第一章 电视摄像机 教学要求Word文档下载推荐.docx

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第一章 电视摄像机 教学要求Word文档下载推荐.docx

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第一章 电视摄像机 教学要求Word文档下载推荐.docx

要做好摄像工作.没有得心应手的器材,摄像师也许会感到力不从心,对作品创作带来某些不便;

有了摄像器材,如果没有掌握设备的基本知识和操作技能,那么摄像师也很难创作出好的作品。

摄像机是电视节目制作中的最重要的设备之一,摄像人员对摄像机基本知识掌握的好坏和操作水平高低,都对电视节目制作的质量有很大影响。

摄像人员必须掌握摄像机的性能、原理,并掌握好摄像机的操作技能。

一、摄像机的发展

从20世纪20年代世界上产生实用型摄像机至今,摄像机的发展从使用电子器件来说大致经历了电子管、晶体管、大规模集成电路三个重要发展时期,从完成光学图像到电视电子信号过程使用的光电转换器件来看,由真空摄像管过度到了CCD电荷耦合器件;

从摄像机电路处理的技术变化来分,由模拟摄像机向数字摄像机方向发展。

20世纪90年代,广播级、专业级和家用级摄像机已全面实现数字化,CCD摄像机在占领了家用领域后,已开始进入广播电视领域,并成为广播级摄像机的主流;

90年代以后,可以说电视业出现了翻天覆地的变化。

近10年来发展更为迅猛,电视设备与电脑联姻之后,真可谓如虎添翼自由翱翔,简直实现了“改朝换代”般的划时代的伟大变革。

如今电视技术拥有无比广阔的发展空间,摄像器材设备又朝着“数字高清”方向稳步前进。

二、摄像机的分类

摄像机用途广泛、种类繁多,按不同的标准有多种分类方法,在这里我们简略介绍当前常见的几种分类方法。

1、按摄像机的用途分类

摄像机按其功能用途及图像品质的效果来看大致可分为:

广播级、业务级和业余级三大类。

(1)广播级摄像机

广播级摄像机,主要用于拍摄电视台播出节目内容和用途的摄像机。

用途决定了这种摄像机对拍摄效果和图像质量的要求,广播级摄像机技术指标要求较高。

广播级摄像机功能齐全、设计精密、品质精良、色彩还原好,画面失真小、但体形一般较大,价格较贵。

(2)业务级摄像机

业务级摄像机,主要用于教育、医药、工业、会务等领域的摄像机,这种摄像机的图像质量低于广播级摄像机,价格相对较低,外形有大小之分,大机型与广播级相仿,小机型方便携带,深受某些有新闻等外拍任务的摄像师欢迎。

(3)业余级摄像机

业余级摄像机(也称家用级),业余级摄像机多用于拍摄家庭生活、婚礼或庆典摄像。

这类摄像机外形体积一般较小,图象质量和色彩还原较差、价格也较便宜,机型、品牌之不同.其质量差别甚大。

2、按摄像器件分类

根据摄像器件的种类不同,摄像机可分为摄像管摄像机和固体器件摄像机两大类。

(1)摄像管摄像机使用真空摄像管作为光电转换器件的摄像机,称为摄像管摄像机。

摄像管摄像机的管靶面材料常用氧化铅、硒、砷、碲等硫属化合物作为靶面材料,由于这类摄像机体积大、重量重、耗电多、抗震性差、对摄像环境照度要求高,目前已基本被固体器件摄像机所取代。

(2)固体器件摄像机固体器件摄像机的光电转换是由CCD(ChargeCoupledDevice)半导体电荷藕合器件摄像器件完成的。

CCD固体器件摄像机具有体积小、重量轻、抗震性好、对摄像环境照度要求低、省电等优点,现已成为摄像机的主流。

3、按摄像器件的数量分类

摄像机按摄像器件的数量可分为三类:

(1)三管和三片摄像机

摄像机采用三只摄像管或三个CCD芯片,分别产生出红、绿、蓝三个基色信号,能够得到很高的图像质量,彩色还原好,清晰度与信噪比高,用于广播级和业务级摄像机。

(2)单管和单片摄像机

摄像机采用一只摄像管或一个CCD芯片,用特殊的方法产生出红、绿、蓝三个基色信号,图像质量一般,多用于监视系统及家庭娱乐类摄像机。

4、按摄像器件的尺寸分类

摄像图像质量与摄像器件的尺寸大小有直接的关系,尺寸大,有效像素数多,图像清晰自然就好,灵敏度就高,当然体积也大。

摄像管摄像机以摄像管直径大小衡量,一般分为1.25英寸、1英寸、2/3英寸、1.2英寸。

CCD摄像机以芯片感光区面积等同于相应的摄像管的靶面面积的摄像管的直径衡量。

一般情况下,CCD的尺寸通常是指其对角线的长度。

2/3英寸、1,2英寸、1/3英寸CCD分别用于广播级、专业级、准专业级摄像机;

1/4英寸、1/5英寸、l.6英寸等小尺寸CCD用于家用级摄像机,至于1/6英寸小型家用CCD摄像机价格便宜但图像质量难以保证。

不过随着制作工艺的进步,集成度、灵敏度的不断提高,CCD尺寸正在逐渐减小。

5、按摄像机和录像机的组合方式分类

按摄像机和录像机的组合方式分类可分为:

分离型摄录机和一体化摄录机。

受技术和磁带尺寸的限制,早期的摄像机与录像机是分离使用的,操作时需两个人配合或者将录像机背在身上,十分笨重。

一体化摄录机是摄像机和录像机结合成一体的设备。

20世纪80年代初,第一台摄录一体机在SONY问世,现在的便携式摄像机均为摄录一体化摄录机,简称“摄录机”。

6、按信号处理方式分类

摄像机按信号处理方式可分为模拟摄像机、数字化处理模拟摄像机、完全数字化摄像机。

模拟摄像机是以模拟信号为主,易受干扰,信噪比不高,模拟摄像机已经完全被淘汰。

数字化处理模拟摄像机在整个信号处理过程中部分应用了数字信号处理方式,在一定程度上提高了信号质量,但最终的信号还是以模拟方式输出和记录。

这种摄像机大部分已经淘汰。

完全数字化摄像机就是在图像由光信号转换成电信号之后,完全以数字方式处理,大大提高了摄像机的信号质量,是摄像机的主要发展方向。

7、按清晰度等级分类

摄像机按清晰度等级可分为标准清晰度摄像机和高清晰度摄像机。

标准清晰度摄像机主要是指在现行电视体制下的摄像机,清晰度一般在250-480电视线(简称TV线)之间。

高清晰度摄像机其扫描线数为1250行,清晰度最高可达870电视线,相当于现行电视系统的两倍。

因此色彩更加逼真,电视图像从最亮到最暗有更多、更丰富的层次,高清晰度摄像机是一种新趋向。

8、按存储介质分类

根据与摄像机相结合的录像部分所使用的存储介质不同,可分为磁带式摄像机、光盘式摄像机、硬盘式摄像机和存储卡式摄像机。

磁带式摄像机使用磁带作为存储介质,拍摄时,将信号直接记录到磁带上,它是最传统的摄像机。

不同时期、不同生产厂家的摄像机,使用的磁带格式和大小也不尽相同。

光盘式摄像机使用DVD-R光盘、DVR+R光盘、DVD-RW光盘、DVD+RW光盘、蓝光光盘等作为存储介质。

硬盘式摄像机是采用硬盘作为存储介质的摄像机,2005年由JVC公司率先推出。

存储卡式摄像机是指采用存储卡作为存储介质的摄像机,不同的摄像机使用的存储卡不同。

1、电视摄像机格式的概念

电视摄像机“格式”:

“格式”是特指录像机而言的.摄像机并无格式之说。

但是一台摄像机与一台录像机结合起来,我们通常就以录像机的格式称呼它。

由于如今的摄像机多为摄录一体机,既可摄又可录.(称作“摄录机”才更为准确)那么,它的录像部分是哪种格式,就称它为哪种格式摄像机。

例如,一台BETACAMSP格式的模拟录像机与一台摄像机结合.我们称它为BETACAMSP格式的模拟格式摄像机.但是,假如仍旧是这台摄像机而与它结合的录像机改成BETACAMSX数字格式我们便称它为BETACAMSX数字格式摄像机。

模拟与数字摄录机之比较:

首先,模拟格式摄录的图像质量较差,而数字格式信号清晰度要远远优于模拟格式。

模拟信号素材在后期编辑、复制的过程中每“拷贝”一版就要造成约20%的损耗。

复制三四版后,信噪比严重下降,图像效果几乎无法正常观看。

而数字格式从理论上说.它的复制是无损的,这就有利于制作出图像品质较高的节目。

模拟格式如今逐渐被数字格式所取代,目前正是过渡时期。

此外,数字格式便于同电脑联接,特别是运用各种数字处理技术能够产生花样繁多层出不穷的特技形式从而增强了画面的艺术表现效果.使之更具吸引力和可看性。

2、常见摄录机格式简介

(1)DV格式

DV格式是世界上知名公司共同制定的一个标准。

DV格式家用摄像机是目前使用最广泛的家用机型。

它的图像质量及音响效果几乎接近专业水平。

特点:

带盒小、磁鼓小、机芯小、记录密度大、电路集成度高、体积小、机动灵活的一体化摄录像机。

DV格式还延伸到专业领域派生出两种专业格式:

DVCPR0和DVCAM。

这两种格式都与DV格式兼容。

(2)DVCPRO格式

DVCPR0格式摄像机分为三种级别:

DVCPR025为专业级或准广播级,DVCPR050为广播级.DVCPRO100可归入高清晰度电视系统范畴。

DVCDR0格式摄像机设计得比较轻巧.因其录像带体积小,可与便携式编辑机配合,十分适合于新闻采访报道时使用。

(3)DVCAM格式

DVCAM格式是日本索尼公司在家用DV格式基础上于1996年推出的一种专业级数字录像机格式,可用于拍摄质量要求较高的节目。

DVCAM格式与DV格式双向兼容。

(4)DVDCAM格式光盘数字摄录机

DVDCAM光盘摄录机采用光盘作记录载体.使用专业的DVDRAM、DVDR光盘或蓝光DVD光盘。

(5)HDD格式硬盘数字摄录机

HDD格式数字摄录机与其他格式摄录机最大不同点在于,它采用无磁带工作方案,内置一个硬盘.可以用来记录高画质的图像。

(6)数字8mm格式

数字8mm格式所采用的技术与DV格式完全一样,具有相同的图像质量及音响效果,同时又兼容模拟时代的V8和HI8录像带。

但由于种种原因,无法与DV格式竞争,基本上已被淘汰。

(7)IMX格式

IMX格式摄像机多以高品质模式拍摄,图像质量较好,且抗震性能也很好。

目前已有不少电视台使用.多用于拍摄图像质量要求较高的文艺、专题节目。

IMX格式编辑机具有良好的兼容性,对SONY品牌各种类型产品基本上都能接受。

(8)DVW格式

DVW格式属于早期数字格式,沿用至今经久不衰已经十分成熟,具有相当的稳定性。

DVW格式摄像机几乎成为目前电视的主流机。

这种数字格式摄像机的拍摄效果和图像质量非常高、色彩还原好,画面失真小、但价格较贵。

(9)BETACAMSX格式

BETACAMSX格式摄录机是在BETACAMSP模拟格式基础上发展起来的数字摄像机,它图像品质甚佳。

最显著的特点是它的兼容性.它对SP模拟格式能完全兼容,并可直接转换为SX数字格式.避免了编辑制作中的信号损失。

由于世界各国及国内各地电视制作格式多样,节目交流活动一般以SP作为普遍通行的基本格式.因而BETACAMsx格式在电视作品发行交换方面占据相当的优势。

(10)XDC-AM格式

XDC-AM格式专业光盘摄录一体机,采用无磁带工作流程,适合于电视台新闻及专题节目制作,它具有良好的网络联通性,节目或素材可以快速传回电视台。

(11)HDV格式

HDV格式系列产品可以兼容记录和重放DVCAM格式,为电视图像从标清到高清平稳过渡搭建了一座桥梁。

并可进行NTSC制或PAL制的自由切换。

HDV格式既有广播级,也有业余级。

(12)HDCAM格式

HDCAM格式属于数字高清摄录系统范畴,图像品质超群,多应用于清晰度要求极高的影视片的摄制。

要说明的是同级别摄像机其图像品质也有差异,原因在于CCD的数量和尺寸大小。

摄像机是进行光电转换的设备。

一、摄像机的基本原理

摄像机的基本原理:

利用三基色原理,通过光学系统,把彩色景物的光像分解为红、绿、蓝三种基色光像,由摄像器件完成光信号到电信号的转换,然后进行信号校正、处理、编码形成复合信号、分量信号等彩色全电视信号。

二、摄像机的基本组成

从摄像机外观结构来说摄像机由镜头、机身、寻像器、话筒、电源等部分组成;

从摄像机原理来说摄像机基本组成为:

由光学系统、光电转换器件、视频处理系统、编码器、同步信号发生器等组成。

1、光学系统

光学系统组成:

由变焦镜头、光圈、分光系统、滤色片及其附属设备等组成。

(1)变焦镜头

镜头一般是由若干片透镜组成的,作用是使景物成像在摄像器件上,变焦镜头是能在一定范围内改变焦距的镜头。

变焦镜头的具体结构如下图所示。

在设计变焦镜头时,通常把一个单元透镜固定,使另一个单元透镜相对前一个单元透镜移动,来改变两组透镜之间的距离,此时不仅焦距发生变化,而且成像面的位置也相应地有所变化。

为了固定成像面位置,还必须再增加第三个单元透镜进行补偿,并随之按一定规律移动。

因此,实际使用的变焦镜头至少要有三组单元透镜,即调焦组、变焦组和补偿组。

若要增大后焦距,还需要增加第四组,即物镜组。

(2)光圈

光圈是摄像机光学系统中专门设计的一个可以改变其中央通光孔径大小的孔径光阑。

调节镜头光圈调节环,可以改变通光孔直径的大小,从而达到控制镜头光通量的目的。

从下图中可以看出来,通过镜头光通量的光与光圈孔径d的大小,以及光圈与透镜的距离有关。

为说明这个问题,引入镜头有效孔径D的概念。

镜头有效孔径D的大小受光圈孔径d的大小,以及光圈与透镜的距离两方面的影响。

光圈孔径d越大,D越大;

光圈位置越靠近透镜,截断的光线越多,则D越小。

平时如何来准确的表示光圈的大小呢?

为统一考虑两种因素对透光能力的影响,于是定义了相对孔径A,用相对孔径的倒数F来表示镜头光圈的大小。

相对孔径A为:

D与焦距f之比A=D/f

相对孔径的倒数F即F=1/A=f/D

F值一般称为光圈系数,它被标注在镜头的光圈调节环上,主要有1.4、2、2.8、4、5.6、8、ll、16和22等序列值。

注意:

每两个相邻数值中,后一数值是前一数值的倍。

由于像面亮度与光圈系数的平方成反比,所以光圈每变化一挡,像面亮度就变化一倍。

F值越小,表示光圈越大,透光能力越强,到达CCD芯片的光通量就越大。

(3)分光系统

由于光线色彩不同,波长差异较大,对于专业级摄像机来说,为保证电路处理的效果,一般要用分光系统将入射光线分解成红、绿、蓝三种单色光。

在摄像机的光学系统中常用的分光系统是分光棱镜。

分光棱镜是由三块棱镜和两个结合面组成的,其中两个结合面上分别镀有不同厚度的干涉膜。

第一个结合面上的干涉膜能反射红光而让绿光和蓝光通过,红光经第一棱镜的前界面的全反射而最终到达感红CCD;

第二个结合面干涉膜允许绿光通过而反射蓝光,并最终使蓝光到达感蓝CCD;

绿光通过两个结合面时不发生方向变化而直接到达感绿CCD。

(4)滤镜系统

彩色摄像机在不同的光照条件下,拍摄同一景物时,屏幕上重现的图像色彩也有所不同。

为了适应不同的照明条件,正确重现景物的色彩,必须对光源的色温进行校正。

色温校正具体方法:

就是在变焦镜头和分色棱镜之间加入色温滤色片,利用它的光谱特性,补偿色温不同所引起的重现色彩失真,把不同色温的光源转换成摄像机内部的标准色温。

通常摄像机上的分色装置是以3200K演播室卤钨灯光源为基准进行设计的。

色温的概念:

光线颜色是不同的,白炽灯、日光灯,太阳在早中晚不同时间的光是不同的。

如何来衡量光色的不同呢?

用色温这个概念。

什么是色温?

打铁的例子:

铁块加热,随着温度不断增高,铁块颜色从暗红到红,再到亮红,紫红,再到紫色。

称红的发紫。

色温:

某光源发出的光和加热黑体到一定温度时辐射的光具有相同光谱特性时,黑体温度就是该光源的色温。

色温值用绝对温度K表子。

色温仅是光源色调的度量单位,与发光体温度无关。

摄像机一般是将多个不同的灰度滤色片集成在一个圆盘上,摄像时根据光线的强度拨动圆盘,选择合适的滤色片,以适应不同光照时曝光的要求。

摄像机上可供选择的色温校正片:

A:

3200KB:

5600KC:

6800K

滤镜系统主要完成两方面的工作:

一是校正色温,调整入射到CCD上光的光谱成分以配合白平衡的调节;

二是控制通光量,用以配合摄像镜头的曝光及景深控制。

2、光电转换器件

光电转换器件是彩色摄像机中最重要的组成部分,其核心部分就是能完成光电转换作用的摄像器件。

摄像器件的性能指标决定着摄像机图像信号的质量,目前主要有真空管摄像管和固体摄像器件两大类。

真空管摄像管出现最早,技术较为成熟,应用比较广泛。

但由于真空管摄像管结构复杂、体积庞大、功耗大、重合精度不高、附属电路多,目前已被淘汰。

固体摄像器件也称为半导体摄像器件,技术上较成熟的有金属氧化物半导体(MOS)器件、电荷耦合器件(CCD)和电荷驱动器件(CPD)三大类。

其中CCD应用最广,大多数摄像机使用CCD作为摄像器件,它的主要优点是画面均匀性好、灵敏度高、几何失真小、重合精度高、惰性小、抗强光照射、耐冲击、抗振动、不受电磁干扰、寿命长等。

CCD的结构和工作原理:

CCD(ChargeCoupledDevice),CCD的外观结构可以看做是由一个个整齐排列的像素组成的矩阵,这些像素是CCD的最小感光单元。

CCD的工作原理可用下图来形象地描述,每个像素好像一个小容器,它们在受光照射时可以产生电荷,电荷的积累形成电流,电流按一定的方式转移就形成了信号。

于是最终将光学影像转变为信号电流。

4、电路处理系统

当信号从光电转换器件CCD中传送出来后,为了让信号的质量符合一定的技术要求,在摄像机内配备了一系列的信号处理电路。

(1)视频信号处理电路

视频信号处理电路将CCD输出的微弱信号加以放大、并经过增益控制、轮廓校正等必要的校正、补偿和处理,使信号达到最优。

(2)编码器电路

编码器电路是将红、绿、蓝三基色信号编码后按一定的电视制式标准组合成一个彩色全电视信号输出。

根据彩色电视制式的不同,编码器的组成也不相同。

现在的编码器输出的信号是多种多样的,可以输出:

彩色全电视信号,即复合信号;

也可输出亮度信号(Y),色差信号(R-Y,B-Y),即分量信号;

还可以输出亮度信号(Y)和色度信号(C),即亮色分离信号。

(3)同步信号发生器电路

同步信号发生器电路能产生行、场同步脉冲,钳位脉冲,消隐信号和编码器所需的色度

副载波信号等,作为形成彩色全电视信号的基准。

(4)彩条信号发生器电路

彩条信号发生器电路产生白、黄、青、绿、紫、红、蓝、黑的标准彩条信号,供摄像机和监视器作为调节标准。

(5)自动控制电路

自动控制电路主要由微处理器构成,对整个摄像机系统的数据和信息进行运算与存储,并发出控制指令,使摄像机的部分装置自动进行工作。

(6)声音处理电路

声音处理电路是摄像机对声音信号的采集、处理、输出等环节,在摄像机上主要包括摄像机内部话筒和外接话筒两部分。

5、寻像器

寻像器即摄像机的电子取景器,从外表上来看,是一个小型的黑白或彩色的监视器,是摄像机上位置可以活动的一个部件,其显示尺寸为1~7英寸不等。

寻像器里面装有小型显像管和相应的工作电路,通过寻像器的放大镜,我们可以看到小型显像管显示的视频信号和摄像机本身的文字提示信号,以及返回的电视信号。

寻像器的主要作用有:

(1)作为摄像取景用,摄像师对景物的选择和构图等都要借助寻像器来完成;

(2)当摄像机进行放像操作时,它可作为监视器使用;

(3)显示摄像机的工作状态和警告信息。

6、话筒

话筒能将声音信号变成音频电信号,是拾音采录的重要工具。

在摄像机上主要包括摄像机内部话筒和外接话筒两部分,内部话筒用来录制语言清晰度要求不是很高的现场同期声。

为了更清晰地、准确地录制现场同期声,大多数摄像机都配有外接话筒。

专业摄像机话筒输出的电平开关有-60dB和-20dB两种,-60dB是默认设置,输出电平较低,常用于一般拾音情况:

-20dB输出电平较高,适合于话筒电缆或摄像机电缆较长时使用。

有些外接话筒要电源才能工作,其电源可以用电池,也可以由摄像机通过话筒电缆提供+48v电源。

7、电源

电源是保证摄像活动正常进行的动力,摄像机可由交流电源和直流电源供电。

交流供电时,交流电源通过电源适配器转换为供摄像机使用的直流电源,只要电网不停电,摄像机都能正常工作。

在流动性摄像活动中,需要采用电源供电。

尤其在户外拍摄,没有交流电源时,电池就成了摄像活动的唯一能源。

第三节电视摄像相关器材

摄像相关器材主要包括外接话筒、电池、三脚架、录像带、监视器等辅助器材。

摄像机时为了更清晰地、准确地录制现场同期声,大多数摄像机都配有外接话筒。

摄像机外接话筒规格很多,价格不等。

常见的有枪式的、手持式的、别针式的、无线的等种类,使用时必须选用与摄像机类型配套的外接话筒。

外接话筒主要用于新闻采访或人物访谈同步录制现场声。

外接话筒与本机连接,要注意插件口径大小一致。

口径不同的,应配备转换插头。

摄像机接上外接话筒后,一般就自动切断本机话筒线路,但很多摄像机需要拨动选择开关进行选择,因此应当先作试验确认联接无误后才正式拍摄。

在拍摄过程中必须进行监听确保声音效果良好,防止无声或因接触不良造成声音断断续续。

监听可采用小型耳塞听筒联接摄像机耳机插孔,有的摄像机本机装有小扬声器则无须再接耳机。

电源是保证摄像活动正常进行的动力,尤其在户外拍摄,没有交流电源时,电池就成了摄像活动的唯一能源。

如果使用电池不规范、充电不正确,会造成不必要的损失。

1、电池的装卸

电池安装到摄像机上,必须准确到位。

电池使用到报警信号出现,应立即停止使用,更换电池。

卸电池时应先关闭摄像机总电源后才可取卸。

拍摄时应随身多带几块电池,以备不时之需。

2、电池的充电

电池充电应及时,不可长时间空置。

有的电池具有“记忆功能”,电池没有用尽须先行放电而后再充电,以保证其功效和延长电池使用寿命。

新电池充电特别要注意,首先应检查新购得的电池是否有电,因为有的未充电是空电池,有的则已充过电,确认无电才能充电。

新电池是尚未充电的空电池,便立即充电,假如电池已充过电,且自然损耗了一成电力,充电也只能补进一成电能,并且电池就自动记忆从此以后每次充电只能充进一成电力,这块电池相当报废。

电池简易放电方法:

可将摄像机处于工作状态用以放映录像带,也可反复“推”、“拉”变焦,直至电池电力耗尽。

新电池初始几次应当过量充电,以使其性能逐渐趋于稳定。

旧电池充电以充电适配器的指示灯信号为准,不宜过分延长充电时间。

3、电池的使用

电池应编号,依次轮流使用。

拍摄完毕.应从摄像机上卸下电池并妥善存放于阴凉干爽处。

电池不可碰撞,以防短路。

三、三脚架

三脚架用于固定摄像机,可以减轻长时间持机拍摄的疲劳,稳固画面作用。

是拍摄时保持画面的稳定避免画面出现的晃动,尤其拍运动镜头可望得到活动平滑、流畅、和顺、均匀画面的最常用的工具。

三脚架使用注意事项:

(1)凡拍摄现场条件允许,尽量使用三脚架。

长焦距、微距拍摄更应当使用三脚架,力求画面的稳定。

(2)三脚架要求牢靠,在拍摄时要注意检查三脚架的各

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