2：摄像机的结构和原理介绍
摄像机工作原理
摄像机工作原理摄像机是一种用于捕捉和记录图像的设备。
它通过光学传感器将光线转换为电信号，并通过图像处理和编码技术将这些电信号转换为数字图像或视频。
摄像机工作原理是基于光学、电子和图像处理技术的综合应用。
1. 光学部分：摄像机的光学部分主要由镜头和光学传感器组成。
镜头负责聚焦光线，使之通过光圈进入摄像机内部。
光学传感器是摄像机的核心部件，它将光线转换为电信号。
常见的光学传感器包括CCD（电荷耦合器件）和CMOS（互补金属氧化物半导体）传感器。
2. 电子部分：摄像机的电子部分主要由图像传感器、信号处理器和编码器组成。
图像传感器接收光学传感器转换的电信号，并将其转换为模拟图像信号。
信号处理器对模拟图像信号进行滤波、增强和调整，以提高图像质量。
编码器将模拟图像信号转换为数字图像或视频信号，常用的编码格式包括JPEG、MPEG和H.264等。
3. 图像处理：摄像机的图像处理部分主要包括图像压缩、图像增强和图像分析等功能。
图像压缩技术可以减小图像或视频文件的大小，以便于存储和传输。
图像增强技术可以改善图像的亮度、对比度和清晰度，以提高图像质量。
图像分析技术可以对图像进行目标检测、运动跟踪和人脸识别等高级分析。
4. 摄像机工作流程：摄像机的工作流程一般包括图像采集、信号处理和图像输出三个步骤。
首先，摄像机通过光学部分采集环境中的光线，并将其转换为电信号。
然后，电子部分对电信号进行处理，包括滤波、增强和编码等操作。
最后，图像处理部分对处理后的信号进行压缩、增强和分析，然后将最终的数字图像或视频输出到显示设备或存储设备中。
5. 摄像机应用领域：摄像机广泛应用于安防监控、视频会议、电视广播、电影制作、科学研究等领域。
在安防监控领域，摄像机可以用于监控公共场所、商业建筑、住宅区等，以提供安全保护和犯罪预防。
在视频会议领域，摄像机可以用于远程会议和远程教育，以实现远程沟通和知识传递。
在电视广播和电影制作领域，摄像机可以用于拍摄和录制节目和电影，以展现精彩的画面和动态效果。
摄像机工作原理
摄像机工作原理摄像机是一种用于捕捉、记录和传输图象的设备。
它通过光学和电子技术的结合，将光信号转换为电信号，并通过适当的处理和传输方式，将图象信息传输到显示设备或者存储介质上。
摄像机的工作原理可分为以下几个步骤：1. 光学系统：摄像机的光学系统主要由镜头组成，它负责将光线聚焦在图象传感器上。
镜头通常由多个镜片组成，通过调整镜头的焦距和光圈大小，可以控制图象的清晰度和亮度。
2. 图象传感器：图象传感器是摄像机的核心部件，它负责将光信号转换为电信号。
常用的图象传感器有两种类型：CCD（Charge-Coupled Device）和CMOS （Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）。
CCD传感器具有较高的图象质量和低噪声水平，而CMOS传感器则更加节能和成本效益高。
3. 信号处理：摄像机将从图象传感器接收到的电信号进行处理，以提取出图象的亮度、颜色和细节等信息。
信号处理包括放大、滤波、去噪和图象增强等过程。
这些处理可以通过摄像机内部的芯片或者外部的图象处理器完成。
4. 数据压缩：为了方便传输和存储，摄像机通常会对图象数据进行压缩。
常用的压缩算法有JPEG（Joint Photographic Experts Group）和H.264等。
这些算法可以根据图象的特点和要求，将冗余信息删除或者减少，从而减小数据量。
5. 视频输出：经过信号处理和数据压缩后，摄像机将图象数据输出到显示设备或者存储介质上。
常见的输出方式有摹拟输出（如CVBS、S-Video）和数字输出（如HDMI、USB）。
摹拟输出适合于传统的显示设备，而数字输出则适合于高清晰度和网络传输。
6. 供电和控制：摄像机通常需要外部供电，以提供工作所需的电能。
同时，摄像机还可以通过控制接口（如RS-485、IP）接收外部指令，实现远程控制和监控功能。
总结：摄像机通过光学系统将光信号转换为电信号，经过图象传感器、信号处理、数据压缩等处理，最终将图象数据输出到显示设备或者存储介质上。
摄像机工作原理
摄像机工作原理摄像机是一种用于捕捉、记录和传输图像的设备。
它是现代社会中广泛应用的技术之一，被用于安全监控、视频会议、摄影和电影制作等领域。
摄像机的工作原理涉及到光学、电子和信号处理等多个方面。
一、光学部分摄像机的光学部分主要包括镜头和图像传感器。
镜头负责聚焦光线，将场景中的光线汇聚到图像传感器上。
镜头的构造通常由多个透镜组成，通过调整透镜的位置和焦距来实现对焦。
图像传感器是摄像机中最重要的组件之一。
它负责将光线转换为电信号。
常用的图像传感器有两种类型：CCD（电荷耦合器件）和CMOS（互补金属氧化物半导体）。
CCD传感器通过将光线转换为电荷，并逐行读取电荷量来生成图像。
CMOS传感器则通过将光线转换为电压，并逐行读取电压值来生成图像。
两种传感器都有各自的优势和特点。
二、电子部分摄像机的电子部分包括图像处理芯片和信号处理电路。
图像处理芯片负责接收从图像传感器输出的电信号，并将其转换为数字信号。
这些数字信号可以进行压缩、编码和处理，以便传输和存储。
信号处理电路负责对数字信号进行进一步的处理和优化。
它可以校正图像的亮度、对比度和色彩平衡，以及去除噪声和伪影等不良效果。
信号处理电路还可以实现特殊效果和功能，如图像稳定、运动检测和人脸识别等。
三、传输和存储摄像机的传输和存储部分包括视频输出和存储介质。
视频输出可以通过有线或无线方式进行，常见的有HDMI、SDI和IP等接口。
视频输出可以连接到显示器、电视或录像设备上，实时显示或录制图像。
存储介质用于保存摄像机拍摄的图像和视频。
常见的存储介质有SD卡、硬盘和云存储等。
存储介质的容量和速度决定了摄像机可以拍摄和保存的图像数量和质量。
四、其他功能除了基本的图像捕捉和传输功能，现代摄像机还具备许多其他功能。
例如，自动对焦功能可以根据被拍摄物体的距离和位置自动调整镜头的焦距和焦点，以确保图像清晰。
图像稳定功能可以通过软件或硬件方式来抵消手持摄像机拍摄时的晃动，使图像更加稳定和平滑。
摄像机工作原理
摄像机工作原理摄像机是一种用于捕捉、记录和传输图像的设备。
它通过光学和电子技术的结合，将光信号转换为电信号，然后进行处理和存储，最终呈现出清晰的图像。
一、光学部分摄像机的光学部分主要由镜头和图像传感器组成。
1. 镜头镜头是摄像机的核心部件，它通过光学原理将光线聚焦到图像传感器上。
镜头的主要参数包括焦距、光圈和视场角。
焦距决定了镜头的放大倍率，光圈控制了镜头的进光量，视场角决定了镜头能够拍摄到的范围。
2. 图像传感器图像传感器是摄像机的感光元件，它能够将光信号转换为电信号。
常见的图像传感器包括CCD（电荷耦合器件）和CMOS（互补金属氧化物半导体）传感器。
CCD传感器具有较高的图像质量和较低的噪声水平，而CMOS传感器则具有较低的功耗和较高的速度。
二、电子部分摄像机的电子部分主要包括图像处理器和视频输出。
1. 图像处理器图像处理器负责对传感器采集到的电信号进行处理和增强，以得到更好的图像质量。
它可以进行白平衡调节、色彩校正、降噪和锐化等处理操作。
图像处理器的性能直接影响到最终图像的清晰度和真实性。
2. 视频输出摄像机的视频输出可以通过不同的接口进行，如模拟输出、数字输出或网络传输。
模拟输出常用的接口有CVBS（复合视频信号）、S-Video（分量视频信号）和VGA（视频图形阵列）等。
数字输出可以通过HDMI（高清多媒体接口）或SDI（串行数字接口）等实现。
而网络传输则可以通过以太网或Wi-Fi进行。
三、工作流程摄像机的工作流程可以分为图像采集、信号处理和图像输出三个主要步骤。
1. 图像采集摄像机通过镜头将光线聚焦到图像传感器上，传感器将光信号转换为电信号。
传感器采集到的电信号经过模数转换后，以数字形式传输给图像处理器。
2. 信号处理图像处理器对采集到的图像信号进行处理和增强。
它根据预设的参数进行白平衡、色彩校正和降噪等操作，以提高图像的质量和真实性。
3. 图像输出处理后的图像信号可以通过不同的接口进行输出。
摄像机简介介绍
安全监控
安全监控使用的摄像机，要求全天候工作、稳定性高，能够拍摄清晰、稳定的视 频图像。
摄像机的类型包括网络摄像机、球形摄像机、枪式摄像机等，应用场景包括公共 场所、道路交通、企业等。
科研与教育
科研与教育使用的摄像机，要求能够拍摄高质量、高精度的 图像，以满足科研和教育需求。
02
摄像机的工作原理
摄像机的工作原理
• 摄像机是一种用于拍摄和记录图像的设备。它通过光学系统、 机械系统和电子系统等组成部分，实现了将图像转换为电信号 ，并记录下来以供后续处理或播放。摄像机广泛应用于影视制 作、新闻报道、教育科研等领域。
03
摄像机的性能指标
摄像机的性能指标
• 摄像机是一种用于拍摄画面的设备，广泛应用于影视制作、新闻报道、教育等多个领域。随着技术的不断发展，摄像机的 性能也在不断提升，下面将介绍摄像机的一些性能指标。
详细描述
高清化与超高清化的实现需要先进的图像传感器、高效的编码技术以及高质量的镜头。目前，许多专 业级摄像机已经具备了4K甚至8K的拍摄能力，能够提供更加逼真、震撼的视觉效果。此外，高清和超 高清摄像机的普及也促进了视频制作行业的发展，使得拍摄画面质量得到了大幅提升。
智能化与自动化
总结词
智能化与自动化是摄像机发展的另一个重要趋势。这些技术能够让摄像机更加智能、便 捷地拍摄，提高拍摄效率和拍摄质量。
摄像机简介介绍
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目录
• 摄像机基本概念 • 摄像机的工作原理 • 摄像机的性能指标 • 摄像机的应用场景 • 摄像机的发展趋势与挑战 • 摄像机选购指南
01
摄像机工作原理
摄像机工作原理摄像机是一种用于捕捉和记录图象的设备，广泛应用于安防监控、摄影摄像、视频会议等领域。
了解摄像机的工作原理对于正确使用和维护摄像机具有重要意义。
一、摄像机的基本组成部份1. 图象传感器：摄像机的核心部件之一，负责将光信号转换为电信号。
常见的图象传感器有CCD（电荷耦合器件）和CMOS（互补金属氧化物半导体）两种类型。
2. 透镜系统：用于聚焦光线，将光线会萃到图象传感器上。
透镜的质量和特性直接影响图象的清晰度和色采还原度。
3. 快门：控制摄像机暴光时间的装置。
快门的开启和关闭时间决定了每一帧图象的暴光程度。
4. 图象处理芯片：对从图象传感器获取的原始数据进行处理，包括去噪、增强、压缩等操作，以提高图象质量和节省存储空间。
5. 存储媒体：用于存储摄像机拍摄的图象和视频数据，如内置存储卡、硬盘、云存储等。
6. 控制电路和接口：用于控制摄像机的各种功能，如调整暴光、对焦、白平衡等，同时提供与外部设备的连接接口。
二、摄像机的工作原理1. 光学成像：当光线通过透镜系统进入摄像机时，透镜将光线聚焦到图象传感器上。
图象传感器将光线转换为电信号，并将其转化为数字信号。
2. 信号处理：图象传感器输出的原始数据通过图象处理芯片进行处理。
图象处理芯片可以对图象进行去噪、增强、锐化等操作，以提高图象质量。
3. 数字编码：经过信号处理后的图象数据被编码为数字信号，常见的编码格式有JPEG、H.264等。
编码后的数据可以通过网络传输或者存储在存储媒体中。
4. 存储和传输：编码后的图象数据可以存储在内置存储卡、硬盘或者上传到云存储中。
同时，摄像机可以通过网络接口将图象数据传输到监控中心或者其他设备上进行实时监控或者远程访问。
5. 控制和调整：摄像机提供了一系列的控制功能，如调整暴光、对焦、白平衡等。
用户可以通过控制电路和接口对摄像机的各种参数进行设置和调整。
三、摄像机的工作模式1. 手动模式：用户可以手动调整摄像机的各种参数，如暴光时间、光圈、对焦等。
摄像机工作原理范文
摄像机工作原理范文摄像机是一种用来拍摄和记录影像的设备。
它的工作原理基于光学和电子技术的相互作用，通过摄像机的镜头捕捉到的光信号，经过传感器的转换和处理，最终生成一个数字图像或视频信号。
下面将详细介绍摄像机的工作原理。
摄像机的光学系统是整个工作过程的第一部分，它由镜头和光学滤镜组成。
摄像机的镜头是光线聚焦的部分，它通过调整焦距和光圈大小来控制图像的清晰度和明亮度。
光学滤镜用于滤除或调整不同波长的光线，以保证图像的色彩准确性。
光线通过镜头进入摄像机后，进入摄像机的传感器。
传感器是一个电子光敏元件，它将光线转换为电子信号。
目前最常用的传感器类型是CCD （中国制造的晶体管组件）和CMOS（互补金属氧化物半导体）。
在CCD传感器中，光线通过镜头进入感光元件，光子撞击感光元件表面的光敏元件，然后由电场转换为电荷。
感光元件是由许多微小的光敏单元组成，它们被称为像素（Pixel）。
每个像素都能够记录光线的强度，而不同像素的总和形成了一幅图像的亮度和颜色。
CMOS传感器与CCD传感器相比，它的工作原理略有不同和更复杂。
CMOS传感器将感光单元和信号处理器集成在一个芯片上。
当光线通过镜头进入感光单元时，每个感光单元产生的电荷通过放大器和模数转换器来转换为数字信号。
在从传感器中读取到的电子信号之后，摄像机会将信号输入到图像处理器。
图像处理器对信号进行一系列的处理，包括放大、去除噪声、增强细节、调整对比度、饱和度以及进行色彩校正等等。
这些处理步骤有助于使图像质量更好，更逼真。
最后，摄像机将处理后的信号转换为标准数字格式（例如JPEG或MPEG），并存储在存储介质中（如硬盘、内存卡等）。
现代摄像机还可以通过无线网络将信号实时传输到计算机或其他设备上。
总之，摄像机的工作原理基于光线的聚焦和电子信号的转换与处理。
光学系统通过聚焦镜头捕捉光线，然后传感器将光线转换为电子信号，再经过图像处理器对信号进行处理和优化，最终生成数字图像或视频信号。
摄像机工作原理
摄像机工作原理摄像机是一种用于捕捉和记录图像的设备，它在许多领域中被广泛应用，包括电影制作、电视广播、监控系统等。
摄像机的工作原理涉及光学、电子和图像处理技术，下面将详细介绍摄像机的工作原理。
1. 光学系统摄像机的光学系统主要由镜头组成。
镜头通过聚焦光线来捕捉图像。
当光线通过镜头进入摄像机时，它会通过透镜系统将光线聚焦到摄像机的图像传感器上。
镜头的焦距决定了摄像机的视角和对焦范围。
不同类型的镜头可以实现不同的拍摄效果，例如广角镜头、长焦镜头和变焦镜头等。
2. 图像传感器图像传感器是摄像机中最关键的部件之一，它负责将光线转换成电信号。
目前主要使用的图像传感器类型有两种：CCD（电荷耦合器件）和CMOS（互补金属氧化物半导体）。
CCD传感器通过将光线转换成电荷来捕捉图像，而CMOS传感器通过将光线转换成电压来捕捉图像。
两种传感器都有各自的优势和劣势，例如CCD传感器具有较高的图像质量和较低的噪声水平，而CMOS传感器则具有较低的功耗和较高的集成度。
3. 信号处理一旦图像被传感器捕捉到，它就会被传送到摄像机的信号处理电路中进行处理。
信号处理的主要目标是增强图像的质量和清晰度。
信号处理包括去噪、增强对比度、调整颜色平衡等操作。
此外，信号处理还可以实现一些特殊效果，如缩放、旋转和滤镜效果等。
4. 数据传输经过信号处理后，图像数据将通过数据传输系统传送到存储设备或显示设备。
数据传输可以通过有线或无线方式进行。
有线传输通常使用HDMI、SDI或USB等接口，而无线传输则使用无线网络或蓝牙技术。
数据传输的速度和稳定性对于摄像机的性能至关重要。
5. 存储和显示摄像机可以将图像数据存储在内部存储器或外部存储介质中，如SD卡、硬盘或闪存驱动器等。
存储介质的容量决定了摄像机可以记录的图像数量。
此外，摄像机还可以通过视频输出接口将图像显示在外部显示器上，如电视或计算机屏幕。
总结：摄像机的工作原理包括光学系统、图像传感器、信号处理、数据传输以及存储和显示等关键部分。
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（2）星光镜头 使用星光镜头拍摄，可以使画面中的灯光、反光点等高 光部位产生放射状的光芒。旋转星光镜，光芒的亮线束 也会随之旋转。
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（3）柔光镜头
又称“软焦点镜头”、“柔焦镜头”，是一个光学低通 滤光器。它能对光线进行干扰引起入射光折射，这些微 弱的折射能使影像产生轻度虚化，图像的边沿变得柔和、 模糊，改变图象的光学清晰度，缓和了光与影的界限。 柔光镜头的柔焦效果与普通镜头聚焦稍有不同，柔焦镜 头实质上是产生一种双重影像，一个清晰的实像与一个 焦点不准的虚像，两者重合而成。主要用于人像与风景 拍摄。可以用来消除细部斑痕、修正面部缺陷、柔化面 部皱纹；拍摄风景会使图像产生柔和而浪漫的气氛，容 许你温柔地演绎你的主题。
目前世界上采用了NTSC、SECAM和PAL三种主要制式进行 彩色编码处理，我国使用的是PAL制。
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4、录放系磁记录/重放系统。 当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。 录像系统就是把信号源送来的电信号通过电磁转换系统
由最底端部分输出，再经由传感器边缘的放大器
进行放大输出。
◆ CMOS：互补性氧化金属半导体，传感器中每个
象素都会邻接一个放大器及A/D转换电路，用类
似内存电路的方式将数据输出。
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感光元件
◆ CCD与CMOS比较
分辨率 灵敏度 信噪比 集成度 功耗 成本
CCD
CMOS
优
优
优
优 优 优
2018/10/22
电子束很细，从而获得清晰的图像。
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（2）固体摄像器件
固体摄像器件，也称半导体摄像器件，技术上比
较成熟的有金属氧化物半导体（CMOS）器件、电 荷耦合（CCD）器件和电荷驱动（CPD）器件三大 类，其中CCD器件应用最广。
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◆ CCD：电荷耦合器件，传感器中每一行中每一个
象素的电荷数据都会依次传送到下一个象素中，
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2、光-电转换
光电转换器的作用是实现图像各像素按顺序进行光-
电转换，主要有电真空摄像管和固体摄像器件两大类。
（1）电真空摄像管 电真空摄像管出现最早，技术较为成熟，应用比较 广泛。对于电真空摄像管，必须设置聚焦与偏转控制系 统，以控制摄像管内电子束准确而且按从左到右、从上
到下的行、场扫描规律，对靶面进行正确扫描，并保证
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摄像机结构
1、光学系统（主要指镜头） 2、光-电转换系统（主要指摄像管或固体摄像器件） 3、信号处理统（主要指视频处理电路） 4、自动控制系统 5、录像系统 6、附件
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1、光学系统
两部分构成，即外部光学系统和内部光学系统。 外部光学系统指摄像机的变焦镜头，它由一组光学 透镜组合而成。其作用是被摄对象经过光学系统透镜的 折射，在光-电转换系统的摄像管或固体摄像器件的成 像面上形成焦点。 内部光学系统包括和色温滤色片和分光系统。色温 滤色片的作用是使摄像机在不同的光源条件下，被摄对 象的色彩得到理想的还原。分光系统由分色棱镜所组成， 是将通过变焦点镜头所折取的光像分解成红（R）、绿 （G）、蓝（B）三基色三个相应景物的单色光束，使其 在各自对应的摄像器件成像靶面上成像。
电视摄像
影视多媒体专业
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第二节 摄像机的结构和原理
一、工作原理 无论专业的还是民用的，模拟的还是数字的摄像机， 工作原理基本相同 即把光学影像转化成为电子信号，这一电子信号又由电 视机转化成可见的屏幕图像。
具体地说，由实体对象所反射出来的光线通过光学镜头 聚焦于成像装置，把光转变成电能，称为视频信号。然 后信号被放大和处理，以便它能重新转换成可见的屏幕 图像。
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3、图象信号处理系统
视频图像信号处理系统:对摄像器件输出的图像信号进 行预放大（一般放大到0.7V）后，对三基色图像信号进 行各种校正、补偿处理。经过加工处理的红、绿、蓝三 基色信号进入彩色编码处理，得出包含亮度信号和色度
信号的彩色全电视信号，然后向外输出。亮度信号携带
色彩信息，这样就能够实现彩色电视与与黑白电视兼容。
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7、常见的效果镜 （1）多棱镜头
又称多像镜，利用光线通过多棱镜发生折射的原理制成 的棱镜。多棱镜的每个平面能把被摄体折射出一个影像。 需要几个影像，要根据多棱镜上有几个平面而定。用多 棱镜头拍摄出的影像，副像和主像方向一致，但没有主 像清晰，反差小。另外拍摄时，光圈大，副像柔和重叠； 光圈小，副像清晰、重叠现象减小。多棱镜的镜片镶在 一个可以旋转的框子里，以便把几个影像调整在最好的 位置上。使用时，多棱镜需装在主镜头前面。多棱镜适 合拍摄单个对象。当棱镜转动时位于中间的主像固定不 动，四周的副像围绕主像旋转，使画面具有梦幻般的特 殊效果。 15
自动控制系统使摄像机操作越来越简单化，而摄像机的功能却越 来越齐全
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6、附件
（1）寻像器
摄像机上的寻像器实际上是一个小屏幕电视监视器。寻像器有彩
色与黑白之分，彩色寻像器一般只安装在用于演播厅内的大型摄 像机上，其他类型摄像机一般只有黑白寻像器。现在大部分家用
DV摄像机还配有彩色监视器。
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（3）其他附件
三角架、交流电源（AC）适配器、充电电池、磁带、 摄像机遥控器、各种连接缆线、接头等，在有些工作 状态下要用的附件有音频适配器、编辑控制器、彩色 监视器、字幕机、效果特技镜、照明灯等，用于通过 摄像机和电视制作与重放系统连接进行编辑、播放、 收录、复制等操作，以及根据环境需要和画面要求来 改善拍摄条件。
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。
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5、自动控制系统
自动白平衡调整 自动黑平衡调整 自动增益调整 自动增益控制 自动光圈
自动变焦
自动聚焦 自动复原等控制系统
寻像器的主要作用： 1、构图取景用
2、显示摄像机的工作状态或显示警告信息
3、放像监视
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（2）话筒：
话筒能将声音变成音频电信号，用于拍摄时拾取现 场声音。 话筒一般带有敏感度选择开关，有的还带有全向拾 音、单指向拾音、超指向拾音和变焦拾间（随镜头
焦距变化改变拾音范围）选择开关。
摄像机除了机内话筒外，还设有外接话筒插口，可 以外接加长线缆的话筒以便获得更好的录音效果。