漫谈彩色电视电影

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在电视台电影是最重要的节目源之一。如何把电影拷贝变成电视录像带呢?目前,我国大多数电视台采用如下3种彩色电影电视设备来完成这一工作:彩色摄像机与间歇拉片放映机组合式、匀速拉片方式的飞点扫描(单光栅、双镜头和跳动光栅、单镜头)和使用电荷耦合器件阵传感器的彩色电影电视设备。

彩色摄像机与间歇拉片放映机组合式彩色电视电影设备是把一架普通放映机投射出的光图像直接成像于摄像机中摄像管的靶面上,而不是成像于银幕上。当然有的电视台没有专门的电影电视设备,只好用普通的电影放映机把图像照在银幕上,再用摄像机拍摄下来变成电视信号记录在录像带上,虽然图像效果差些,但也能把电影拷贝变成电视录像带。

大家知道,电影片每秒更换24张画面,每张画面中间每遮光一次(也就是每张画面投光两次),即每秒24张画面,就投光48次。由于人眼的视觉惰性,如果发光物体间歇发光频率大于每秒16次的话,人的眼睛就会感到它在连续发光。当放映机的光图像成像在摄像管上后,由于摄像管靶面有记忆功能(靶面受光照射后,如果摄像管的电子束不去扫描它,靶面上就一直保存这一光图像所形成的电位),只有当摄像管电子束对靶面进行扫描后,靶面才能一方面中和,另一方面输出一个光图像的电信号。

目前,世界上采用525行、60Hz场频扫描标准的国家,大多采用间歇拉片方式。

匀速拉片方式的飞点扫描彩色电视电影设备采用了快速运动的点光源,构成这个点光源的是一个余辉很短的阴极射线管,这个阴极射线管称为飞点扫描管。飞点扫描管的光栅是受电视台中心同步机控制的。也就是说,这个点光源的光点是按电视扫描标准运动。这个点光源发出的光通过聚焦透镜聚焦在电影胶片上,再经过聚光镜和分色镜及滤色片分成R、G、B(红、绿、蓝)三路光线,并会聚于与它们相对应的光电倍增管上。光电倍增管输出电流的大小与电影胶片图像的亮度成正比,从而实现了光电转换。光电倍增管输出的信号经放大等处理后,成为R、G、B三路视频信号送入编码器。

匀速拉片是指电影胶片在片门上的运动不是间歇式的,而是连续均匀运动。单光栅、双镜头系统与一般的放映机不同,它有两个镜头,一上一下。镜头前有遮光片,它以每秒50次的频率周期性地一上一下地遮住一个镜头;并使投影在电影胶片上的光栅在偶数场,以实现隔行扫描。飞点扫描管的光栅是4∶1.5,为什么不是我们通常见到的4∶3呢?这是因为场扫描和电影胶片是相对运动的,所以等效于把光栅拉开一倍,光栅还是相当于4∶3。电影胶片的运动与扫描周期有着严格的相互关系,这个关系一旦被破坏,就要引起画面的不完整。所以电影胶片、遮光板和扫描光栅三者的运动要和场同步信号一致。这个工作由系统中的主导电视伺服系统完成。

用上述两种设备虽然可获得比较满意的图像,甚至此图像的色彩比光学放映的色彩还要好,但它还是存在不少缺点。例如它们都是利用电子管中的电子束进行扫描和聚焦,画面上还存在聚焦和重合误差;管子易老化,管面的烧伤和余辉等都会造成画面底色不均匀。

使用电荷耦合器器件(CCD)传感器的彩色电视电影设备。几年来,随着电荷耦合器的发展和数字存储器的应用,CCD传感器构成的电影电视设备在世界各国得到广泛应用,并受到用户的普遍好评。

在CCD电影电视设备中,透过影片画面的光信号,通过放映镜头投射到CCD的一排光敏硅半导体像素上,CCD输出光信号的调制信号,经过低通滤波器后形成模拟视频信号。随着电影胶片的继续移动,可得到一幅画面的逐行扫描信号。这些信号随后转换成数字信号,处理成隔行扫描方式,例如PAL电视制式下(625/50)。在重放时,在1/50秒周期内顺序读出全部的奇数行,形成第一场;在下一1/50秒周期内读出全部偶数场,形成第二场,两场信号组成一帧完整的电视画面。

CCD电影电视设备在处理彩色图像时,放映机中放映灯泡发出的光经棱镜分光系统分成红、绿、蓝三色光分别照到相应的CCD器件上。CCD器件输调出的制信号经过放大电路放大,再经滤波电路滤除1024个单元取样脉冲分量,成为红、绿、蓝三路视频信号,最后经编码器处理成全电视信号输出。

CCD电影电视设备有如下优点:1.使用CCD器件对电影胶片进行逐行扫描,而场扫描是通过电影胶片的运动实现的,所以不会出现余像、几何畸变的情况。2.彩色重合好。在光学聚焦和三个CCD传感器定位后,只需调整CCD器件的水平和垂直位置,就可以在图像中心得到小于0.04%的重合误差。3.分解力高。运用埋沟技术制成的1024个像素CCD传感器,所绘出的图像信号的频率上限高达9MHz,极限分辨率可达720线。4.CCD器件的光电转换特性是线形的,而当某些像素曝光超过极限时,产生的过量电荷就会象盆里的水过多一样漫到邻近的像素上,在显示器上可以看到图像(在水平方向)有“开花”现象。为此有些CCD电影电视设备通过光控系统来控制通过电影胶片的光线的强度,使得这些CCD电影电视设备有着良好的光电转换特性。5.CCD器件由1024个光敏单元组成的,这些光敏单元的灵敏度不可能完全一致,为避免造成图像上与走片方向同向的连续垂直条纹状干扰,一般在CCD电影电视设备中设有“固定图形杂波校正电路”进行补偿。总之,CCD器件的应用给电影电视设备带来了生机和活力,这类设备具有清晰度高、信噪比高、调整简单、维护方便、寿命长等一系列优点。

展望未来,随着高清晰度电视(HDTV)技术的发展,电视和电影的界线会逐渐模糊,两个行业的相互渗透、融合日益明显,这种融合要求加速采用新技术,提高影片的摄制效率,以扩大优质节目的来源。(刘爱琳)