摄像机指标

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摄像机指标（一）拍摄分辨率

关于“指标”的第一个结论就是“拍摄分辨率是一个重要指标”。

那么什么是“拍摄分辨率”？

如何通过“拍摄分辨率”来判断一台摄像机的指标呢？

 

一、拍摄分辨率是指摄像机拍摄的能力。

在这里要注意，是“拍摄的能力”而不是“记录分辨率”。

摄像机有两个分辨率。

这个问题在前面的文章中已经讨论过，这里就不说了。

需要注意的是在讨论“拍摄分辨率”的时候，就不要再说“高清记录1920*1080”之类的。

。。。。。

有了记录两个字，该分辨率对于“指标”就没有意义了。

一台摄像机的指标在于“拍摄分辨率”，而不是记录格式。

那么这两个分别率有什么关系呢？

1、摄像机具有高的“拍摄分辨率”，但录制时记录为低的分辨率，不损指标。

   一台摄像机可以有4K的拍摄能力，但可以只记录为高清格式1920*1080。

   例如“EX1R摄像机”，拍摄能力是1920*1080，但并不妨碍我记录为720*576标清格式。

   
 

2、如果摄像机“拍摄分辨率”低，但录制时一定要记录为高的分辨率，那就降指标了。

   例如“Z5C、AX2000E”等摄像机，拍摄能力也就是“1440*1080”，但录制（播放）格式是1920*1080。

   那就是用了“插值算法”（直接说就是放大了）。

   指标当然降了。

  下面是SONYNX70C的分辨率

 

 1/2.88的CMOS，66万像素。。。。。如何能达到1920*1080？

 只能是插值运算，放大画面了。。。。。

 

所以在下面的讨论中，大家要注意看“拍摄分辨率”，而不要再困扰“记录分辨率”了。

一台摄像机的“拍摄分辨率”在哪儿体现出来呢？

摄像机一般都会提供“参数”

拍摄分辨率包括“CMOS的尺寸”、“分辨率”两个参数。

下面是EX1R摄像机的参数

那么CMOS的尺寸和分辨率是什么关系呢？

CMOS的尺寸是物理的，只有这个尺寸足够大，才可能获得高的分辨率。

例如，1/3的CMOS可以获得1440*1080（155万）的分辨率，但绝对获得不了1920*1080（207万）的分辨率。

也就是说CMOS的尺寸是首要条件，只有够尺寸才可能获得底限分辨率。

而分辨率不是由尺寸唯一决定。

同尺寸的CMOS，不同的技术可以导致不同的画面分辨率。但有上限。

例如，同样1/3CMOS

SONY的Z5C的分辨率是103万像素.而松下的130号称200万。

。。。。。。

所以在实际使用中，我们要通过两个参数结合来判断摄像机的能力。

1、先看CMOS

  如果CMOS只有1/3尺寸，那么像素也就是155万左右。

  如果CMOS达到1/2，那么像素达到207万正常。

  CMOS达到2/3尺寸，达到207万很简单。

  。。。。。

  所以一款1/4CMOS的机器，号称1920*1080，那就是“搞笑”了。

2、再看分辨率

  不同的厂家技术不同，所以都是1/3也不代表分辨率完全一样。

  SONY的Z5C只有103万像素，而佳能的摄像机XF300,没有提有效动态像素，提了个最大像素207万。

  。。。。。，当然动态有效是多少只能猜了。

 

二、拍摄分辨率的用处

从上面的内容我们看到，厂家为了个拍摄分辨率搞的很紧张。

1、有的厂家不说，例如松下的153,只提1/3的CCD，压根没说分辨率。

2、另外一些厂家说最大像素，避开有效像素。

那么有效像素有什么用处呢？

大家看下下面的图就明白了。

1920*1080分辨率的摄像机，拍摄的画幅整比710*576分辨率的画幅大了6倍。

那么如果在同样尺寸的电视上播出。1920*1080画幅和720*576画幅，那个更清晰呢？

当然是1920*1080了。

这就是分辨率高的好处。

 

三、分辨率的类型

目前摄像机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

。

拍摄的画幅各不相同。

这样通过分辨率，我们可以对摄像机的性能进行判断。

例如：松下的AF103摄像机，3/4片儿。

如果和5D2比较的话。。。。。5D2是35mm全画幅。

3/4片儿要比5D2的分辨率小了5倍以上。

在画面质量上，下面就没有什么可比的了。

 

片儿越大，拍摄的画面越好。

这个好理解。

但下面就有另外一个问题了

同样的35MM全画幅的摄像机，

那个类型的更好一些呢？

后面的文章中将讨论这个问题。

 

海达百汇郝老师

2012年6月22日

摄像机指标（二）码流

 

在上一篇文章中，我们讨论了“拍摄分辨率”对摄像机指标造成的影响。

结论是“摄像机的拍摄分辨率”越高，获得的画质就越高。

分辨率很重要，但并不是摄像机唯一的指标。

还有一个重要的参数“码流”。

我们经常说HDV是25M的，这个25M就是码流。

对于EX1R，拍摄时有一个35M、25M的选项，也是码流。

 

那么，什么是码流呢？

码流也可以称为码率，是表示画面压缩程度的一个参数。

CMOS成像后，总得把拍摄的画面传输到记录装置上。

这就需要通过算法对画面进行压缩编码。

编码后，图像的数据量就是码流。

 

说到这里，大家明白了。

在CMOS成像后，下一个步骤就是压缩编码。

即使你的分辨率再高，画面成像再好。

编码很差，你获得的画面照样很差。

这样压缩编码就很重要了。

有的同学说了，那么编码是不压缩或者压缩小一些不就可以了？

。。。。。对于高清摄像机，问题就出在这里。

要知道，每种记录装置，无论是磁带还是存储卡，写入速度是有限制的。

画面的数据量太大，就无法记录下来了。所以压缩编码是必须的。

下一个问题就是采用哪种压缩编码方式，压缩率最大，画面质量最好。

下面是常用摄像机的压缩码流

Z5C  的HDV格式        25M

XDCAM的MPEG4格式      35M

AX2000的AVCHD格式     24M

5D2                   36-48M

 

很显然5D2的码流最高，所以对比业务级别的摄像机，5D2优势很明显。

但说到拍数字电影。。。。。

5D2的码流就没有优势了。

所以拍一个电视上播出的电影，你可以用5D2.

如果是拍一个确实要到宽荧幕上播出的电影，5D2的码流限制了它的能力。

即使用的是35mmCMOS，最高48M的码流也严重的限制了它的画面细节能力。

至于松下的AF103,AVCHD压缩格式，最大码流24M。。。。。。

你指望用它拍电影吗?

呵呵。

摄像机的指标（三）CMOS尺寸与像素的关系

 

写了前两篇指标后，有不少朋友问了。

“像素”又是为什么意思呢？

像素、和“CMOS尺寸”什么关系呢？

上面是NX70摄像机的参数表，从这个参数表可以看出：

成像装置是 1/2.88英寸的CMOS片儿。

而这个CMOS提供的像素是5548K，用通常的表示方法就是66.5万像素。

 

那么从这个参数表如何能看出这台摄像机的指标呢？

下面给大家说一下这几个参数的实际用途，及他们之间的关系。

 

一、CMOS及像素

CMOS是用来完成成像的，也就是说光线从镜头进入摄像机后，就是通过CMOS成为“画面”的。

可以这样讲，CMOS类似于人的眼睛，因此其性能的好坏将直接影响到摄像机的性能。

CMOS有质量问题吗？当然有。

CMOS是一种“特殊的半导体器件”，当然也有质量好的，有不好的。

那么从哪儿看CMOS好或者不好呢？

“像素数”以及“CMOS的大小尺寸”是最重要的指标。

所以在摄像机的参数表上，这两个参数都要标注出来。

那么CMOS片儿和像素是什么关系呢？

从CMOS的定义来看就很明确了。

CMOS是一种特殊半导体器件，上面有很多微小光敏物质感光元件，每个感光元都称作一个像素（Pixel）。

一块CMOS上包含的像素数越多，其提供的画面分辨率也就越高。

也就是说同一尺寸的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。

这块儿CMOS上包含了66.5万个像素。

从数量上看够标清的指标，但离高清太远了。。。。。。

从这个意义上说，一个CMOS尺寸定了之后，能装入的像素越多越好。

但这只是概念上的，实际情况并不完全是这样。。。。。。

 

二、像素及画面成像质量

通过上面的论述，我们已经明确了像素数是指CMOS上感光元件的数量。

摄像机拍摄的画面可以理解为由很多个小的点组成，每个点就是一个像素。

显然，像素数越多，画面就会越清晰，如果CMOS没有足够的像素的话，拍摄出来的画面的清晰度就会大受影响，因此,理论上CCD的像素数量应该越多越好。

但实际情况是，在同一个电视标准下，例如：高清格式。

像素数增加到某一数量后，再增加对拍摄画面清晰度的提高效果变得不明显。

而且CMOS像素数的增加会使制造成本。

因此，像素一般是本着够用就行的原则。

所以一般的高清摄像机，都是一百万以上的像素数。

例如：Z5C、AX2000E的107万像素。

三、CMOS的大小与像素的数量

在上面的NX70摄像机的介绍中，CMOS尺寸这栏标的是1/2.88英寸。

这里的“1/2.88英寸”就是CMOS的尺寸，实际上就是CMOS片儿对角线的长度。

很明显CMOS有很多种尺寸：

1000C   1/4CMOS

Z5C     1/3CMOS

EX1R    1/2CMOS

DVCPRO  2/3CCD

AF103   3/4CMOS

5D2     35mm全画幅

那么这些尺寸的大小有什么用处呢？

无论哪个尺寸的CMOS，多装一些像素不就有高画质了？

这个问题主要涉及到两个方面

 

1、CMOS能安装的像素数量有上限

这是很简单的一个问题。如果CMOS片小，那么就很难安装大量的像素。

即使安装成功，成本也很高。

所以CMOS片儿的尺寸限制了像素的数量。

我们没有见到1/4CMOS超过100万像素，1/3CMOS超过150万像素

就是这个原因。

 

2、单位像素的大小

在像素数一样的情况下，CMOS尺寸越大，单位像素就越大。

这样，单位像素可以收集更多的光线，提高了低照度、信噪比，有利于提高画质。

这种情况下，不同的CMOS尺寸基本对应于像素的数量。

所以，CMOS的尺寸越大越好，像素越大越好。

 

最后我们看下结论：

CMOS越大越好，像素越高越好。

 

一般摄像机都会标准像素的值，但有些机器，例如松下的153、173

 

郝老师

2012.06.27