繞立體聲播映，使電視節目具有更強的感染力和可視性。

從技術的角度來分析，高清和標清的區別主要體現在以下幾個方面：

1）寬高比

標清電視屏幕4：3的寬高比是參考普通電影銀幕1.37：1寬高比制定的。習慣上電視一般以整數與整數之比來表達寬高比，而電影則是以屏幕高度為1寬度為高度倍數的形式表達寬高比，例如寬高比4：3用電影的表示方法就是1.33：1.

高清電視屏幕的寬高比是16：9，也就是1.78：1，是參考遮幅銀幕電影1.85：1的寬高比制定的。美國、歐洲和澳大利亞的部分標清數字電視也采用16：9，但在中國和其它大多數國家和地區只有高清采用16：9。

簡而言之，在寬高比的區別上是：標清為4：3，而高清則為16：9。

因此，高清攝像機在進行畫面構圖的時候往往是以16：9來取景，相對于想使用高清拍攝標清畫面的用戶來說，16：9和4：3畫幅就會帶來取景的問題，攝像師如能認識到4：3取景的范圍，便可以用16：9的高清攝像機拍攝，比較方便的生成完整的4：3的圖像。通常采用在攝像機的尋像器中加4：3的標識框來解決這個問題。此外，由于使用了16：9模式取景，在鏡頭處理上與常規的4：3模式也有較大的區別，水平方向視角的變大導致水平運動的物體在屏幕上停留的時間變長，考慮到人眼的視覺感受，可能要求攝像師加快攝像機鏡頭的搖攝速度，以加快鏡頭節奏。

2）清晰度

高清晰度電視的分辨率有兩種，一種是每幀畫面1920×1080像素，另一種是1280×720像素，后者的水平和垂直方向像素分別是前者的2/3，總的像素數量是前者的4/9，不到一半。標清的像素則為720×576像素。

從數據上看，高清1920×1080的信息量是標清720×576的5倍、720×480的6倍。高清1280×720的信息量分別是標清720×576和720×480的2.2倍和2.7倍。因此，高清畫面細節的豐富度和色彩還原能力有了極大的提高。但許多家用高清用戶往往覺得高清的畫面清晰度并沒有想象那么清晰。這是由于在家用數字電視還不能有效反映高清清晰度，特別是20寸以下的數字電視，一般建議使用尺寸較大的電視設備來觀看高清（屏幕尺寸越大，對清晰度要求越高；屏幕尺寸越小，對清晰度要求越低）。

電視節目內容清晰度對比表

3）其它方面對比

許多家用高清用戶都發現，用高清攝像機在拍攝聚焦時沒有標清那么順手，這是因為從景深來說，高清比標清的景深要小。標清鏡頭成像面積58.1 mm2，寬高比4∶3；高清鏡頭成像面積51.8mm2，寬高比16∶9。兩者具有不同的感光成像面積，使得兩者的感光靈敏度不同。另外由于鏡頭折射特性基本不變，而拍攝同樣大小的實景轉到不同面積的成像面上時，鏡頭焦距就要不同，這樣拍攝的景深也就不同了。與標清比較，用高清鏡頭拍攝時靈敏度降低、景深范圍縮小。另外由于高清圖像像素數5倍于標清，其像素點細小到只有標清的一半左右，而觀看高清圖像時一般都采用大屏幕電視機，使得圖像對調焦誤差非常敏感。調焦稍有偏差，立刻就能在屏幕上看出來。這樣一來，高清鏡頭本身景深就小，拍攝的圖像對調焦誤差又敏感，再加上由于靈敏度低需開大一擋光圈，景深就更小了。因此高清拍攝對聚焦操作提出了更高更嚴格的要求。

從以上上數據可以看出，HDTV要求視頻內容和顯示設備水平分辨率達到1 000線以上，分辨率最高可達1920×1080。從畫質來看，由于高清的分辨率基本上相當于傳統模擬電視的5倍，畫面清晰度、色彩還原度都要遠勝過傳統電視。從視覺效果來看HDTV的規格最高，其圖像質量可達到或接近35mm寬銀幕電影的水平，而16∶9的寬屏顯示也帶來更寬廣的視覺享受。高清在畫面細節的豐富度和色彩還原能力上較標清有著不可辯駁的優勢。用戶只有充分了解高清攝像機的技術問題，才能更好的拍攝出高清畫面，豐富自己創作。

[1]SONY高清技術學院培訓資料匯編.

[2]崔建偉.高清拍攝實踐中發現的問題.海淀教育網.http://58.118.0.28/plus/view.php?aid=3350.