数字视频的获取渠道有很多种,其主要的获取途径包括:从现成的数字视频库中截取、利用计算机软件制作视频、用数字摄像机直接摄录和视频数字化。
另外,还可以通过一些重要的设备和技术来实现从模拟视频到数字视频信号的转化,这个过程就称为视频数字化。在实际工作中,电视机、激光视盘、摄像机等都可提供丰富多彩的模拟视频信号,通过视频采集设备获取数字视频。
(1)摄像机
①摄像机工作原理
不论是什么样的摄像机,其工作的基本原理都是一样的,即把光学图像信号转变为电信号。在拍摄一个物体时,此物体上反射的光被摄像机镜头收集,使其聚焦在摄像器件的受光面(例如摄像管的靶面)上,再通过摄像器件把光能转变为电能,即得到了“视频信号”,但信号很微弱,需通过预放电路进行放大,再经过各种电路进行处理和调整,最后得到的标准信号可以送到录像机等记录媒介上记录下来,或通过传播系统传播或送到监视器上显示。
②摄像机的组成和功能
摄像机主要由以下几个部分组成:镜头系统、主机、寻像器和附件。
镜头与普通照相机的镜头起着同样的作用,用来收集从物体反射来的光,并使其聚焦并投射到摄像器件的受光面上;
主机也可称为摄像机回路,它是摄像机的主体部分,可将镜头形成的光学图像转变为适用的电视信号;
摄像机工作时,连续显示摄像机拍摄的各种图像的微型黑白监视器被称之为“寻像器”,它为摄像人员取景构图、调准焦点、调试机器以及显示机器的工作状态和监看来自录像机或特技台的视频运送信号,提供了一个方便的而且是不可缺少的观察场所;
摄像机的附件一般包括:电池、摄像带、摄包——装摄像机用的小包,方便外出携带、UV镜--装在摄像机镜头前面,保护镜头不进灰尘,也就是保护镜。以上几种基本都是必须的,另外还有下面的附件:三角架、广角镜、增倍镜、摄灯。
③摄像机的分类
摄像机的分类有很多种,这里仅根据制作节目图像质量的要求可将摄像机分为三档次:广播级、业务级、家用级。
广播级摄像机被用于电视台和节目制作中心,目前电视台用的广播档级摄像机多为氧化铅管的三管机以及FIT CCD三片机(亦有IT CCD的)。
非广播级业务档摄像机常应用在教育和工业系统中,早先都是用的彩色单管机和双管机,现在是非广播档的三管(多为硒砷碲管)式或三片(多为IT型CCD)式彩色摄像机。
家用档级摄像机都是单管机或单片CCD摄像机,结构简单,体积小、重量轻,操作简单易学,又较便宜,而且多数为摄录一体化机。
④数码摄像机
数码摄像机是DV,指摄像机的图像处理及信号记录全部使用数码信号完成的摄像机。此种摄像机的最大特征是磁带记录的信号为数码信号,非模拟信号。
数码摄像机摄取的图像信号经CCD转化为电信号后,经电路进行数字化,以后在记录到磁带之前的所有处理全部为数码处理,最后直接将处理完的数码信号直接记录到磁带上。由于采用了数字电路,因此数码摄像机具有以下的特点:图像质量佳、记录密度高、可靠性高、低成本、完美的录音音质
而DVD数码摄像机由于其使用的存储媒介是DVD刻录盘,所以与普通磁带摄像机相比,在简便易用性上取得了突破性的进步:DVD数码摄像机可以随机地进行回放,免去了倒带、快进等繁琐程序,省却了上传到电脑后再制作成光盘的步骤,拍摄后可直接在DVD播放机或PC上播放,不必另外购置刻录机和压缩卡。
(2)录像机
①录像机的原理
录像机是利用磁记录原理把视频信号及其伴音信号记录在磁带上的设备,故也称为磁带录像机(VTR--Video Tape Recorder 或VCR--Video Cassette Recorder)。与电视机类似,不同的录像机对应于不同制式的电视信号。录像机除了包含电子部件来进行电视信号的变换和处理以外,还主要包括精密机械部分来控制磁带的运动和读写等操作。机械部分的精密程度不同、磁带尺寸及磁记录的方式不同,导致了记录信号的精度不同以及磁带的不通用性。
②录像机的分类
目前世界范围内使用的录像机种类繁多,指标各异,分类方法也很多。按用途分主要有以下三种:广播级录像机、专业用录像机、家用录像机。
其中广播级录像机是最高质量的录像机,其技术指标是以视频信号的频带宽度来衡量的,一般视频带宽可高达5MHz,相当于400多线的水平分解率(每1MHz带宽相当于水平分解率约80线),基本上可以无失真记录和重放视频信号。广播级录像机采用分量视频信号(component video)的记录方式,分量视频指的是亮度Y,色差U和V分别是三路模拟信号,他们通过三路导线传送并记录在模拟磁带的三路磁迹上。分量视频由于其具有很宽的频带,可以提供最高质量及最精确的色彩重放。
专业用录像机一般指工业、文教、卫生等方面使用的录像机,其视频信号的水平分解率可达250以上。除了具有信号的记录和重放功能以外,它还具有编辑等功能,价格是家用录像机的十倍左右。这是目前制作电视或录像节目时大量使用的机种。
家用录像机可处理和记录的视频带宽不够,因此采用将全电视信号中的色度信号降频到1MHz以下进行记录,重放时再将其升至色度副载波的方式。这样一降一升,信号质量自然下降。视频信号水平分解率只能达到230-240线,一般具有射频、复合视频以及音频的输入输出端口,可以与电视机的相应端口连接,进行节目的录制和重放。
(3)视频采集卡
视频采集卡的作用是将模拟摄像机、录像机、LD视盘机、电视机输出的模拟视频信号输入电脑,并转换成电脑可辨别的数据,存储在电脑中,成为可编辑处理的视频数据文件。
目前的视频采集卡是视频采集和压缩同步进行,也就是说视频流在进入电脑的同时就被压缩成MPG格式文件,这个过程就要求电脑有高速的CPU、足够大的内存、高速的硬盘、通畅的系统总线。