开启高清之门 拓展未来之路

河南电视台高清制作系统启用随笔

摘 要： 高清晰度电视（HDTV）是电视未来的发展方向。国家在高清 电视发展方面已制定了明确的时间表。尽快了解并掌握高清 技术及其运作特点，是摆在我们面前的紧迫任务。本文试图通 过与标清电视和电影的比较，使大家对高清电视有一个基本 的概念；提供一些高清运作方面的特点、经验和方法供大家参 考。

关键词： 高清电视（HDTV ）
                  标清电视（SDTV ）
                  高清镜头
                  景深
                  聚焦

在新世纪这头几年里，世界各国纷纷颁布自己的高清晰 度电视标准，欧美的高清电视台如雨后春笋般涌现，我国的电 视剧生产中已普遍采用高清摄制。广大电视从业者引颈翘首， 急切盼望能够尽快颁布我国的高清电视标准。高清电视 （HDTV）已向我们迎面走来。

为了能够尽快了解高清、掌握高清，把未来掌握在自己 手中，我台技术委员会决定迅速启动高清项目。

在申酉年交替之际，怀着兴奋的心情，我们河南电视台 迎来了自己的第一套高清电视节目摄录制作系统。这套高清 电视节目制作系统包括：两套Sony 高清摄录一体机HDW- 750P，一套高清单编录放像机HDW-M2000P、HDWM2100P； 一套AVID 高清非线性编辑系统Adrenaline；一套 新奥特高清字幕机神笔HD01；一台泰克（TEK）高清信号测 试设备WVR-7100。这套系统可以完成各种（单、双机）节目 的摄制任务。

伴随着2005 年春天的脚步，我台举办了自己的以“春” 为题的高清电视节目拍摄评比活动，该活动大大提高了我台 技术人员和编、摄队伍对高清技术的认识和对高清节目运作 特点的掌握。

高清电视

随着社会的发展和技术的进步，人们越来越无法满足于 传统电视清晰度低、只有单声道的收视收听效果，而是趋向于 追求在家庭里能够享受到如在电影院一样的理想感受，因此， 高清晰度电视便应运而生。

一、高清与标清

按技术划分，电视可分为模拟电视和数字电视。数字电 视又可分为高清电视（HDTV）和标清电视_SDTV_。传统_ 模拟_ 电视有三大电视制式，NTSC制、PAL 制和SECAM制。 高清电视也有很多种格式，逐行扫描的有1080 ／ 24p ／ 25p ／ 30p，隔行扫描的1080 ／ 50i ／ 60i 等。

我国目前行业标准GY／ T 155 －2000中采用的高清电 视格式全称是1125 ／ 50 ／ 2：1，可以简称为1080 ／ 50i。 有效像素1920 × 1080，隔行扫描，扫描频率为50 场。

高清是相对于标清而言的，两者技术上均是数字化的。

高清的有效像素（信息量）是标清的五倍。也就是说，在 收看效果相同的情况下，高清电视接收机的屏幕面积是标清 的5 倍，因此，高清更适合用大屏幕来观看。 我们高清电视的行业标准为什么选择1920 × 1080 ／ 50i 呢？

二、高清与标清之间的相互变换

目前，1080 几乎已经成为高清的代名词。高清中的逐行 扫描格式比相应的隔行扫描格式（25P对应50I、30P对应60I） 在收视效果上总的来说要好一些。二者各有特点，差别不是很 大。

高清与标清要相互共存许多年，二者之间必然存在兼容 和相互变换的问题。从上面的表格中我们可以看到，我们行业 标准中采用的高清与标清二者之间均是隔行扫描，场频均为 50 场，因此，在进行相互变换时电路、算法上就相对非常的 简单。

标清变换为高清称为上变换，高清变换为标清称之为下变换。

▲. 上变换方式：加边模式、切边模式、拉伸模式。

▲. 下变换方式：信箱模式、切边模式、挤压模式。

目前，我国通常将大型电视剧拍成高清节目，然后下变 换成标清播出，这样，即兼顾了现在，又为未来的高清播出积 累了资料。高清变换成标清一般采用信箱模式。当然，还有许 多的MV、广告等采用高清拍摄，然后下变换到标清播出的，此时如果不愿采用信箱模式，可在高清摄像机的取景器上加 上4：3 的取景框进行拍摄构图，然后采用切边模式进行下变 换即可。

三、高清与电影的比较

高清比电影的动态范围小：高清为600；电影为1000。 虽然电影拍摄出来的胶片的清晰度比高清电视要高很多，但 发行放映诸环节的损失较大，而高清电视由于全部采用数字 化处理，运作诸环节损失较少，高清与电影实际的收看效果基 本相当。而且高清前期拍摄中可以直接观看拍摄效果、在后期 制作上具有使用丰富的特技手段等方面的便利。

上面我们提到的高清格式1080／24p就是专门用于电影 拍摄的格式。美国著名导演罗伯特. 罗德里格斯（Robert Rodriguez）采用索尼的24P 拍摄了多部电影，美国先河影视 公司总裁温文杰掌机的首部24P 高清动作片《午夜曼哈顿》， 参加第二十四届费城国际电影节，赢得“最佳故事片”、“最佳 摄影”两项大奖。 >四、高清的CCD

目前，世界各大设备生产商所推出的高清摄像机中使用 的CCD 的尺寸与标清相同，都是2 ／ 3 英寸。高清16：9 画 幅的成像面积为51.8m_，标清4：3 画幅的成像面积为48. 1m_，如图所示。由于成像面积小，高清的灵敏度就相应地下 降了，下降约10％。

以Sony摄像机为例，高清摄录一体机HDW-730S的CCD 为220 万像素（有效像素为207 万），标清摄录一体机MSW- 900P 的CCD为120 万像素（有效像素为41.5 万），因此，高 清CCD的像素相对就小很多。也就是说，在相同的光照条件 下，高清摄像机不得不加大光圈以获得相同的曝光效果，这就 使高清的景深进一步减小。

由于高清CCD的像素较之标清小得多，加之高清具有很 高的分辨力，即使很小的焦距偏离也能显现出来，因此景深显 得太小。

五、高清与标清的数据率

高清与标清信号处理参数的对比（以HDW － 730S 和 MSW-900P 为例），如左表。

标清SDI 的数据率为270Mbps，高清HD-SDI 的数据率 为1.49Gbps。IMX 的记录码率为50Mbps，HDCAM 的记录 码率为155Mbps。

由于高清的数据率是标清5倍多，即便是压缩后的记录码 率，高清比标清也要高出几倍，因此，它对后期制作系统（尤 其是非线编及非线网）的处理速度、通道带宽、存储空间等的 要求都要高的多。

我们使用AVID 的Adrenaline 高清非线编系统，它是通过 1394接口来进行主机和接口箱之间的数据传递的。在用于标清编辑时（码流50Mbps），只要不使用复杂特技，视频基本 可以做到6_7轨实时，而在用于高清编辑时（码流185Mbps）， 视频只能做到单轨实时，即便是一个简单的叠画也要生成。好 在AVID 利用了半分辨率模式，使得高清两轨视频的编辑工作 可以顺利进行。

高清镜头

仅从外观上来看，高清镜头似乎与标清镜头没有太大的 差别，实际上二者却有着很大的不同。高清画面的宽高比为 16：9，比标清画面4：3 的宽高比要宽很多，传统标清镜头 的广角镜才相当于高清镜头的标准镜；高清对于镜头的防失 真处理技术要求更高；高清的像素较之于标清要小得多，5倍 于标清的有效像素数使得高清对镜头的透光率、像差修正等 提出了更高的要求；由于清晰度很高，景深比标清要小得多， 高清对准确对焦就提出了更高的要求。

高清对镜头这些更高的要求，带来了镜头上一些新技术 的开发应用。

一、非球面镜片技术 普通球面镜面有球差，通过镜面边缘部分和中心区域的 光线汇聚得不够理想，而非球面镜片技术可以使通过镜面边 缘部分和中心区域的光线聚焦在一点上，有效的光通量加大 了，使像差能够得到完善的校正，而且也增加了视角。

二、超低色散技术

镜头可以认为等效于一个凸透镜，不同频率的光线的折 射率不同，因此就会产生色散，如红光焦距就略长一些，蓝光 焦距就略短一些，这就是“色差”。天然萤石具有消除这种色 差的作用，佳能公司研制出了更先进的光学玻璃混合替代品- --- 超低色散镜片（Super UD）技术。

三、防颤抖技术

变焦比大的镜头在使用长焦进行拍摄时，摄像机的细微 晃动都会使画面变得模糊和不稳定，于是镜头生产厂家开发 出了防颤抖的镜头稳定技术。在镜头颤抖时，它通过镜头中的智能稳定（IS）镜片组的移动校正原物光的方向，使到达成像 平面的光线回到原来的位置。

四、精密辅助聚焦技术

由于景深太小，在高清拍摄中，利用传统聚焦方法很难 完全准确聚焦，于是就有了辅助精确聚焦的要求。富士 （FUJINON）公司研制出了利用光路长差进行自动对焦的技 术。

此外，佳能公司在其高清系列镜头（如我们使用的HJ17e × 7.7B）中还使用了聚焦保持技术。当镜头的变焦倍数增大 时，镜头的汇聚能力就会下降，聚焦保持技术可以确保镜头工 作在汇聚能力没有下降的工作范围之内。

高清与标清在拍摄手法上的区别

由于高清与标清二者画幅比例不同、清晰度不同，因此 必然带来一些观念、应用方法上的差异，因此在高清应用中需 要转变一些观念，改变标清拍摄中的一些习惯。 高清的应用应借鉴电影（电视剧）的一些拍摄手法。

一、画面构图上的差异

由于高清与标清画幅不同，画面上各元素的构图比例、黄 金分割点等相应地发生了变化；高清16：9 的画幅比较宽阔， 更容易表现主体环境的恢宏气势，比如球类比赛的转播，场面 就会显得更加壮观；画面清晰度的大幅度提高，使高清的特写 的表现能力更加细腻、更加生动。

二、景深不同带来的聚焦问题

由于高清电视使用的2/3英寸CCD尺寸小，景深太深，聚 焦是其一大难题，诸如电影、电视剧中常用的镜头的虚实变化 操作就很困难。因此，在高清的拍摄中应当尽可能做到：

▲.多使用定焦和广角拍摄；

▲.拍摄动态目标时要少使用推拉摇镜头；

▲.跟踪（追踪）拍摄中应多使用广角，尽量避免使用长 焦；

▲.注意用好辅助聚焦功能和选择较为理想的聚焦参照物。

聚焦方法：PEAKING（锐度）+ 参照物 + 聚焦环往返操作

聚焦参照图例见左图

三、晃动感觉更加明显

人眼对高清画面的晃动、抖动等反应更加敏感，因此，高 清电视在拍摄时应尽可能地使用坚固稳定的三角架。

四、对化妆、布景、布光要求更高

由于清晰度高得多，因此，画面上的瑕疵就非常明显。我 们的拍摄中发现，人脸部很小的小斑点都清晰可辨，因此，在 人物的化装上要更下工夫；标清下布景的细节可以稍微粗糙 一些，高清中在细节上就必须更加细腻，同时，由于高清的空 间表现力，在所拍摄的主题的环境及道具的空间布局上要多 下一些工夫。

清晰度高了以后，体现高清的层次感就特别重要，一幅 漂亮的画面在构图上对灯光的层次要求很高，总的来说应采 用柔和光线、均匀布光，光比要小，要准确曝光。

总之，我们在高清的使用中，一定要分清高清与标清在 使用中的区别，一定要把握好高清的特点，总结经验，互相交 流，拍摄出一流的高清节目来。