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如何看懂攝影機技術指標(知識篇)  

在攝影機這個圈子,一張彩頁堛漣瑋N指標其實就已經涵蓋了大部份的技術,不信,有幾個人敢說他完全知道的,不管是銷售人員或工程商,最先拿到的就是一張彩頁,而那張彩頁,大部份就在吹牛,只有在最後的技術指標上還有些學問,今天就帶大家來搞一搞:

  預計分知識篇實戰篇”, 知識篇我來說,實戰篇就由各位提供資料,大家一起來演練演練,有意踢館的廠家也不妨一起參與,增加些趣味性

  在搞清楚技術指標之前,要先搞清楚下列東西:

1.成像元件
  也就是CCD啦!(當然也有C-MOS),主要區分為彩色,黑白,1/3”,1/4”, 1/2”及品牌,

尺寸:
  大小的差別主要在於靈敏度,也就是最低照度,1/4照度會比1/3差,原理很簡單:相同數量的感 光點,擺在1/4上的每一點一定比較小點,他的受光就較少,當然照度就較差,好處是便宜一些,還有體積較小,板子可以做小一些.

品牌:
  以價位來說,從貴到便宜,分別是 Sony, Panasonic,Sharp,A1(L.G)這幾種,
  如果用Sony 通常會標“Sony Super-HAD CCD”這是Sony的注冊商標,或是低照度會標 “Sony Ex-View CCD“ 在CCD的製造過程中有一個制程叫作”HAD”, 所以不管那家的CCD 都可稱為” HAD CCD, 但SONY改進了這個制程,認為做出來的CCD品質較好,就叫做”Super-HAD”並把這名稱註冊, 因此只有SONY有所謂的 Super-HAD CCD, 在一般型錄上常看到 “ 1/3” SONY Super-HAD CCD” 就是這樣來的,不可能標” 1/3” Sharp Super-HAD CCD” 那會鬧笑話的.
  Ex-view 是SONY CCD註冊的專有名辭, 強調照度比 Super-HAD 更低,當然價格也貴多了,其他特性及接腳都跟原來Super-HAD 差不多.而不是用SONY的,就只標” 1/3” Color CCD“ 了


2.圖元:
  在PAL制,有752(H) x 582(V),也就是所謂44萬畫素,及500(H) x 582(V) 也就是所謂25萬畫素, 在NTSC制,有768(H) x 494(V),也就是所謂38萬畫素,及510(H) x 492(V) 也就是所謂25萬畫素,44萬畫素,就叫高解,25萬就叫低解,普解或中解.以上講的畫素是指”有效畫素

3.分辯率:
  這就比較好玩了,25萬圖元的攝影機,其技術極限大概是320條,在十多年前,臺灣搞出了攝影機,大概就280-300條之間,但跟日本貨比起來就差了一截,怎辦?那就標350線好了,後來又有新公司及韓國搞出來了,大概在300左右,那就標380條好了,到了近幾年,大陸也搞出來了,怎辦?那就標420好了!,搞到現在,全部都標420了,無恥的還有標450 ,更讓人搞不懂的是,不管在臺灣或是大陸,送去檢測,居然也是420?真讓人匪夷所思!

  而44萬的,技術極限大概在480線,一般中,台,韓做出來大概就是400-450之間,同上理,就標480,500,520,550吧!各憑良心.
  還有,最近流行所謂520線的更是個大騙局,為什麼他說520線?是因為主晶片用SONY HQ1(CXD3172AR),翻遍原廠資料,找不到520這個字,只有非官方說法:是有520線,但僅限Y/C輸出.所以只要是HQ1方案,大家就標520,在加上灌水法,550及560就出來了,估計580也快有了
.

4.最低照度:
  最簡單的定義:在暗房內,攝影機對著被測物,然後把燈光慢慢調暗,直到顯示器上快要看不清楚被測物為止,這時量光線的照度, 就是最低照度.夠含糊了吧!,實際上還得考慮用幾毫米鏡頭,入光量多少,攝影機AGC必須關掉,視頻訊號是降到多少IRE等等.幾乎沒有廠家會去做這種測試,
  那…..老故事又來了,很久很久以前,松下跟SONY的機子低解的標1.1Lux(F1.2),那臺灣做出來就標0.5吧,後來的只好標0.2,你標0.2,我就標0.1,他標0.05…….就這樣了.

  還有,高解CCD照度會比低解的差,還是老話,同樣晶片面積,一個擺了44萬點,一個擺了25萬點,那個大點?


5.訊噪比:
  任何電路只要通電後都會產生噪訊,包括元件及線路本身所產生的,當然噪訊越小,畫面看起來會越乾淨,我們用視頻訊號跟噪訊的比值來表示,那當然越大越好,數學式是 20log(V2/V1), V2指視頻訊號,V1指噪訊大小,單位是”dB”

  還是老故事,很久很久以前,松下跟SONY的機子噪訊比標50 dB ,那臺灣做出來就標……..嘿嘿! 一看起來就是比較差,不好意思吹牛了,那就標48好了,可是不好看?修飾一下:”大於48 dB “,所以 “ >48dB” 就是這樣來的,不論阿貓阿狗做出來的攝影機,一律就這樣標了,有去測? 我頭剁給他!


6.電子快門:
  為了讓影像亮度正確,我們必須正確控制攝影機的入光量,要調整入光量要從鏡頭的光圈及像機的快門著手,一般我們用手動鏡頭時,光圈調固定就不動了,如果這時遇到強光怎辦?很簡單,在CCD還沒過曝前,D.S.P就趕緊把CCD上的訊號”掃”下來吧,也就是光線強時抓快些,光線弱時抓慢些,抓一次相當於我門用單反相機時”喀嗏”一聲,單反像機是機械式快門,我們這是電子式,所以叫”電子快門”
  跟據D.S.P規格書,電子快門速度在PAL制時是1/50秒到十萬分之一秒,所以大家就這樣標了,實際應用上如果機子調校不良,是達不到十萬分之一的,如果機子在太陽下看起來像蒙層細白裟,不是很清楚,那八成是快門速度不夠.

  還有如果用自動光圈鏡頭,那入光量就由鏡頭光圈來控制了,這時後機子本身快門速度就定在1/50 秒


7.Gamma補償:
  什麼是Gamma?簡單解釋,CRT管子是跟據電子束打在螢幕上的強度來決定產生的亮度,打的越強就越亮,但不是1:1的,也就是說,在很強的時後並不會成比例的那麼亮,這是CRT管的特性,因此視頻輸出就得在高亮度時做些刻意的增強,這就叫Gamma補償,個補償曲線叫0.45,只要給DSP下個指令就好了,一點技術都沒有,有的機子會加個開關,讓你選擇0.45或1,1的補償曲線是1:1的,在某些強光環境下還蠻好用的(是強光下,非逆光下)

8.背光補償:
  什麼是背光補償,這又跟快門速度有關了,舉個例子,當一部攝影機裝在ATM上,對著大街,在大太陽下,環境很亮,所以機子快門速度當然是很快的,才不會過曝,這時如果有人來提款,臉對著鏡頭,由於目前機子采全面測光,基本上受環境影響,整體還是很亮,在高速快門下,人臉的曝光量不足,就顯的黑黑的,這就是攝影學上面所說的”背光”,就是:背面有強光,導致主體曝光不足而變黑.

  所以問題就出在全面曝光上,假使我們只取一部份劃面來測光,比如說中間,那人臉在劃面中間,這時DSP會測到曝光不足,便會放慢快門速度,這時人臉就清楚了,但是因為快門速度慢了,導致背景(街上)反而過曝而白茫茫一片.

  所以,背光補償就是根據特定的測光區域,調整電子快門(或自動光圈),使得測光區域內的曝光值正常,不在測光區域內的就不管了,測光區域由DSP參數設定,一般是取中間1/9處,或加上下方1/3處成凸字型.至於什麼是”寬動態”,那會另外寫篇來談談.


9.同步系統:

分內同步,外同步及電源同步.

電源同步,
  說來話長,簡單的說,就是使每一支攝影機丟圖場出來的時間點要一致,好比對伍行進時,雖然每人速度一樣,但如果沒有人在旁吹哨或喊口令的話,腳步是不會一致的,這個功用是用在矩陣切換時,畫面不會抖一下再恢復正常,否則管理員眼睛不花掉了,要實現電源同步就須加電源同步電路,再加個開關電源,從交流電中取同步訊號(電源是50周固定的)來當同步的依據.
  另外在NTSC系統中,因D.S.P堛漁黃頻率無法跟市電60周一致,在燈光下會有色滾現像,尤其是SONY 2163方案更嚴重,這時就得加電源同步來解決,強制讓D.S.P 的頻率與燈光一致.

  還有我們所用的AC電源有三相,彼此差120度,如果電源同步的機子若接在不同相位電源上,會有相位差導致無法彼此同步,所以還需有一個調相旋鈕,將彼此觸發相位調到一致.


外同步
  就是交由外步來觸發丟出畫面,這功能現在已經很少用了

內同步
  就是自己每秒輸出25張畫面,不管別人了

10.AGC
  就是電子自動增益,是攝影機基本功能,有人為了讓畫面看來亮些,刻意調的很高,這樣在低照度時很容易就白茫茫一片了,所以有人乾脆就在這搞個開關,要高要低,自己來吧


接下來就是些無關緊要的:


接頭型式:
  有C-Mount 及 C/S Mount:
  又要說故事了,當初做出攝影機時,總得配個鏡頭,因此搞了個介面標準:"節徑為25.4mm,每英吋32個螺牙,邊緣至CCD距離為17.526mm."
這就叫C介面, 機子及鏡頭就比照這標準,彼此才能搭配.

  那時後的鏡頭堶惘酗K片鏡片組合而成,後來松下搞了個五片玻璃的鏡頭,成本是省了,但是成像距離短了約五毫米,也就是鏡頭要更靠近CCD 五毫米.

  怎辦? 那就改標準了,把上頭”邊緣至CCD距離為17.526mm”改為 12.5mm.不就得了, 這就叫C/S 介面 ,現在幾乎所有機子都用C/S介面,再付一個C/S轉C介面的加長環.


自動光圈:
  也就是可接的自動光圈鏡頭的型式,目前有兩種:視頻驅動(Video)及直接驅動(D.C)兩種,因為直驅方式還得加個小電路,有些廉價機乾脆就拿掉了,賭你花不起錢買DC自動光圈鏡頭.

視頻輸出:
  標準是1 Vpp,也就是1伏特(峰值對峰值),標都是這樣標,但常有廠家為求看起來”亮”一點,故意增加訊問號強度,在接DVR及配線時會引起一些困擾.

消耗功率:
  一般機子在12V 時,大致都在90-130毫安培培之間

電源:
  分12VDC, 24VAC, 220VAC三種,通常 24VAC還相容12VDC