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1、 第一讲 播控系统技术基础l 光学基础光学基础l 电视原理电视原理l 电视中心技术电视中心技术 光学基础l光是一种以电磁波形式存在的物质。光是一种以电磁波形式存在的物质。l光的波长范围很广，从光的波长范围很广，从3*103m到到3*1017m，包含了无线电波、红外线、可见光、紫外线、包含了无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、宇宙射线等。其中波长为射线、宇宙射线等。其中波长为380nm780nm的电磁波能够引起人眼的视觉反应，的电磁波能够引起人眼的视觉反应，因此被称为可见光。因此被称为可见光。l只含有单一波长的光称为单色光，含有两种只含有单一波长的光称为单色光，含有两种或两种以上波长成分的
2、光称为复合光。或两种以上波长成分的光称为复合光。 光学基础l光源和色温光源和色温l光源是指能发光的物理辐射体，如太阳、灯。光源是指能发光的物理辐射体，如太阳、灯。l光源的色温是用来描述光源的光谱分布的物光源的色温是用来描述光源的光谱分布的物理量。通常用光源的光与绝对黑体发出的光理量。通常用光源的光与绝对黑体发出的光相比较，并用绝对黑体的绝对温度来表征。相比较，并用绝对黑体的绝对温度来表征。色温只表示光源的光谱特性，并非光源的实色温只表示光源的光谱特性，并非光源的实际温度，其单位是开尔文（际温度，其单位是开尔文（K）。）。l绝对黑体是指既不反射也不透射光线，而能绝对黑体是指既不反射也不透射光线，
3、而能完全吸收入射光的物体。完全吸收入射光的物体。 光学基础近代照明技术种的标准光源：共近代照明技术种的标准光源：共5种。种。1、A光源：相当于钨丝灯在光源：相当于钨丝灯在2800K时发出的光，时发出的光，色温色温2854K。2、B光源：接近正午直射的阳光。色温光源：接近正午直射的阳光。色温4800K。3、C光源：相当白天的自然光。色温光源：相当白天的自然光。色温6800K。4、D65光源：相当于白天的平均光照，为彩电光源：相当于白天的平均光照，为彩电标准。色温标准。色温6500K5、E光源：是一种假想的等能白光，便于色度光源：是一种假想的等能白光，便于色度学计算。色温学计算。色温5500K 光
4、学基础 还有一种彩色电视演播室中常用的照明光还有一种彩色电视演播室中常用的照明光源，这种光源是卤钨灯，其色温是源，这种光源是卤钨灯，其色温是3200K。发出的光色略带些浅黄色调。发出的光色略带些浅黄色调。 光的度量电位光的度量电位1、光通量、光通量-光的功率单位，计量单位流明光的功率单位，计量单位流明(lm)2、发光强度、发光强度-光源不同方向上的辐射能力，单光源不同方向上的辐射能力，单位坎德拉（位坎德拉（cd）3、亮度、亮度-表示发光面明亮程度，单位表示发光面明亮程度，单位cd/m24、照度、照度-光通量与被照物体表面积之比。光通量与被照物体表面积之比。 电视原理l视频的基本概念视频的基本概
5、念l视频信号的描述视频信号的描述l电视信号及其分类电视信号及其分类l视频信号的产生、处理和传视频信号的产生、处理和传送过程送过程 电视原理1、人眼视觉特性、人眼视觉特性l（1）视敏特性、亮度感觉、人眼分辨力、）视敏特性、亮度感觉、人眼分辨力、视觉惰性视觉惰性l视敏特性：人眼对不同波长的光敏感程度视敏特性：人眼对不同波长的光敏感程度不同。不同。l亮度感觉：人眼能够感觉到的亮度范围称亮度感觉：人眼能够感觉到的亮度范围称为亮度视觉范围。这个范围很宽，从每平为亮度视觉范围。这个范围很宽，从每平方米方米1坎德拉到几百万坎德拉。坎德拉到几百万坎德拉。 电视原理l在同一时间能感受的亮度范围却没有这么在同一时
6、间能感受的亮度范围却没有这么大，通常，人眼能感受的上下限亮度之比大，通常，人眼能感受的上下限亮度之比为为100：1，电影屏幕大致是这个比值，而，电影屏幕大致是这个比值，而CRT显象管能给出的亮度比值约是显象管能给出的亮度比值约是30：1。人眼对景物亮度的主观感觉不仅取决于景人眼对景物亮度的主观感觉不仅取决于景物实际给出的亮度值，而且还与周围环境物实际给出的亮度值，而且还与周围环境的平均亮度有关。的平均亮度有关。l对比度：原景物或重现图象的最大亮度和对比度：原景物或重现图象的最大亮度和最小亮度之比称为对比度或反差。最小亮度之比称为对比度或反差。CRT显显象管的对比度通常是象管的对比度通常是30：
7、1 电视原理l亮度层次：是指在画面最大亮度和最小亮亮度层次：是指在画面最大亮度和最小亮度之间可以分辨的亮度感觉差级数，也称度之间可以分辨的亮度感觉差级数，也称为灰度层次或亮度梯级数、灰度级数。一为灰度层次或亮度梯级数、灰度级数。一般地，对比度越大，画面上亮度层次越丰般地，对比度越大，画面上亮度层次越丰富。富。l结论结论-电视系统中，重现图象的亮度无需等电视系统中，重现图象的亮度无需等于实际景物亮度，而只需保持两者的对比于实际景物亮度，而只需保持两者的对比度相同即可。另外，人眼不能觉察的亮度度相同即可。另外，人眼不能觉察的亮度级差在重现图象上无需呈现出来。这样，级差在重现图象上无需呈现出来。这样
8、，重现图象就能给人以真实感。重现图象就能给人以真实感。 电视原理l视觉惰性：人的视觉对外界光刺激的响应视觉惰性：人的视觉对外界光刺激的响应有一定的延时。当一定强度的光突然作用有一定的延时。当一定强度的光突然作用于人眼时，需经过一定的时间才能形成一于人眼时，需经过一定的时间才能形成一个稳定的主观亮度感觉；当光消失后，亮个稳定的主观亮度感觉；当光消失后，亮度感觉也不是瞬间消失，而是经过一段时度感觉也不是瞬间消失，而是经过一段时间之后才能消失。即视觉的建立和消失都间之后才能消失。即视觉的建立和消失都有一定的惰性，称之为视觉惰性。它是现有一定的惰性，称之为视觉惰性。它是现代电影和电视的基础。电影和电视
9、将一幅代电影和电视的基础。电影和电视将一幅幅静止画面以一定的频率轮流显示出来，幅静止画面以一定的频率轮流显示出来，由于视觉惰性，就形成了连续画面的感觉。由于视觉惰性，就形成了连续画面的感觉。 电视原理l闪烁感觉：对于脉冲性的重复光源，人眼还有一闪烁感觉：对于脉冲性的重复光源，人眼还有一个特性个特性-闪烁感觉。当脉冲光源重复频率不太高时，闪烁感觉。当脉冲光源重复频率不太高时，人眼会跟随光源的变化产生一明一暗的感觉，即人眼会跟随光源的变化产生一明一暗的感觉，即闪烁感觉。脉冲光源重复频率提高时，这种闪烁闪烁感觉。脉冲光源重复频率提高时，这种闪烁感觉会随之减轻。当重复频率提高到一定值后，感觉会随之减轻
10、。当重复频率提高到一定值后，闪烁感觉可完全消失，人眼感觉的就是亮度恒定闪烁感觉可完全消失，人眼感觉的就是亮度恒定的不闪烁光源。不引起视觉闪烁感的光源最低重的不闪烁光源。不引起视觉闪烁感的光源最低重复频率称为临界闪烁频率。电视机的临界闪烁频复频率称为临界闪烁频率。电视机的临界闪烁频率经计算约率经计算约45.8HZ。电视系统采用。电视系统采用50HZ或或60HZ场频。现代电视技术采用场频加倍技术，将屏幕场频。现代电视技术采用场频加倍技术，将屏幕闪烁频率提高到闪烁频率提高到100HZ，完全克服闪烁感。，完全克服闪烁感。 电视原理l人眼的分辨力：人眼分辨景物细节的能力人眼的分辨力：人眼分辨景物细节的能
11、力称为分辨力，也称为视觉锐度，它反映了称为分辨力，也称为视觉锐度，它反映了人眼的视力。分辨力的大小用分辨角表示，人眼的视力。分辨力的大小用分辨角表示，视力则用分辨角的倒数来定义。正常的视视力则用分辨角的倒数来定义。正常的视力在中等亮度和对比度下，观察静止图象力在中等亮度和对比度下，观察静止图象时分辨角为时分辨角为1-1.5。人眼对彩色细节的分辨。人眼对彩色细节的分辨力远远低于黑白细节，一般取彩色分辨角力远远低于黑白细节，一般取彩色分辨角为为4。人眼对运动景物的分辨力要低于对静。人眼对运动景物的分辨力要低于对静止景物的分辨力止景物的分辨力 电视原理2、彩色视觉特性和三基色原理、彩色视觉特性和三基
12、色原理（1）彩色视觉特性）彩色视觉特性人眼在感知景物亮暗层人眼在感知景物亮暗层次的同时，还能感知景物的颜色，这就是次的同时，还能感知景物的颜色，这就是彩色视觉。人眼的彩色视觉有两个特点：彩色视觉。人眼的彩色视觉有两个特点：1、一定的光谱分布表现为一定的颜色。一定的光谱分布表现为一定的颜色。2、同、同一种颜色可以是不同的光谱分布。说明电一种颜色可以是不同的光谱分布。说明电视图象重现时只需使重现图象与原景物有视图象重现时只需使重现图象与原景物有相同的彩色视觉即可。人眼对波长为相同的彩色视觉即可。人眼对波长为480nm640nm之间的光有较强的辩色能力。之间的光有较强的辩色能力。 电视原理l彩色三要
13、素：亮度、色调、饱和度。彩色三要素：亮度、色调、饱和度。l亮度亮度光作用于人眼时所引起的明亮程度光作用于人眼时所引起的明亮程度的感觉的感觉l色调色调-反映了颜色的类别反映了颜色的类别l饱和度饱和度-指彩色光呈现彩色的深浅程度。指彩色光呈现彩色的深浅程度。与色调合称为色度。与色调合称为色度。 电视原理（2）三基色原理：）三基色原理： 自然界中绝大多数彩色可由三基色混合得成，自然界中绝大多数彩色可由三基色混合得成，彩色也可分解为三基色、三基色相互独立，混彩色也可分解为三基色、三基色相互独立，混合色的亮度是三基色的亮度之和，混合色的色合色的亮度是三基色的亮度之和，混合色的色调和饱和度由三基色的混合比
14、例决定。调和饱和度由三基色的混合比例决定。（3）混色方法）混色方法 A.相加混色法：时间混色法、空间混色法、生相加混色法：时间混色法、空间混色法、生理混色法。理混色法。 B.相减混色法；用于彩色印刷、胶片、绘画相减混色法；用于彩色印刷、胶片、绘画 电视原理3、电视传像基本原理、电视传像基本原理 电视扫描原理电视扫描原理 逐行扫描、隔行扫描逐行扫描、隔行扫描 我国电视广播的基本扫描参数我国电视广播的基本扫描参数 光电转换：摄像管、光电转换：摄像管、CCD。 电光转换：电光转换：CRT、LCD、PDP。 电视原理l象素：为了处理和传输图象，将景物图象素：为了处理和传输图象，将景物图象分解成很多小点
15、，这些小点就是象素。象分解成很多小点，这些小点就是象素。象素是构成电视画面的最基本元素，具象素是构成电视画面的最基本元素，具有单值的亮度信息和空间位置。有单值的亮度信息和空间位置。l在摄像机的成像器件在摄像机的成像器件CCD以及电视机的以及电视机的显象管中，每一帧图像在空间上离散化显象管中，每一帧图像在空间上离散化为一个个象素；一帧图像可分解的象素为一个个象素；一帧图像可分解的象素数越多，清晰度就越高。数越多，清晰度就越高。 电视原理l扫描：扫描是指摄像管和显像管中电子束的扫描：扫描是指摄像管和显像管中电子束的顺序运动，一般在拥有较高带宽的电脑显示顺序运动，一般在拥有较高带宽的电脑显示系统中采
16、用逐行扫描方式；在电视系统中采系统中采用逐行扫描方式；在电视系统中采用隔行扫描方法。用隔行扫描方法。l逐行扫描：在对一帧画面进行光电转换及电逐行扫描：在对一帧画面进行光电转换及电光转换的过程中，若扫描是一行一行从上到光转换的过程中，若扫描是一行一行从上到下依次进行，则称为逐行扫描。下依次进行，则称为逐行扫描。l隔行扫描：为防止帧频过低在视觉上造成闪隔行扫描：为防止帧频过低在视觉上造成闪烁，将一帧画面分成两场来扫描，第一场扫烁，将一帧画面分成两场来扫描，第一场扫奇数行，第二场扫偶数行。奇数行，第二场扫偶数行。 电视原理 扫描行数扫描行数扫描行数决定电视系统的图像分扫描行数决定电视系统的图像分解力，也影响信号的带宽解力，也影响信号的带宽帧频和场频帧频和场频 帧频在帧频在25-30HZ间可以保证图像间可以保证图像的连续感，同时视频信号的连续感，同时视频信号的频带也不至于过宽；一帧图像的频带也不至于过宽；一帧图像分为两场，场频为分为两场，场频为50-60H宽高比宽高比传统电影的幅型比为传统电影的幅型比为4：3 电视原理l我国电视广播的基本扫描参数我国电视广播的基本扫描参数l行数：我国采用行数：
