超高速数字摄像机

超高压水射流流场分析，超高压水射流切割过程动态分析，自激振荡水射流的射流束结构分析，自激震荡水射流淹没条件下空化特性分析，超临界二氧化碳射流流场分析。

单个像素尺寸大小为28微米，一百万像素分辨率下拍摄，23000帧/秒，内存72G，可扩展，通讯接口：千兆以太网，10Gb以太网，时间精度18ns，支持burst mode，。

数字摄像机自从问世以来，记录图像的质量飞快发展。数字摄像机随着摄像机普及的程度不断提高，在各个领域中人们使用数字摄像机的频率不断加大。数字摄像机的种类也是纷繁众多，根据不同的用途，不同的分类方法将数摄像机进行了多种方式的分类。

• 一、按照成像质量分类

1.广播级摄像机这类摄像机图像质量非常高，色彩影调还原逼真，调整精度比较高，工作性能全面，但价格比较贵。标清广播级像素面积为720×576（PAL），传输码率为50Mb′s，高清广播级像素面积为1920×1080（PAL），传输码率为50Mb/s。广播级摄像机主要应用于数字电影拍摄制作和广播电视领域，如电视台、广告公司和影视剧制作单位的拍摄使用。

2.专业级摄像机（又称业务用摄像机）

专业级摄像机应用在广播电视以外的专业领域中，如教育领域、部队科教宣传方面、工业生产领域、医疗卫生领域等。这就突出强调了摄像机的要求要轻便、价钱便宜，图像质量低于广播专用的摄像机，标清业务级像素面积为720×576（PAL），传输码率为25Mb/s，高清广播级像素面积为1280×720（PAL），传输码率为25Mb/s。

3.民用级摄像机（又称家用摄像机）

民用摄像机应用在图像质量要求不高的场合，如DV格式的数字掌中宝摄像机，标清摄像机面积为720×576（PAL），高清一般能达到1280×720（PAL）传输码率，水平清晰度约在500电视线，信噪比约在50dB，这类摄像机具有超小型化的特点，比如SONY/ PANASONIC/JvC掌中宝系列的摄像机都属于这种类型，因此，使许多特殊条件下的拍摄成为可能。体育的特技摄像,小型摄像机机头可安装在主裁判的保护面罩上;国际摩托车比赛,小型摄像机可安装在摩托车上,从运动员角度进行摄像等,这些在节目制作上有一定的作用。在近几年的发展中民用摄像机也逐步跨入高清的领域,成像质量也得到了飞速发展。民用摄像机的另一个特点是价格最便宜,我国这类摄像机正在以迅雷之势开始普及,如今普遍进入家庭消费,因而称之为家用摄像机。

• 二、根据节目制作方式分类

在广播电视领域根据电视节目制作方式的不同,它们又可以分为以下三种:

1.演播室使用(ESP)的摄像机ESP,即“电子演播室制作”( Electronic Studio Production),它主要是指在演播室内

进行的录像或直播节目制作。在这种制作模式下使用的摄像机,工作的条件非常有利于高质量画面的获取,如照明强度、色温等适度、高保真音响等。如新闻演播室出像、一台综艺晚会等,为了提高性能指标,通常采用尺寸较大的摄像器件。因此,它们的清晰度最高,信噪比最大,图像质量最好。当然,它们的体积大,价格也昂贵。

2.电子新闻采访(ENG)摄像机ENG,即电子新闻采集(Electronic News Gathering)。这种方式制作节目的特点是使用便携式的摄像、录像设备来采集电视新闻;节目分为前期拍摄与后期编辑两个阶段。

由于新闻拍摄的现场复杂多变,ENG摄像机一般机器体积小,质量轻,便于携带,对非标准照明情况具有良好的适应性,在恶劣环境中(如工作温度大范围的变化)具有很好的安全稳定性,在调试操作使用中具有很大的方便性(全自动方式)。它们的图像质量比演播室用摄像机稍低,价格也相对便宜一点。

3.现场节目制作(EFP)摄像机

EFP,即电子现场制作( Electronic Field Production)。这种方式制作节目的特点是多种设备同时使用,包括多台摄像机、切换台、调音台以及其他辅助设备(灯光、话筒录像机和运载工具);信号经现场切换提供连续不断的一次性信号,节目可以在现场制作完成后可以直播或录播;于是该种节目制作方式现场性强。EFP摄像机工作条件介于上述两种摄像机之间,性能指标也兼顾到这两个方面。它们的图像质量与演播室使用的摄像机很相近,但体积小一些,能满足轻便型现场节目制作的需求。

• 三、按照摄像器件数量分类

三片摄像机摄像机成像单元采用三个成像器件芯片组成,光线通过三棱镜将摄入镜头的光线分为三原色(红绿、蓝),将它们输入不同的成像器件,由于每一个成像器件都有一个很大的光线采集区域,并且每个成像器件所获得的红绿蓝信息都是入射光线本身所带的信息。所以以该种方式形成的图像质量高,色彩还原好,清晰度与信噪比高。专业级、广播级摄像机多采用该种方式。三片成像器件虽然成功解决了分色的问题,但它并不完美。首先,它必须一一个棱镜,这就使得它的体积很难减小。如果成像器件的尺寸要加大,那么棱镜的尺寸也必须加大。并且棱镜本身也是光学器件,它的光学失真会直接造成画面失真。这种天然的障碍使得三片成像器件的成像方式很难实现大尺寸成像画幅。三片成像器件的最大画幅也就做到2/3in,再往上,效果和成本都令人无法接受。这也是为什么三片成像器件的摄像机相对来说体积比较大,同时这也是三片成像器件只应用在摄像机而无法应用在照相机上的原因。

2.单片摄像机

摄像机采用一个成像器件芯片,影像只有一路成像在成像器件上。反映三基色RGB的信号,是用每一个像素上配置拜尔片阵滤色片以及这种滤色片匹配的特定的信号处理器来完成色彩的重现。但从拜尔片阵颜色转化成原色必须通过数码摄像机进行演绎,而演绎的过程却会引致色彩误差。所以传统单片摄像机的图像质量一般,多用于非专业领域。

• 四、按照一体化程度分类

1.一体化摄像机

一体化摄像机是摄像机和录像机结合成为一体的设备。该种摄像机的摄像单元与录像单元不能分

离,在工作的时候即完成将光信号转换成电信号的过程(摄像过程),并且最后将电信号转换成磁信号记录在记录载体

上(录像过程)。一体化摄像机又称为摄录放一体机。

2.可分离摄像机

可分离摄像机是摄像机配以摄像机附加器,可单独作为摄像机用。如在ESP方式制作的综艺晚会节目中的多台摄像机,每台摄像机上就可以不配备录像单元,只需要最终在切换台处的录像机记录即可。也可配合单独的便携式的录像机作为摄录机使用,这样由于节目制作的不同需要可以配合不同格式的录像机。

• 五、按摄像器件的尺寸分类

摄像器件的尺寸大小直接关系图像质量的好坏。在相同制造工艺下,尺寸越大有效像素就多,图像清晰度就越好,同时灵敏度也会提高。当然摄像机体积也会增大。

六、按照存储介质分类

1.磁带摄像机

磁带摄像机以磁带为存储介质来储存动态影像的摄像机。由于磁带摄像机按照视频格式的不同,使用的不同格式的磁带种类繁。根据不同的要求使用不同的磁带格式。

2.光盘摄像机

该类摄像机采用的是以光盘作为其存储介质。可擦写DVD光盘等。民用DVD数码摄像机(光盘式DV)的存储介质是采用DVDR,DVR R,或是DVD-RW,DVD RW来存储动态视频图像的。

家用DVD数码摄像机最大的优点是“即拍即放”,能快速在大部分DVD播放机上播放。不足之处是DD光盘的价格与磁带DV相比略微偏高了一点。

3.硬盘摄像机

4.存储卡式摄像机

该种摄像机省电、体积小、摄像时耗材使用少、后期剪辑方便,工作状态稳定。

数字摄像机的构成及工作原理与模拟摄像机基本相同。不过，数字摄像机具有一些模拟摄像机所不具备的优点，如具有较高的稳定性和可靠性、可进行精确调整等。更重要的是，由于采用了数字处理技术，使得很多在模拟摄像机中无法完成的工作得以实现，这大大提高了摄像机的整机性能，同时也在很大程度上改善了图像质量 。

数字摄像机的视频处理放大器分为两大部分，即模拟处理部分和数字处理部分。

模拟处理部分主要包括预放器、黑斑校正、增益提升、白平衡调节、白斑校正、杂散光校正、黑平衡调节、预弯曲等。经过上述处理的模拟三基色信号再经过模数转换之后变为10bit或12bit的数字信号。

数字处理部分主要有A/D变换、数据检测、轮廓校正、彩色校正、1校正、白压缩、混消隐、白切割等。经数字处理之后可输出数字分量信号Y/R - Y/B -Y．直接供数字分量设备使用，也可经数模转换之后输出模拟分量信号和复合全电视信号 。