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浅析超高速摄像机在电视转播中的应用

超高速摄像 机应用现状

       随着国家经济的强盛,我国电视转播技术和节目制作水准已与国际高水平接轨.逐渐步入了高端制作的阶段。国内电视观众对电视节目的关注,也从单纯关注事件结局逐渐向关注事件信息和高质量的内容细节发展。比如对于高等级的体育赛事转播,电视观众在注重赛事进程和结果的同时,还希望对赛事中的关键点得到多角度,多方位,多种表现手段的直播和情景再现。

       对于电视转播系统构建而言,要满足电视受众多角度,多方位的视觉需求,可以通过增加系统中的摄像机讯道数量.配置适应各种景别拍摄的摄像机镜头、在特殊位置安置特种摄像机,包括在空中架设索道.地面布设轨道等手段获得。但是,即便是添加了这些手段,受众得到更多的是视觉角度,并不能满足受众对于高速运动中稍纵即逝的关键点进行精细再现的视觉需求。

       如何对高速运动实现高清晰的精细重放.电影制作中“慢镜头"的拍摄方式给了电视很大启示。正常情况下电影放映机和摄影机的转换频率同步.即每秒拍24幅放映时也是每秒24幅这时银幕上出现的影像是正常速度。如果摄影师在拍摄时加快拍摄频率,如每秒拍48幅,而放映时仍为每秒24幅.银幕上就会出现慢动作,这就是通常所谓的“慢镜头”。由此可见,"慢~画面的实现是通过“多”内容的拍摄而实现的。对于电视图像慢动作的实现,为了保持图像清晰度同样需求足够的图像信息。图像信息记录得越精细,越能得到高质量的慢速重放图像效果。

       上世纪70年代初期.英国Videologic公司设计出第一个高速记录视频系统,其应用领域主要集中在科学研究与工业测试上。随着电子技术的发展,应用于广播电视的高速摄像机以及相应配套的多通道视频重放设备逐渐推出。汤姆逊公司研发出世界第一台可用于广播电视转播制作的高清高速摄像机一LDK6200 并在2004年雅典奥运会上得到成功应用。随后其他厂家二倍速.三倍速摄像机及重放系统的出现,在很长时间内应用至今,对体育赛事以及其他相关节目的制作起到了画龙点睛和锦上添花的作用.成为了高等级体育赛事以及大型转播系统必备的设备.可谓不可或缺。

       但是,重放速度能否更慢、图像质量能否更好,一直是从事广播电视工业研发人员和各家电视台及制作公司的关注目标。电影和电视工程师协会(SMPTE)定义要进行平滑流畅的慢动作重放至少需要的帧率为128FPS. 速度远超过三倍速,在业内也形成了高速摄像机、超高速摄像机的划分。在2008年北京奥运会中,应用于高等级体育赛事.帧率可达到2600FPS的超高速摄像机首次以实验使用的形式引入中国。

       近年来,随着大规模集成电路.数字压缩技术以及光纤传输技术的发展和成熟,超高速高清摄像机从实验阶段进入了标准化和规?;锥?在高等级赛事得到了普遍采用。比如“2010年足球世界杯”的电视转播。超高速摄像机的慢放镜头在赛事转播上得到了大量使用,并且给电视观众留下了深刻印象。

       另外,由于超高速摄像机可以具备超高帧率的记录方式,除了在体育赛事中展现赛事进程的运动细节外,还可以展现任何物体的运动细节.比如:鸟类.昆虫、动物以及水滴等运动过程的全部细节展现。这些高质量的超高速慢放镜头使电视观众享受到了无法用肉眼直观感受的效果,更具视觉冲击力。因此.超高速摄像机除了被较好地应用于体育赛事转播中,还被专题类,文艺节目以及广告制作.片花等节目编导的广泛关注。

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