【技术文章】
| 摄像机的光圈及其控制 | |
| 薛建博 | |
| 本文作者薛建博先生，陕西电视台制作部演播科工程师 | |
| 关键词：光圈 曝光 布光 亮度峰值 在电视节目拍摄中，要经常调节的视频功能键并不多，有滤色片、聚焦环、变焦钮、光圈等。而在这些功能键中，只有光圈无论与节目艺术效果、还是与画面技术质量都紧密相关。这一点在演播室中尤为明显。每当演播室做节目时，在导演控制室中总有一个人始终把手放在光圈调节器上。 为什么光圈这么重要呢？这要从它的原理说起。 光圈的原理 光圈是摄像机光学系统中专门设计的一个可以改变其中央通光孔径大小的孔径光阑。它一般由一组光圈叶片构成，调节摄像镜头上的光圈调节环，可以改变该光孔的直径大小，控制通过镜头的光通量，使CCD上获得适宜的照度。光圈的作用有3个：(1)控制通过镜头的光通量的大小；(2)控制所摄画面的景深大小；(3)改善像质。 因为摄像机的快门速度一般是固定的，所以在电视节目拍摄中，实际上只用光圈来控制光通量的大小，根据拍摄意图形成正确曝光。至于控制景深和改善像质等功能，在摄像时基本不用，或者通过别的方法来实现这两项功能。也就是说，在演播室电视制作中，对光圈的调节和控制实际是对画面曝光的调节和控制。曝光在摄影中是一个相当重要的环节。 摄像机成像的载体与电影和银盐图片摄影所用的胶片根本不同。它是光电感应后，由微弱的电流形成影像。这使得摄像机的曝光和胶片摄影的曝光截然不同，它有着自己的特点和更多的限制。例如，摄像机成像需要一个最低照度，否则画面会有杂波。所以，一般演播室灯光的照度都较高，而光圈的运用就更为频繁。 电视制作的结果是体现在录像带上的。不管设备多高档，也不管别的制作人员做得多好，只要调光圈时出现一点差错，节目的质量就会大打折扣。可见调光圈是多么重要。 光圈调节失误的原因 在电视节目制作中，如果发现电视画面忽明忽暗，有时发灰，有时过激，这就是光圈调得不合适造成的。光圈调得不合适，大致有两种原因： (1)调光圈者不了解灯光师布光的意图。因为灯光照度的范围很大，但摄像机的宽容度并不大。一般布光时要尽可能使场景的亮度处在摄像机的感光范围内，这样就能使场景在画面中充分展现，也就是平常说的‘光很匀’。但有时为了某种艺术意图，或碍于一些现场条件限制，往往要使场景的亮度范围超出摄像机的感光范围。本来节目录制时调一下光圈，就一切都解决了。若技术人员调光圈时不了解灯光师布光的意图，只是按平常的技术要求去调光圈，就有可能出现画面中该亮的地方不亮、该暗的地方不暗的现象。 (2)调光圈者没有掌握或忽视了技术标准。在演播室电视制作中，技术上要求制作系统内必须实现“三统”，即时间统一、相位统一、幅度统一。其中幅度统一是指各信号源的信号幅度应当一致，符合标准。国家规定了全电视信号中图像信号幅度的最大值为0.7Vp-p。即消隐电平为0时，电视图像信号的白色电平为700mV，黑色电平为14～35mV，这些在示波器上都有精确反映。如果对应的旋钮没调准，画面就会出现反差大、灰雾等现象。 谁负责调光圈 在实际节目制作中，不管由谁调光圈，都会有一定的专业限制。那么应该由谁来调光圈呢？实际上从上面的分析已经得出结论。那就是，如果技术人员知道灯光师布光的意图，就让技术人员调；如果灯光师熟悉电视技术标准，就让灯光师调。 笔者建议，对灯光师进行视频技术方面的培训和考核，然后由灯光师负责调光圈。原因如下： (1)电视节目变化多端，技术人员不可能也没有必要对灯光师的布光意图非常明白。而灯光师学习视频技术相对容易一些。 (2)由于灯光师在演播室布光毕竟是用肉眼来观察，总是不大直观。调光圈时，通过监视器观察画面和调整曝光，灯光师可以很方便地发现布光方面的问题，如亮度不平衡、光比不合适等。这样可以大大增强灯光设计的反馈，提高灯光设计的水平。 (3)从布光、调光到最后出合格的电视画面，灯光师都参与。这就让灯光师全程控制了电视画面的形成过程，也就避免了当电视画面出现质量问题时灯光师和视频技术人员责任不清的情况。 具体问题及建议 调节光圈时，还要注意下列问题。 (1)用自动光圈、还是手动光圈 手动光圈调节的范围广，调节的幅度大，可以从全黑调到全白。它适于有目的、有意图的动态用光，艺术处理，以及逆光或强对比度光照下的拍摄。调光圈时，根据拍摄现场的照度，把光圈调节棒放到某一位置就基本不动，要动，只能轻轻地一点点地调节。但如果拍摄现场的光不匀，就会令操作者手忙脚乱。 自动光圈在亮度变化大的情况下有自动调节的能力，它能迅速地把光圈调到一个较合适的位置。但它却不能识别画面内的主体、陪体及环境，而且主体经常在变化，其位置也经常在变化。虽然它能对亮度信号分别取峰值和平均值，并把两个值按比例混合成一个新值，产生光圈控制电压，而且还能使用门控电路，使自动控制电路只对画面某一区域的亮度信号起作用，但这些调节很复杂。如果摄像机多，每个机器都这么调，则力不从心。 实际操作中，用全自动光圈是根本行不通的，有一定难度。笔者的经验是，一般采用自动光圈方式，但只取自动光圈测出的亮度信号的平均值，把它作为对被摄场景的曝光控制进行技术处理的依据，经过操作者对画面内容和技术要求的判断，再进行适当的调节。 (2)大屏幕对光圈的影响 大屏幕丰富了节目的形式，增强了节目的可视性，但是却给节目的制作者增添了许多麻烦。调光圈时如果背景是大屏幕，稍不注意，画面主体就会变黑。所以主体的背景是大屏幕时，要注意加大光圈。 (3)黑白背景的转化 主体的背景经常会变化，正常情况下不必管，但如果是纯黑或纯白，则一定要注意。如果自动光圈控制电压采用的是亮度信号平均值，由于背景在整个画面中占相当大的比重，它变成纯黑或纯白后，对平均亮度会有很大影响，所以必须人为加以调节。具体调节办法是：变黑背景时缩小光圈，变白背景时加大光圈，缩小或加大的幅度根据背景在画幅中所占比重而定。当然，如果用亮度信号的峰值和平均值的混合值来控制光圈电压，就需要调节其混合值的比例。 (4)景别与光圈的关系 画面景别变化时，由于画幅内不同亮度景物所占的面积发生变化，亮度信号的平均值也跟着变化，为防止主体的曝光发生变化，就要注意光圈的连续调节。 (5)“白人”与“黑人” 操作员长时间工作会形成一种惯性，总认为主体不能太黑或太白。但是碰到有的主体本来就是黑的或白的，就不要提亮或压黑。比如主体是黑人和白人，如果这时候只看示波器，认为波形图反常而硬去调，就会闹笑话。 (6)主体与背景亮度相差悬殊 这时候一定要以主体曝光正常为准。现在的摄像机都有自动拐点电路和黑压缩电路，电视画面的动态范围已扩大到600%。所以只要美工置景和灯光处理不是太差，一般不会产生背景的无层次黑或过激。而且只要主体曝光正常，即使背景无层次黑或过激，最终效果都是可以接受的。笔者认为，技术是为艺术服务的。为了艺术上的表现，有时在技术上出点格，是可以被接受的。因为主体与环境的亮度相差悬殊的情况经常会有，有时根本无法避免。如果这时候只考虑技术上的要求，就有可能丧失艺术表现力。 (7)周边的功能键 光圈调节棒周围有一些功能键(旋钮)，它们对画面质量也有很大影响，如白平衡、黑平衡、黑电平、总黑电平等。因为这些功能键(旋钮)一般都不能单独锁定，为防止因不小心碰撞而改变了数值，对它们的使用调节也要很清楚。笔者的经验是：用一张小纸片把这些数据记下来，随身携带，万一有情况，可以在几秒之内恢复。 |
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| 来源：《世界广播电视》 | |