Načelo videokamere: opis, struktura, značilnosti

V večini držav so videokamere dolgo časa običajne. Ljudje jih odpeljejo na šolske predstave, športne dogodke, družinska srečanja in celo porod. V priljubljenem kraju za turiste jih je mogoče videti povsod. Video kamere so pridobile močne položaje v ZDA, na Japonskem in v mnogih drugih državah, saj so zelo iskane tehnologije. Toda kako lahko tako majhna naprava tako veliko naredi? Rojen do osemdesetih let prejšnjega stoletja je neverjetno, da so kakovostni modeli zdaj na voljo in da so tako enostavni za uporabo. Ta članek obravnava načelo delovanja in videokamero naprave.

Osnovna zasnova

Tipična analogna kamera je sestavljena iz dveh glavnih delov:
  • odsek, ki vključuje CCD matriko, leče in zoom, motorje za fokusiranje in zaslonko;
  • manjša velikost videorekorderja.
  • Načelo videokamere je, da sprejema vizualne informacije in jih pretvori v elektronski signal. Videorekorder je podoben običajnemu, priključi se na televizor: sprejema signal in ga piše v kaseto.


    Tretja komponenta, iskalo, prejme tudi videoposnetek, tako da lahko uporabnik vidi, kaj se dogaja. To je majhen črno-beli ali barvni zaslon, vendar so številni sodobni modeli dodatno opremljeni z velikimi barvnimi zasloni LCD. Obstaja veliko formatov analognih video kamer z mnogimi dodatnimi funkcijami, vendar je opisana oblika osnovna. Razlikujejo se glede tega, kakšne kasete so v njihuporabljajo. Naprava in princip digitalnih video kamer sta analogna, vendar imata dodaten element, ki pretvarja informacije v podatkovne bajtove. Namesto snemanja video signala kot kontinuiranega zaporedja magnetnih impulzov se shrani kot ničle in enote. Digitalne kamere so priljubljene, saj vam omogočajo preprosto kopiranje videa brez izgube informacij. Analogni zapis "izgine" z vsako kopijo - izhodni signal se ne reproducira natančno. Video informacije v digitalni obliki lahko prenesete na računalnik, kjer jih lahko urejate, kopirate, pošiljate po e-pošti itd.


    Senzor slike

    Tako kot kamera, videokamera "vidi" svet skozi objektiv. Optika je potrebna za fokusiranje svetlobe s prizora na film, obdelan s fotosenzitivnimi kemikalijami. Tako kamera zajame tisto, kar je pred njim. Zbira več svetlobe iz svetlih področij scene in manj iz temnega. Objektiv kamkorderja služi tudi za fokusiranje, vendar namesto filma uporablja majhen senzor slike polprevodnikov. Ta senzor snema svetlobo z uporabo matrike milijonov drobnih fotodiod. Vsak od njih meri število fotonov, ki dosežejo določeno točko, in prenese to informacijo na elektrone (električni naboji): bolj živo sliko predstavlja večji naboj in temnejša - nizka. Tako kot umetnik barva sceno in osvetljuje temna območja, senzor ustvari video z registracijointenzivnost svetlobe. Med predvajanjem te informacije nadzorujejo svetlost slikovnih pik zaslona.
    Seveda pa merjenje svetlobnega toka daje le črno-belo sliko. Da bi dobili barvo, morate določiti ne samo celotno raven osvetlitve, temveč tudi ravni za vsako barvo. Celoten spekter je mogoče ustvariti z združevanjem le treh izmed njih - rdeče, zelene in modre. Zato načelo kamer temelji na uporabi le teh barv. Pri nekaterih modelih je signal razdeljen na 3 različice enake slike za nivoje rdeče, zelene in modre svetlobe. Vsak od njih ima svoj čip. Nato so sestavljene in glavne barve so pomešane, da dobijo polno barvno sliko.
    Ta preprosta metoda vam omogoča, da dobite bogate videoposnetke z visoko ločljivostjo. Fotodiodna CCD matrica je draga in porabi veliko energije, uporaba 3 senzorjev pa močno poveča stroške proizvodnje. Večina kamkorderjev ima samo en senzor s trajnimi barvnimi filtri za posamezne fotodiode. Nekateri merijo le nivoje rdeče, drugo - zeleno, ostalo pa modro. Barve so porazdeljene v obliki mreže (npr. Bayerjev filter), tako da lahko procesor videokamere dobi predstavo o ravneh barv v vseh delih zaslona. Ta metoda zahteva interpolacijo podatkov, prejetih na vsaki fotodiodi, z analizo informacij, ki jih prejmejo sosedje.

    Oblikovanje signala

    Ker video kamere snemajo gibljive slike, njihove senzorjeimajo dodatne dele, ki niso na voljo v digitalnih fotoaparatih. Če želite ustvariti video signal, morajo vsako sekundo narediti veliko fotografij, ki se nato združijo in ustvarijo vtis premikanja. V tem primeru kamera posname okvir in ga posname. Senzor slike ima še eno plast dotika. Za vsako polje se napolni video naboja, nato pa se zaporedno prenaša. V analogni video kameri se ta signal pošlje v videorekorder, ki ga zapisuje (skupaj z informacijami o barvi) na video traku v obliki magnetnih impulzov. Dokler drugi sloj prenese podatke, prvi zajame naslednjo sliko. Načelo delovanja digitalne video kamere je v bistvu enako, le da na zadnji stopnji analogno-digitalni pretvornik pretvori signal v podatkovne bajtove. Fotoaparat snema na medij, ki je lahko magnetni trak, trdi disk, DVD ali bliskovni pomnilnik. Digitalni modeli s prepletenim skeniranjem shranijo vsak okvir v obliki dveh polj in analognega. Kamere s postopnim zajemanjem video posnetkov.

    Objektiv

    Kot smo že omenili, je prvi korak pri snemanju videa osredotočiti svetlobo na matrico. Načelo leče videokamere je naslednje. Da bi kamera napisala jasno sliko predmeta pred njim, se morate osredotočiti na optiko, to je, da jo premaknete, tako da bodo žarki, ki prihajajo iz objekta, padli natančno na senzor. Tako kot kamere, vam tudi video kamere omogočajo premikanje objektiva, da se osredotočisvetlobe

    Samodejno ostrenje

    Večina ljudi mora premikati in ustreliti različne predmete na različnih razdaljah, neprestano preusmerjanje pa je zelo težko. Zato imajo vse videokamere samodejno ostrenje. To je navadno infrardeči žarek, ki se odbija od predmetov v središču okvirja in se vrne v senzor kamere. Da bi določili razdaljo do predmeta, procesor izračuna, koliko časa potrebuje, da se žarek odbije in vrne, ga pomnoži s hitrostjo svetlobe in razdeli produkt na dva (ker je dvakrat prešel razdaljo - do predmeta in nazaj). Kamkorder ima majhen motor, ki premika optiko z osredotočanjem na izračunano razdaljo. To ponavadi deluje zelo dobro, včasih pa morate na novo definirati razdaljo - na primer, ko se morate osredotočiti na nekaj, kar ni v središču okvirja, saj se samodejno ostrenje odziva na tisto, kar je pred lečo.

    Optični in digitalni zoom

    Video kamere so opremljene tudi z zoom objektivom. To vam omogoča povečanje prizora s povečanjem goriščne razdalje (med optiko in filmom ali senzorjem). Objektiv z optičnim zoomom je edina enota, ki vam omogoča, da preklopite iz ene povečave v drugo. Obseg povečave pomeni največje in najmanjše povečanje. Za večjo uporabo zooma je večina kamkorderjev opremljena z motorjem, ki premika optiko kot odgovor na pritisk gumba na ročaju. Ena od prednosti tega je, da lahko enostavno upravljate povečavo brez uporabe druge roke.Poleg tega motor premika objektiv s konstantno hitrostjo, povečava pa je bolj gladka. Vendar pa motor izprazni polnjenje akumulatorja.
    Nekatere videokamere imajo ti digitalni zoom Uporabnikom ne svetujemo, da bi jih uporabljali, ker sploh niso priključeni na objektiv, temveč preprosto povečajo delež slike, ki jo zajame senzor. Hkrati žrtvovati dovoljenje, saj se uporablja samo del območja senzorja. Posledično je videoposnetek manj jasen.

    Izpostavljenost

    Ena od odličnih lastnosti fotoaparata je avtomatska prilagoditev na različne ravni osvetlitve. Senzor je zelo občutljiv na prekomerno ali premalo osvetlitev, saj je obseg signalov, ki prihajajo iz vsake fotodiode, omejen. Kamkorder nadzira njihovo raven in prilagaja zaslonko, s čimer zmanjša ali poveča tok svetlobe skozi objektiv. Procesor vedno ohranja dober kontrast, tako da slike ne izgledajo pretemno ali mehko.

    Kako deluje kamera za gledanje

    Takšne kamere bodo koristne tistim, ki želijo vedeti, kaj se dogaja v njihovi odsotnosti. Potreba po njih se lahko pojavi zaradi različnih razlogov. Na primer, starši morda želijo opazovati spanje otroka in zmanjšati tveganje nevarnega padca iz postelje. In komore okrog hiše bodo ljudem, ki se približujejo vhodnim vratom, lahko celo pomagali najti kriminalca, ki je storil zlo. Izhod signala kamere se prenaša, obdeluje, ponovno pretvori v sliko in po potrebi posname. Prenesite videoposnetekUporabite lahko tudi koaksialni kabel ali zvit par in brezžično omrežje. Obdelavo signala izvaja DVR, strežnik ali računalnik s kartico za zajem videa. Slika se prikaže na monitorju. Načelo delovanja video nadzornih kamer je, da so nameščene na vratih, zgradbah in drugih objektih za namene spremljanja v realnem času. Značilno je, da so to velike, opazne naprave, sam videz, ki zunanjemu omogoča, da razume, da so pod nadzorom. Načelo brezžičnih video kamer temelji na oddajanju slik prek brezžičnega omrežja. Vendar lahko druge naprave, kot so usmerjevalniki Wi-Fi in mobilni telefoni, prekinejo signal. Poleg tega se lahko prestreže brezžični prenos, kar je v nasprotju s cilji varnosti. Zato uporabnikom svetujemo, da zagotovijo zanesljivo šifriranje signala. Načelo delovanja skritih kamer temelji na uporabi točkovnih objektivov z nekaj milimetrskimi izhodi in širokim vidnim kotom. To jim omogoča vgradnjo v gospodinjske aparate in notranje elemente.

    Nasveti za izbiro analognih formatov

    Analogne kamere zajemajo video in avdio kot analogni trak z magnetnega traku. Strokovnjaki jih ne priporočajo, saj se bo kakovost slike in zvoka pri kopiranju neizogibno zmanjšala. Poleg tega analogni formati nimajo številnih funkcij digitalnih video kamer. Glavna razlika med njimi je vrsta traku in dovoljenje. ZaGlavni formati analognih video kamer vključujejo:
  • VHS standard. Pri fotoaparatih tega tipa se isti magnetni trak uporablja kot pri običajnih videorekorderjih. To omogoča enostavno pregledovanje posnetega materiala. Te kartuše so poceni in zagotavljajo dolg čas snemanja. Glavna pomanjkljivost VHS formata je potreba po okorni zasnovi videokamere. Ločljivost je 230-250 vodoravnih črt, kar je spodnja meja v napravah tega tipa.
  • VHS-C fotoaparati uporabljajo standardni VHS trak, vendar v bolj kompaktni kaseti. Snemanje je mogoče predvajati na običajnem videorekorderju, za to pa potrebujete adapter v polni velikosti. Kamkorder VHS-C je načeloma podoben videokameri VHS. Manjša velikost kasete omogoča ustvarjanje bolj kompaktnih oblik, vendar se čas snemanja skrajša na 30-45 minut.
  • Super VHS kamere imajo približno enako velikost kot VHS, ker uporabljajo kartuše istega formata. Razlika je v tem, da je ločljivost pisanja ena v 380-400 vrsticah. Te kasete ni mogoče predvajati na videorekorderju, vendar lahko fotoaparat priključite neposredno na televizor.
  • Super VHS-C ustreza standardu VHS, vendar je bolj kompaktna različica, ki uporablja manjšo tiskalno kartušo.
  • 8-milimetrske videokamere imajo tudi majhne kasete. To vam omogoča izdelavo bolj kompaktnih modelov, ki zagotavljajo VHS skladno ločljivost z nekoliko boljšo kakovostjo zvoka. Čas snemanja je približno 2 uri.
  • Standard Hi-8 je podoben 8 mm, vendar zagotavlja veliko večjo ločljivost - zaprtje400 vrstic
  • Nasveti za izbiro digitalnih formatov

    Delovanje digitalnih video kamer se od analogov razlikuje po tem, da so informacije v njih digitalno posnete, tako da se slika predvaja brez izgube kakovosti. Ta videoposnetek lahko prenesete v računalnik, kjer ga lahko uredite ali objavite na internetu. Ima veliko boljšo resolucijo. Pogosto uporabljamo naslednje formate:
  • MiniDV je kompaktna kaseta, ki vsebuje 60-90 minut videa z ločljivostjo 500 vrstic. Kamere te vrste so izjemno lahke in kompaktne. Možen zajem fotografij.
  • Format Sony MicroMV deluje na enak način, vendar uporablja manjše kasete.
  • Digital8 uporablja standardni film Hi-8mm za snemanje 60 minut. Modeli tega tipa so običajno nekoliko večji od DV.
  • DVD-kamere, ki shranjujejo video neposredno na majhne optične pogone. Glavna prednost tega formata je snemanje vsakega posnetka z eno skladbo. Namesto gledanja in hitrega previjanja lahko takoj pojdete na desni del videa. Poleg tega so DVD-kamere zelo blizu modelom MiniDV, vendar lahko shranijo več video posnetkov - od 30 minut do 2 uri.
  • DVD-R in DVD-RAM tvorita 3/4 velikosti DVD-jev. Pomanjkljivost je, da jih je mogoče zabeležiti le enkrat. Lahko jih predvajate na standardnih DVD predvajalnikih. Tako kot MiniDV kasete, bodisi morate uporabiti fotoaparat kot predvajalnik ali kopirati film v drugo obliko.
  • Pomnilniška kartica je najbolj priljubljena metoda snemanja videa. Valjčki so shranjeniNeposredno na polprevodniških karticah, kot so pomnilnik flash, pomnilniška kartica Memory Stick ali SD.
  • V zaključku

    Danes lahko vsak kupi poceni kamero, programi za urejanje pa poenostavijo postopek obdelave, tako da ga lahko vsakdo hitro obvladuje. Tudi analogni modeli nizke kakovosti imajo veliko uporabnih funkcij, ki jih je enostavno naučiti in ustvariti kakovostne filme. Tehnologiji, ki je bila nekoč ekskluzivno področje profesionalne televizije, so ljudje postali dostopni. Najnovejše videokamere zagotovo ponujajo številne in želijo zapomniti rojstni dan ali koncert, in začetnike ambiciozne zahteve.

    Sorodne publikacije