摄像机和镜头的基本知识
监控摄像机的知识要点
监控摄像机的知识要点一、摄像机传感器类型CCD代表着图像质量好（高解析度、低噪点）、灵敏度高等优点。
但是，以固体成像器件CMOS为核心的摄像机与以CCD成像器件为核心的摄像机相比，直接转换成对应的数字信号速度快因而帧速高、寿命长（可随机存取与无损读取）、动态范围宽、结构简单、体积小等优点，因而应用比CCD更广泛。
二、传感器靶面尺寸摄相机中1英寸==16mm表明斜对角线，根据像素比求出边长。
假设靶面是1/1.8英寸，靶面尺寸为宽7.2mm*高5.4mm，对角线1/1.8*16=9mm。
传感器靶面尺寸较常用的是1/1.8、1/2.8英寸。
三、摄像机镜头焦距根据实际的使用情况，选择合适焦距的摄像机。
镜头尺寸需≥传感器靶面尺寸。
焦距（f）是镜头和感光元之间的距离，通过改变镜头的焦距，可以改变镜头的放大倍数，改变拍摄图像的大小。
当物体与镜头的距离很远的时候，我们可用下面公式表达：镜头的放大倍数≈焦距/物距。
增加镜头的焦距，放大倍数增大了，可以将远景拉近，画面的范围小了，远景的细节看得更清楚了;如果减少镜头的焦距，放大倍数减少了，画面的范围扩大了，能看到更大的场景。
摄像头的常用焦距主要有四种，分别为2.8mm\4mm\6mm\8mm等，广角镜头：视角90度以上，观察范围较大近处图像有变形；标准镜头：视角30度左右，使用范围较广；长焦镜头：视角20度以内，焦距可达几十毫米或上百毫米。
四、摄像机清晰度（分辨率）安防监控摄像头分辨率是构成图像的总像素数，由图像宽度和高度来衡量。
1080P全高清(FHD)的设备像素约为207.36万，“P”是英文“progressive”的缩写，翻译成中文是“逐行”。
5MP代表像素约为500万，4K超高清(SHD)分辨率代表影像的水平清晰度接近4000像素点。
8K是4K分辨率的四倍。
码流就是指视频数据在单位时间内的数量大小，也叫码率（比特率Bit Rate），是单位时间内视频(或音频)的数据量，单位是bps (bit per second，位每秒) ，一般使用kbps (千位每秒) 或Mbps (百万位每秒)。
摄影摄像基础知识
摄影摄像基础知识摄影摄像已经成为我们生活中记录美好瞬间、表达创意和传递信息的重要手段。
无论是用手机随手一拍，还是使用专业的相机和摄像机进行创作，了解一些基础知识都能帮助我们提升拍摄的质量和效果。
一、摄影摄像的设备1、相机数码相机：分为卡片机、微单和单反相机。
卡片机便携小巧，操作简单；微单在保持相对轻便的同时，性能逐渐提升；单反相机则具有更强大的功能和更好的画质，但较为笨重。
胶片相机：虽然逐渐小众，但仍有其独特的魅力，如胶片的质感和色彩。
2、摄像机家用摄像机：适合记录家庭生活、旅行等，操作简便。
专业摄像机：常用于影视制作、新闻报道等，具备更高的画质、稳定性和扩展性。
3、镜头定焦镜头：成像质量高，光圈大，适合拍摄人像、静物等。
变焦镜头：焦段可变，方便拍摄不同距离和场景的对象，但在画质和光圈上可能略逊于定焦镜头。
4、其他配件三脚架：稳定相机，避免拍摄时抖动，尤其在长曝光、夜景拍摄中必不可少。
闪光灯：补光，改善光线不足的情况。
存储卡：存储拍摄的照片和视频，注意选择高速、大容量的存储卡。
二、拍摄的基本参数1、光圈控制进光量：光圈越大（数值越小），进光量越多，画面越亮；反之越暗。
影响景深：光圈越大，景深越浅，背景虚化效果越明显；光圈越小，景深越深，画面的清晰范围越大。
2、快门速度决定曝光时间：快门速度越快，能捕捉瞬间动作，减少抖动模糊；快门速度慢，可用于拍摄光轨、流水等特殊效果。
3、 ISO 感光度调整相机对光线的敏感度：ISO 值越高，在暗光环境下越能保证画面亮度，但会增加噪点；ISO 值越低，画质越纯净，但在暗光下可能画面较暗。
4、白平衡校正色彩偏差：使白色物体在不同光线条件下呈现出真正的白色，从而保证整个画面的色彩准确。
三、构图1、中心构图将主体放在画面中心，突出重点，简单直接。
2、三分法构图将画面横竖平均分为三等分，将主体放在分割线的交点或沿线位置，使画面更平衡、有美感。
3、对称构图画面左右或上下对称，具有稳定、庄重的效果。
关于照相机镜头和摄像机镜头的不同点
照相机镜头和摄像机镜头的主要：
1、摄像机镜头所配感光元件（CCD）的像素不高（目前最高也只有几百万），远没有数码照相机镜头所配感光元件的像素高（普遍已经达到千万像素）。
因此，两者的成像分辨率有所不同。
2、摄像机镜头基本都是变焦距镜头，而且光学变焦倍率都很大（10～30倍），但口径相对较小。
照相机镜头根据照片拍摄所需有很多大口径的定焦距镜头，即使是变焦距镜头其光学变焦倍率普遍也不是很高。
3、摄像机镜头所配感光元件的尺寸相对于照相机镜头来说一般都比较小、通常为1/
4、1/3、1/2等，目前最大的感光元件的尺寸（即索尼可换镜头摄像机24.3mm×16.5mm）也只相当于全画幅照相机镜头所配感光元件尺寸的一半面积，因此摄像机镜头的成像画幅尺寸也比照相机镜头小。
4、有的摄像机镜头配有三片感光元件（CCD），因此，摄像机镜头内装置有分光镜元部件。
但现在的数码照相机镜头只配一片感光元件。
5、去年索尼开发了全球第一款可换的摄像机镜头，但目前摄像机镜头大多是“一机一镜”、是固定不可换的。
照相机有很多适应不同拍摄场合所需的可换镜头产品，可换镜头一般光学性能很高、制造技术复杂、价格较贵。
6、摄像机镜头为拍摄动态画面，其变焦和聚焦操作系统比较完善，相对的性能也比照相机优越。
但两者的成像原理、使用分类、镜头元件的加工制造等等都是相同的。
以上这些介绍可能会有不准确的地方，仅供参考。
新手摄像知识点总结大全
新手摄像知识点总结大全一、摄像的基本原理1. 光学原理摄像最基本的原理就是利用光学原理将景物投射到感光元件上，记录下来。
了解透视、焦距、光圈等光学原理可以帮助摄像师更好地构图和控制景深。
2. 感光原理感光元件是摄像中最核心的部分，目前主要有CMOS和CCD两种感光元件。
了解感光元件的工作原理和特点对于选购和使用摄像设备至关重要。
二、摄像设备的选购与使用1. 摄像机的选购选择一台合适的摄像机是摄像师的第一步。
根据自己的需求和预算选择合适的品牌、型号和规格。
2. 镜头的选择不同的镜头有不同的特点和用途，了解不同镜头的特点和适用场景可以帮助摄像师更好地拍摄出理想的画面。
3. 三脚架和机架稳定的支撑设备是摄像拍摄中不可或缺的一部分，合适的三脚架和机架可以帮助摄像师更好地控制画面。
三、摄像的基本技巧1. 构图技巧构图是摄像中至关重要的一个环节，了解构图的基本原则和技巧可以帮助摄像师拍摄出更加出色的画面。
2. 对焦技巧合适的对焦可以使画面更加清晰和生动，学会如何正确地对焦对于摄像师来说至关重要。
3. 色彩与白平衡了解色彩的基本原理和白平衡的概念可以帮助摄像师更好地控制画面的色彩。
四、摄像的剪辑与后期制作1. 剪辑软件的选择选择一款适合自己的剪辑软件是后期制作中的第一步，充分了解软件的操作和功能可以帮助摄像师更好地完成后期剪辑工作。
2. 剪辑技巧了解剪辑的基本原理和技巧可以帮助摄像师更好地控制剧情和节奏，使作品更加生动和吸引人。
3. 调色与特效熟练掌握调色和特效的使用可以使作品更加丰富多彩，更好地表达摄像师的创意和主题。
五、摄像创作的思路与技巧1. 主题与故事创作一个有趣和有意义的作品首先需要有一个好的故事和主题，学会如何策划和构思故事对于摄像师来说至关重要。
2. 角度和镜头运动了解不同角度和镜头运动对于画面的表现力和氛围的影响可以帮助摄像师更好地构图和控制画面。
3. 音乐与声音音乐和声音是影视作品中至关重要的一部分，学会如何利用音乐和声音增强作品的氛围和情感。
(精校版)影视基础知识
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1影视艺术基础知识一、影视构成的基本单位第一节景和镜头的基本含义1.景：指银幕和屏幕的单个画面图像，是一种瞬间的空间呈现.2.景别：不同的画面叫“景别”，即摄影机和摄像机从各自不同的视距对拍摄对象进行拍摄时,所获得的各种大小和内容不同的画面。
（景和景别都是一种空间概念，即一种空间上的瞬息呈现。
)3.镜头：主要是一个时间概念。
一个镜头就是指摄影机或摄像机从开拍到停止所拍下的全部影像。
(所以一个镜头可以是一个景，也可以是两个或两个以上的景.一个镜头可以由全景推出中景，近景乃至特写，也可以由特写或近景、中景全景乃至远景。
）4.决定一部影片所使用的镜头数量的因素有哪些?多种因素决定：a.与影片的长短有关，规模大,放映时间长的影片,镜头的数量当然多一些；b.与片种样式有关，戏曲片、生活纪录片、打斗片、惊险片镜头数量相对多些；c。
与导演的美学追求和影片的艺术风格有关，如导演崇尚长镜头和纪实美学，那镜头用的就少.如果崇尚蒙太奇，追求戏剧性风格，所使用的镜头数就多.第二节各种景别的拍摄及造型功能1.景别大体分五类：特写、近景、中景、全景、远景。
2.特写：即视距最近的景。
它是影视艺术中进行细节描写的一种重要手段，是用来突出地表现某一细节及细节动作的.它常用来表现人物的内在情绪，给这种情绪以形象性的强浓度表现。
摄像基础知识
3.3 CCD的数量
单ＣＣＤ，指摄像机里只有一片ＣＣＤ并用其进行亮度信 号以及彩色信号的光电转换，其中色度信号是用ＣＣＤ上 的一些特定的彩色遮罩装置并结合后面的电路完成的。由 于一片ＣＣＤ同时完成亮度信号和色度信号的转换，因此 难免两全，使得拍摄出来的图像在彩色还原上达不到专业 水平的要求。 三ＣＣＤ，就是一台摄像机使用了３片ＣＣＤ。我们知道， 光线如果通过一种特殊的棱镜后，会被分为红，绿，蓝三 种颜色，而这三种颜色就是我们电视使用的三基色，通过 这三基色，就可以产生包括亮度信号在内的所有电视信号。 如果分别用一片ＣＣＤ接受每一种颜色并转换为电信号， 然后经过电路处理后产生图像信号，这样，就构成了一个 ３ＣＣＤ系统。 由于３ＣＣＤ分别用３个ＣＣＤ转换红，绿，蓝信号，拍 摄出来的图像从彩色还原上要比单ＣＣＤ来的自然，亮度 以及清晰度也比单ＣＣＤ好。但由于使用了三片ＣＣＤ， ３ＣＣＤ摄像机的价格要比单机规格表中的CCD一栏经常写着“1/2.7英寸 CCD”等。这里的“1/2.7英寸”就是CCD的尺寸，实际上 就是CCD对角线的长度。 • 现有的摄像机一般采用1/2.7英寸、1/2.5英寸和 1/1.8英寸等尺寸的CCD。CCD是受光元件(像素)的集合体， 接收透过镜头的光并将其转换为电信号。在像素数一样的 情况下，CCD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，因此，理论上可以说有利于提高画 质。
1.2 光电转换系统
• 光电转换系统是摄像机的核心，摄像管或固体摄像器件便 是摄像机的“心脏”，有关这一部分的内容，将在第三章 里介绍。由于家用摄像机大多是将摄像部分和录像部分合 为一体，下面再概述一下录像部分的工作原理。 • 当摄像机中的摄像系统把被摄对象的光学图像转变成相应 的电信号后，便形成了被记录的信号源。录像系统把信号 源送来的电信号通过电磁转换系统变成磁信号，并将其记 录在录像带上。如果需要摄像机的放像系统将所记录的信 号重放出来，可操纵有关按键，把录像带上的磁信号变成 电信号，再经过放大处理后送到电视机的屏幕上成像。
摄像机常识课件
普通摄像机基本知识（9/32）
❖ 自动增益控制
摄像机都有一个将来自CCD的信号放大到可以使用水准的视频放大器，其放大 量即增益，等效于有较高的灵敏度，可使其在微光下灵敏，然而在亮光照的环境 中放大器将过载，使视频信号畸变。为此，需利用摄像机的自动增益控制 （AGC）电路去探测视频信号的电平，适时地开关AGC，从而使摄像机能够在 较大的光照范围内工作，此即动态范围，即在低照度时自动增加摄像机的灵敏度， 从而提高图像信号的强度来获得清晰的图像。
➢ CCD的工作原理
CCD的工作原理是：被摄物体反射光线，传播到镜头，经镜头聚焦到 CCD芯片上，CCD根据光的强弱积聚相应的电荷，经周期性放理，通 过摄像头的输出端子输出一个标准的复合视频信号。
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普通摄像机基本知识（2/32）
➢ CCD的特点
CCD电荷藕合元件感测器相对于CMOS 金属氧化物半导体感测器而言，具有 灵敏度高、畸变小、寿命长、抗震动、抗磁场、体积小、无残影等特点。
➢ 普通CCD的简单鉴别方法
CCD芯片就像人的视网膜，是摄像头的核心。目前我国尚无能力制造，市场 上大部分摄像头采用的是日本SONY、SHARP、松下、LG等公司生产的芯片， 现在韩国也有能力生产，但质量就要稍逊一筹。 因为芯片生产时产生不同等 级，各厂家获得途径不同等原因，造成CCD采集效果也大不相同。在购买时， 可以采取如下方法检测：接通电源，连接视频电缆到监视器，关闭镜头光圈， 看图像全黑时是否有亮点，屏幕上雪花大不大，这些是检测CCD芯片最简单 直接的方法，而且不需要其它专用仪器。然后可以打开光圈，看一个静物， 如果是彩色摄像头，最好摄取一个色彩鲜艳的物体，查看监视器上的图像是 否偏色，扭曲，色彩或灰度是否平滑。好的CCD可以很好的还原景物的色彩， 使物体看起来清晰自然；而残次品的图像就会有偏色现象，即使面对一张白 纸，图像也会显示蓝色或红色。
摄像机镜头参数全解
摄像机镜头参数全解1. 焦距（Focal Length）：焦距是摄像机镜头的最基本参数，决定了镜头能够捕捉到的画面范围和视角大小。
焦距越大，视角越窄，人物和物体显得更为扁平，背景被压缩；焦距越小，视角越宽，人物和物体显得更为立体，背景被拉长。
常见的焦距包括广角镜头（小于35mm）、标准镜头（50mm）和长焦镜头（大于70mm）。
2. 光圈（Aperture）：光圈指的是镜头的最大开放直径，用F数表示。
光圈越大，则进光量越大，景深越浅；光圈越小，则进光量越小，景深越深。
常见的光圈值有F1.4、F2.8、F4等。
3. 对焦（Focus）：对焦是指将被摄物体或景物清晰地展现在摄像机或相机的取景框内。
现代摄像机镜头一般都具备自动对焦功能，可以根据摄像机的设定或者主体跟踪功能来实现。
此外，一些高级镜头还具有手动对焦的功能，可以由摄影师自行调整焦点。
4. 最短对焦距离（Minimum Focus Distance）：最短对焦距离是指镜头能够对焦到的最近距离，一般以厘米或者米来表示。
较长的最短对焦距离适合拍摄远距离的主体，而较短的最短对焦距离则适合拍摄靠近的主体。
5. 像友（Image Stabilization）：图片稳定功能可以帮助摄影师在手持拍摄时减少振动和抖动，使图像更加稳定和清晰。
它可以通过机械或者电子方式实现，一些高级镜头还具有光学防抖功能。
6. 滤镜（Filter）：滤镜是摄像机镜头的附件，用于改变图像的颜色、对比度和效果。
常见的滤镜种类包括偏振镜、中性灰镜、反射镜等。
7. 调焦环（Focus Ring）：调焦环是用于手动调焦的一个环状部分。
通过旋转调焦环可以调整镜头的焦点，使主体清晰。
调焦环的旋转方向和感受力度可以影响到手动对焦的实用性和舒适度。
8. 镜头口径（Lens Mount）：镜头口径指的是镜头与相机或摄像机之间的接口规格。
不同品牌和型号的相机镜头可能采用不同口径，因此在选购镜头时需要确认镜头与相机之间的兼容性。
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1. 相机基础知识
按感光器件类型可分为2大类,CCD器件和CMOS器件
CCD CMOS
设计单一感光器,集中统一放大每个感光器连接放大器
灵敏度同样面积下,感光开口小灵敏度底
成本线路品质影响程度高,成本高CMOS整合集成,成本低
解析度连接复杂度低,解析度高新技术解析度高
噪点比单一放大,噪声低放大器多,特性不一致,噪点高功耗比需外加电压,功耗高直接放大,功耗低
按用处分类可分为视觉相机和安防监控相机两大类
机器视觉安防监控
触发采集模
式
含有触发采集接口无触发采集接口分辨率从高到低都有, 很丰富一般较低
程序接口有完善的程序开发库, 尤其对图像捕捉功能支持很
齐全
一般只有连续视频捕捉功能
价格贵很便宜
数据传输接口各种类型都有: USB, 千兆以太网, Cameralink,
1394
目前以模拟接口为主, 数字接口
较少
按感光单元排列方法分为线阵扫描相机和面阵扫描相机
线阵相机面阵相机
结构特点结构简单, 在同等分辨率下的成本较低结构复杂,在同等条件下成本高
应用场合匀速运动的物体,如工业流水线可以使静止的, 也可以是运动的
分辨率512, 2K, 4K/行640x480, 800x600, 1024x768, ...2048x1536或者更高
光源光源只需要一窄条,这个画面比较均匀,
能在低照度下工作
整个面的光源较难做到均匀,照度要求高
彩色相机
形式
三线CCD,或者棱镜分光彩色滤光膜, bayer算法按彩色形成方式:
2: 镜头基础知识
镜头外形
机器视觉常用定焦镜头，并且都是手动调整光圈，一般不允许自动调整光圈，镜头上有调焦和调光圈两个环，为了防止误碰动
，工业镜头的两个环都有锁定螺丝。
注意调焦环不是用来调整焦距，而是调整像距，保证清晰图像落在焦平面上
常用镜头参数：焦距
焦距是镜头最常用的参数，我们包装检测系列产品中使用的镜头有
3.5mm,4mm,6mm,8mm,12mm等多种规格(1/3”CCD的标准镜头为8mm)。
除杂系列产品一般都使用28mm的广角镜头(线扫描相机的标准镜头大概是40mm左右)。
焦距越小的镜头越不好做，价格越高，边缘变形等问题越大，所以尽量选用标准镜头，性价比最高
常用镜头参数：光圈
光圈是一个用来控制光线透过镜头，进入机身内感光面的光量的装置
光圈f值 = 镜头的焦距 / 镜头口径的直径
根据公式，光圈f值愈小，在同一单位时间内的进光量便愈多，每级光圈一般以倍数递增，例如f8调整到f5.6 ，进光量多一倍
光圈越小，景深越大
增加景深的问题
在我们的产品里，往往要求加大景深，例如除杂机里，烟叶不完全在同一个平面上，只有加大景深才能让不同距离上的烟叶都清晰。
加大景深只有通过缩小光圈来实现，而缩小光圈同时会导致图像变暗，这就要求照明亮度要提高
常用镜头参数：分辨率
镜头分辩率指的是在像平面处1毫米内能分辨开的黑白相间的线条对数，单位是“线对 / 毫米”。
条包检测器上用computar MP0814-MP镜头，是百万象素级的镜头,分辨率为100线对/mm，这个分辨率较高。
其实除了视觉测量，其实我们的产品一般都不用这么高的分辨率
CCD的芯片的分辨率越高，要求的镜头的分辨率也越高
常用镜头参数：变形率
变形率的定义：
两张底片比较，一张是该镜头拍的底片（底片1），另一张是无变形的标准底片（底片2），两张底片的取景相同，中心严格一致，先在底片1上确定一点到底片中心点的距离（距离1），然后在底片2上找到对应的该点，并度量该点到中心点的距离（距离2），然后：（距离1 - 距离2）/ 距离2 *100%
所有的镜头都存在有变形的现象，可以用一个网格线模板进行测试，一般情况下，越是焦距短的镜头，越是变形率大
变形率小于2%都是不错的镜头。
C接口和CS接口
C接口：镜头基准面到焦平面（也就是CCD靶面）为17.526mm
CS接口：镜头基准面到焦平面（也就是CCD靶面）为12.5mm
注意：机械设计如何确定焦平面（也就是CCD靶面），一般就是从相机镜头接口往后量12.5mm或者17.526mm（根据相机接口类型定）
3: 光路计算
CCD成像基础共式
CCD光路计算规律
在我们的计算中，一般有如下规律
1.u >> f：
2.像距v近似等于焦距f：由于物距u>>焦距f，根据公司，所以物距基本等于焦距，
事实上，调焦的过程就是将像距微调和焦距基本相差不远
3.镜头中心点的确认：由于v近似等于f，所以，从CCD靶面向前焦距距离就是镜头
中心点，这个点的缺点对于我们光路作图意义很大
视场角和镜头中心点
视角= 2 arctag(CCD靶面尺寸/2V)
由于V近似等于f, 所以视角近似等于2arctag(CCD靶面尺寸/2f）
镜头中心的位置大致就在靶面向前f的距离上
视场角的进一步知识
视角与镜头、CCD尺寸均相关，
对于1/3寸CCD的视角
2.8mm
3.5mm 4mm
4.8mm 6mm 8mm
86.3度67.4度62度52.2度42.3度32.6度
标准镜头是指和人眼有效视角差不多的镜头（大约30度），1/3英寸CCD的标准镜头是8mm，1/2英寸CCD的标准镜头是12mm。
以前35mm胶卷的照相机标准镜头是50mm，除杂机用的线阵相机标准镜头大致为40mm，标准镜头比较容易制造，性价比也比较高。
光路作图步骤1
1.查CCD手册得到靶面尺寸和位置,并在CAD图上画出靶面的位置
2.从靶面向前f(镜头的焦距,例如35mm)找到镜头中心点
3.连线即可得到CCD的视野范围
4.如果视野不满足要求,可通过更换不同焦距的镜头来达成目标
光路作图步骤2
1.如果视频柜的空间不够,可以采用反光镜来调整相机实际位置,作图时,以反光镜为中
轴做镜像影射即可
2.镜子的两端应该超出视场角线两端一小段距离, 保证视野内全是反光镜的成像
3.相机不能出现在视角范围内, 否则会阻挡相机的视野
4.反光镜镜面不宜朝上, 否则容易落灰, 如果一定需要朝上, 必须做个外壳将相机和
反光镜封在同一个密闭体内.。